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进步惊人!明年更可怕手机拍照技术

发布日期:2021-01-24 07:08

  2020年是不平凡的一年,也是坎坷的一年,夹缝求生,激发出的能量是巨大的。

  回顾今年手机行业拍照技术的发展,我们发现,在这样的大环境下,今年这些技术的进步是绝对跨越式的,也许比往年任何一次都大。

  自从华为与索尼定制的1/1.7英寸大底传感器IMX600面世以来,所有人都看到了大底的“香”,其领先优势足足维持了一年多,直到去年底1/1.33英寸三星HMX的到来,才打破了这种垄断。

  不过三星HMX因为高达一亿像素,1/1.33英寸的底并未占到太大的便宜,而年初OPPO Find X2上的索尼IMX689传感器的到来才算真正开启了今年的大底竞赛。

  IMX689依然是4800万像素,但尺寸一下升级到1/1.43英寸,单位像素面积达到1.12 um,四合一单位像素面积就变成了2.24um,优势凸显。

  不过OPPO并没高兴太久,因为不久后华为P40上的那颗索尼IMX700再度上升到一个新的台阶,5000万像素1/1.28英寸,不管是底还是单位像素面积都占据领头位置。

  在这样的你追我赶下,2020年的大底传感器可以说是井喷式爆发,三星、华为、小米、OPPO、vivo,各自全部都拥有自己的定制大底传感器,从下面的表格你可以看到,最小起步也是1/1.7英寸,这在过去是难以想象的。

  传感器的大底化其实也是高像素趋势的必然结果,当从1200万跃升至4800万、6400万甚至1亿像素时,底自然会跟着变大。那么高像素的方向到底对不对呢?我们说了不算,市场数据说明一切。

  根据英国Omdia调查公司公布的数据,2019年Q3季度,索尼占全球CMOS市场份额56.2%,到了2020年Q2,这个数字变成了42.5%,三星则从16.7%增长为21.7%。在Q2财报公布后,索尼预估图像传感器业务在2020财年将大跌66%。

  从市场上的产品我们也能明显感受到这种变化,去年还是索尼IMX586传感器的天下,今年随着像素大战的开启,最近新发布的国产手机主摄基本上是三星的6400万像素或者1亿像素。

  在大红大紫的IMX586之后,索尼的后续传感器并未受到厂商们的追捧,风头反而转向了三星的超高像素传感器。至少从赚钱这件事上来说,三星的方向对了。

  最新消息显示,三星正在研发6亿像素的图像传感器,对角线英寸,比目前最大的手机传感器还要大一倍,甚至超越了M4/3的微单。

  而在6亿像素到来之前,三星还有几款过渡的CMOS发布,三星已完成1.5亿像素图像传感器的开发,有传言称小米将首发搭载,另外还有2.5亿像素传感器也正在研发中,配备1英寸大底。

  三星最新的 1亿像素传感器HM2,已是第三代,并开始下放到2000元内价位,接下来,搭载超高像素或者上亿像素的摄像头,可能会成为国产厂商们新的趋势。

  三星和众多手机厂商对超高像素如此热衷,一方面是为了市场营销,另一方面也是预判了未来手机的功能需求,也就是高像素视频拍摄的需求。

  从处理器角度来说,骁龙865的处理能力已经可以轻松应对1亿像素,明年的骁龙888面对1.5亿像素也没啥压力。还有5G、Wi-Fi 6等新一代无线K视频传输铺好了“高速路”。

  三星方面也明确表示,当前手机行业之所以会对超大底、超高像素CMOS有需求,是因为超大底超高像素的方案能够在拍摄4K,甚至8K分辨率视频的时候实现无损变焦功能。

  比如说现有的1亿像素CMOS,拍摄4K视频时理论上就能做到3倍以上的无损变焦效果,一边拍视频,一边拉近焦距,几乎不会损失画质,这是低像素方案很难实现的功能。

  随着超高像素的普及,越来越多的旗舰手机支持了8K视频功能,如华为Mate40、小米10、三星S20、三星Note20、vivo X50 Pro+、iQOO 5 Pro……不管你觉得8K有没有用,它都已经来到了你的身边。

  相比于传感器面积、像素的进化,手机防抖能力的进步或许更称得上真正意义的技术升级。今年手机防抖方面的提升,有两个代表,一个是vivo的微云台,另一个是苹果的Sensor-shift(传感器位移式光学防抖)。

  在上半年我们就发现,为了应对多摄带来的防抖难题,越来越多手机开始上双OIS,华为P40 Pro+甚至直接用了三OIS,但这样下去显然不是办法,手机厂商为此也在探索其他方向,如去年唱主流的AI算法防抖。

  于是下半年,vivo X50 Pro的微云台防抖正式量产,通过陀螺仪检测设备的状态变化,控制电机施加反方向的动力,防止镜头产生倾斜。

  iPhone 12 Pro Max则祭出了独家的传感器位移图像稳定技术,通过移动感光元件,以达到稳定图像的防抖效果。

  新技术在功能上会否大幅改善实际拍摄时的抖动情况,目前还言之过早,不过我们不妨大胆猜测,手机上镜头防抖+传感器防抖+AI算法防抖+OIS的融合,或许会为未来手机防抖迈进一大步。

  在去前年手机大底高像素刚开始流行时,由于像素占用原因,不得不用回更落后的相位对焦设计,致使手机近距离对焦能力大幅退步,这才有了所谓独立微距镜头、激光对焦、ToF镜头的流行。

  今年这种对焦开倒车的现象终于有了好转,全像素双核对焦被重新整合到大底大像素CMOS方案中来。比如OPPO在Find X2上定制的索尼IMX689,vivo X50 Pro+上首发的三星GN1、华为定制的索尼IMX700,都有超强对焦速度和大底高像素兼具。

  不同于普通ToF镜头,苹果的LiDAR激光雷达不仅可以辅助自动对焦,在视频拍摄和夜间模式中起到物体探测的作用,也就是同时兼具提升暗光拍摄和人像模式效果的作用,可以简单的看作独立微距镜头、景深镜头、ToF镜头的三合一。

  不管是苹果LiDAR还是全像素双核对焦,手机厂商能够重新认识并回归到对焦和手机拍摄体验的提升上,这一点就已经算是一大进步了。

  前面几类技术进步其实都算是硬件方面,但我们说手机影像的未来是计算摄影,从这一点上来说,今年iPhone 12 Pro的Apple ProRAW格式的出现或许就是手机计算摄影的一大亮点了。

  有关RAW格式,安卓手机大概5年前就已经支持了,而Apple ProRAW不仅能保留所有的RAW信息,它还包含了算法对图像在降噪、多帧曝光等方面的优化。在它背后则是DeepFusion算法的大幅更新。

  实际上,今年的OPPO Find X2就已经支持最高12bit的RAW格式直出,谷歌相机里则很早就留了一个出堆栈RAW的接口, HDR+堆栈合成的14bit DNG,能够达到大概14档左右的动态范围。

  按照国产手机厂商的学习能力和对iPhone的赶超决心,再加上明年手机ISP算力的进一步提升,最后不妨预测一波:明年类似ProRAW格式将在广大安卓旗舰机上大量出现!

  以上就是我们总结的2020年手机影像领域的技术升级,今年是进步巨大的一年,你同意吗?未来手机影像技术发展仍有极大的想象空间,究竟会走到哪一步,我们拭目以待!

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