不只是依靠摄像头 手机的拍照不简单
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现在智能手机的摄像头像素规格越来越高,动辄都在千万像素以上,旗舰机上也经常能见到2000万像素以上的摄像头。智能手机已经取代相机成为大家随手拍的设备。在挑选智能手机的时候,不少用户只是关注摄像头像素这一项规格,认为像素越高,手机的拍照质量越好,这个观点其实并不准确。
像素并不是手机摄像头的唯一参数,摄像头的像素越高,只是代表手机的成像效果会更加清晰,但是对于提升手机的拍照质量影响并不大。除了像素以外,手机镜头还有两个比较重要的参数,分别是光圈以及焦距。
光圈就是我们常见到的f/2.0、f/2.2等这样的参数,数字越小表示光圈越大,光圈越大拍摄的画面越亮、景深越小,所拍摄的物体背景就更模糊。
焦距是镜头从中心点到传感器平面上所形成的清晰影响之间的距离。镜头的焦距决定了该镜头拍摄的物体在传感器上所形成影像的大小。焦距越长,能够拍摄到的物体影响越大,而且变焦也会更大。 另外手机的拍照效果与传感器也息息相关,目前多数旗舰手机都是采用了索尼IMX234 Exmor RS堆栈式图像传感器,是全新的积层型被罩是传感器,优势在于提升手机拍摄的亮度,在暗光拍摄时可以减少画面的噪点。
从上面的简单介绍来看,不难看出,手机的拍摄照片需要多方的合作,最终才能形成手机上显示的图片,如果只凭借像素来判断成像质量,那么就太片面了。 不过也许会有些用户会有疑问,为什么两个手机采用相同的摄像头规格,为什么拍出的照片还是不一样呢?
确实是这样的,因为手机的拍照效果除了摄像头部分以外,还取决于手机的成像算法以及处理器对于拍摄方面的优化,这些方方面面都会影响到手机的成像效果。举一个简单的例子,iPhone在摄像头像素方面一直都不及Android的旗舰手机,但是在手机拍照效果方面,却仍然处在智能手机的顶级水准,甚至超越了一些Android旗舰手机,这就是因为在算法方面,iPhone有着自己独特的优势。 为了能让手机在拍照方面取得更大的突破,目前各个手机厂商都在做不断的尝试,提升硬件素质,优化系统算法。例如现在已经有手机厂商推出了双摄像头的设计,或者推出了双色温的闪光灯,这些都在一定程度上提升了手机的拍照效果。
其实在手机拍照优化方面,除了各大手机厂商在努力尝试之外,手机的处理器厂商也在不断进行研发。日前Qualcomm推出了全新的骁龙820处理器,该处理器不但在性能方面更进一步,另一个需要注意的就是,在对于拍照方面进行了更好的优化,如果采用骁龙820处理器,再结合厂商在拍照方面所做的尝试,那么手机在拍照方面将会有较大的进步。
一块处理器,又是怎么影响到手机的拍照的呢? 以骁龙820举例,处理器中内置有全新的图形处理器(GPU)与图像信号处理单元(ISP),这两部分将会在手机成像基础上,为手机拍照提供更好的画面,同时,数字信号处理单元(DSP)还为拍摄提供了降噪以及光学模组变薄的特性。随骁龙 820 处理器推出的Qualcomm Spectra ISP是一款双图像信号处理单元,由最新14 位图像传感器、混合自动对焦和多传感器融合算法支持,集成了带有 Hexagon向量扩展(HVX)的 Hexagon 680,支持高级成像和计算机视觉,还支持高达三个摄像头(例如一个前置摄像头和两个后置摄像头)。
Qualcomm Spectra ISP能够实现手机拍照的三项自动功能,分别是高级自动对焦、自动曝光以及自动白平衡,这三点可以让手机拍照变得更加简单。举个例子,现在手机基本上都分为自动模式或者专业模式。自动模式下无需调整参数即可拍照,但是在效果方面,往往比不了专业用户在专业模式下拍摄的照片。
例如,目前大多数采用骁龙处理器的安卓手机都具备一个特点,在专业模式下,对焦、曝光以及白平衡都可以手动调节,但很多时候,只有专业用户才能将各项参数调整到最好的状态,对于大众用户来说,专业模式太过复杂。现在有了ISP的帮助,能够让手机的各项参数在自动状态下也拍出不错的照片。
此外,双ISP支持手机进行混合自动对焦,这里也包括激光对焦,目前很多手机都添加了激光传感器来提升手机的对焦速度,结合全新的自动对焦功能,大大提高了手机的对焦效果。自动曝光和自动白平衡可探测拍照场景中不断变化的环境光质量,并随光线变化调整相机设置,确保适合的亮度和颜色。
现实环境中的色彩多种多样,但是大部分的大部分非专业相机的动态范围都很有限,所以很难再现真实生活场景中的全部光线和色彩。在光线复杂或者光线不足的时候,手机拍摄的照片就会丢失很多的细节。针对这样的问题,骁龙820内置的ISP进行的专门的优化。内置有动态的局部色调映射(LTM)技术,可以对色调重新映射,然后在进行叠加,提升图像的动态范围。同时还增加了阴影的层次,提升暗部的细节,使弱光条件下拍摄的照片看起来也非常清晰,减少画面的噪点。
除了ISP和GPU,骁龙820处理器搭载的Hexagon DSP数字信号处理单元在提升用户使用体验上也起到了关键作用。DSP可以在拍照后提供图片的“预处理”优化功能,对图片进行3D降噪,以至于让用户在预览状态下就可以查看DSP处理后的图片;以前需要放在CPU上进行的一些拍照相关的任务,被Hexagon DSP分担了,同时降低了功耗。而DSP的加入使得从前诸如夜间拍照噪点高等光学问题得以用算法来解决,从而降低了智能手机摄像头模组和手机的厚度,提升了用户的使用体验。
另外,全新集成于骁龙820处理器的Adreno 530是目前Qualcomm Technologies设计出的最高性能GPU,它除了可以为手机带来更出色的图像处理性能以外,还可以提升手机的最终成像效果。它的全新渲染、合成以及压缩的技术可以让手机最终呈现出来的效果更好。
从上面的介绍可以看出,提升手机的拍照水平是一个比较复杂的过程,不但需要手机厂商不断的努力,也需要像Qualcomm这样的处理器厂商协同帮助。■
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