手机摄像头的技术发展趋势
夏昆冈 于 2014.03.02 14:08:29 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:07.05/261

我们花了几篇的篇幅,结合实际应用表现与技术资料回顾了一下当前摄像头的发展现状,该介绍的也应该介绍了,该吐槽的也吐了一个槽,那么,这篇文章,我们讲重点放到未来,不用穿越,我们可以预知未来。

感光器继续进步

上一轮的感光器技术进步主要源自于堆栈式的出现。堆栈式的好处就是在像素实际受光面积不受影响的前提下,感光器面积不变也能能够增加像素密度而不降低画质,或者在总像素保持不变的情况下,缩小感光器的面积,怎么折腾都行,怎么折腾都是有利的。但结构设计的挖潜不是无限的,堆栈式几乎用到了能用的一切空间,再出现一次类似于堆栈式这样的结构性设计进步已经很难。

影响感光器画质的,不只是结构,还有制程。更好的半导体工艺也能带来更好的表现,就像intel的Haswell那样,采用了更新的制程,降低了功耗。感光器的制造工艺往往落后于处理器工艺一个时代,如果制程工艺在整体性的大进步时,感光器也会受益。

最简单粗暴的办法还是增加感光器面积。索尼已经有了1/2.3英寸规格的手机用感光器,首次应用于Xperia Z1 L39h,目前还在独占期内;OmniVision也有了1/2.3英寸的感光器,金立E7用的就是这颗;诺基亚Lumia 1520则采用的是一枚1/2.5英寸规格的感光器。主流的感光器规格是1/3-1/3.2英寸,索尼那颗注明的1300像素堆栈式IMX135,是1/3.06英寸。1/2.3英寸规格的面积比主流规格大了70%-100%,这就是手机中的“大底”。面积上的优势也就意味着画质可能会好得多。

以前我们测评过诺基亚808、Lumia 1020,这些相机的感光器面积更大,但带来的负面作用就是摄像头体积无法缩小,影响美观。而采用1/2.3或者1/2.5英寸规格的感光器,摄像头体积可以控制在被接受的范围内。因此它更具实用性和被普遍接受的可能。

如果索尼敞开供应新款感光器,有理由预期会有众多机型跟进,那么大底化就能形成趋势。

镜头光学素质难有再一次的突飞猛进

最近两年,手机摄像头的镜头素质迅速进步,表现在整体解析力、抗眩等方面,而且光圈也逐渐越做越大。现在的镜头素质已经达到了一个较高的水平线上,要求再一次突飞猛进的发展有点难,但在某些功能性的方面,例如防抖,会得到改善。在结构设计方面,还有空间,摄像头是不嫌小的。在配合“大底”时,如果压缩了体积又能保证光学素质,这本身也是一个很大的进步。

可能出现新型的镜头设计

Pelican Imaging 有个矩阵镜头的设计,正在和诺基亚合作实验商品化。它的外观与普通镜头完全不同,它由4X4的镜头矩阵构成。它除了可以像普通相机那样拍摄以外,还能实现类似于拍后再对焦,多对焦点画面,快速抠像等后期工作。它还具有非常薄的特点,官方介绍是仅有3毫米厚度,符合当前以轻薄为美的审美潮流。这种镜头我们没有亲自体验过,实际表现还不好说, 但可以期待一下。

光学防抖有可能普及

Lumia 920让很多消费者知道了手机也可以有光学防抖,而实际体验也证明,光学防抖是个好东西。实现光学防抖,需要有配套的芯片,Lumia的光学防抖用的双轴陀螺仪,就是由意法半导体提供,但享有独占期。到2014年1月,诺基亚的独占期结束,这意味着任意厂商可以开始使用,这对提升摄像头整体综合素质有帮助。苹果最新的专利显示,新的iPhone可能会采用光学防抖设计。这些因素都有可能加速其他厂商的跟进。

数字变焦技术走向实用化

受限于体积,手机很难和光学变焦和谐的结合起来,所以手机摄像头基本上以定焦设计为主。但变焦需求并没有消失,手机中的照相机厂商诺基亚设计了了PureView技术,其中就包含了无损数字变焦,这种技术我们介绍很多次了,这里不再赘述。它确实有效,但也存在弊端,它需要非常高的总像素支持才能达到实用价值。而要达到极高的像素值,需要感光器先进步,或者把感光器做得很大,这又会牺牲外观……总之这不是一件多么容易平衡的事情,随着感光器技术的进步,各种无损数字变焦技术也会越来越成熟实用。

更快的对焦,必然趋势

iPhone 5 到 5S,对焦性能获得了显著的改善,应该是当前智能手机中,对焦最快的之一,但即便如此,手机的对焦性能依然无法达到抢拍、抓拍的程度,与相机的较好表现差距甚远。之前我们撰写过《快速反差对焦的秘密 》[作者:夏昆冈 ] 一文,虽然是说的相机,但其实也适用于手机。至截稿日,在售手机都是反差式对焦,那么对焦速度提高就绕不开感光器刷新率、镜头驱动效率、算法几道大山。相机上的技术越来越成熟,这些技术出现在手机上并不是幻想。而且越来越多的厂商在努力,例如越来越多的机型的摄像头开始加入更好的闭环马达来改善镜头驱动力以改善对焦,据说广告发布的三星Galaxy S5还引入了相位对焦技术,号称是目前对焦最快的手机。对焦性能已经被更多的大厂商所关注。更快的对焦,成为有志品牌竞相追逐的目标。

易用性、专业性、趣味性的平衡

经过多年的发展,手机摄像头的性能获得了巨大的发展,正如相机的发展那样,总会在有繁简乐趣之间寻求平衡,要易用,还要功能多还好玩,这本身其实就是有些冲突的,不过慢慢的,平衡点也慢慢浮现,各家有各家的办法,但不一定谁就是最好的,这是个发展方向。

云的应用

4G具有更大的带宽,未来还有可能有更低的资费,这为在线服务提供了发展空间。伴随着摄像头而发展的在线业务就是网络相册[云存储]、社交以及基于位置的LBS服务等,这些服务将会有更好的用途和体验。

整体还有很大的进步空间

基于发展现状,我们可以很乐观的预测,手机摄像头还有很大的进步空间,不管是画质还是操控以及数据管理方面,都有进一步跨越的空间。随着手机摄像头的进步,越来越多的人愿意用手机拍照,这代表了需求也在扩大,在日本的一次调查中,拍照成为了智能手机最重要的应用,也是消费者最为看重的卖点。

画质,仍旧是大家最为关心的核心的部分。前些时候,我们发表了《从样张看手机摄像头的进步 》[作者:夏昆冈 ] 一文,其中用到Lumia 1520 vs 松下LX3,差距已经没有想象的那么大,如果技术再一次进步,旗舰非变态的智能手机画质追平当年的卡片旗舰机是完全有可能的,而在应用体验上,将彻底甩开传统相机。

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