聊聊這兩年的手機攝像頭的整體進步 [夏昆岡]

我們前幾天發布了[Doc]Link=00007298[/Doc]，這些樣張均出自近兩年內手機機型。從觀感上說，進步不小，這篇文章就來聊聊手機攝像頭的各種進步。

畫面細節

Google 谷歌 Pixel XL智能手機-實拍-全尺寸原圖-頤和園諧趣園

製造商=GOOGLE;型號=PIXEL XL;焦距=5毫米;光圈=F2.0;測光模式=中央平均;感光度=ISO51;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=602/1000000秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2017.04.27 15:32:37

Microsoft 微軟 Lumia 950XL 智能手機-實拍-全尺寸原圖-野渡無人舟自橫

製造商=MICROSOFT;型號=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;測光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=手動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=549/1000000秒;場景類型=標準;日期=2016.05.16 14:42:33;鏡頭=手動

以前看手機樣張，縮成小圖看看過得去就行。而如今，部分優秀的手機晴天樣張已經可以100%查看，這些樣張有著很高的解析力，成像顆粒感小，觀感更為細膩，一些很小的線條可以能表達清晰，這其中的比較典型的代表有微軟Lumia 950XL和Google Pixel XL，這與它們可能採用了堆棧合成技術有關。另一方面是硬體素質的提升，硬體包括鏡頭光學解析度的進步以及感光器更高的解析度和更高的信噪比，還有更高的帶寬。軟硬結合療效好，這是典型的行業團結進步的例子。

弱光

OnePlus 一加 2 智能手機-實拍-首都博物館-釋迦牟尼像與二肋侍菩薩像

製造商=ONEPLUS;型號=ONE A2001;焦距=4毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F2.0;測光模式=手動;感光度=ISO1025;白平衡=自動;曝光時間=1/14秒;曝光程序=未知;場景類型=標準;日期=2015.09.11 15:39:59

Samsung 三星 Galaxy S8+[SM-GM9550]智能手機-實拍-首都博物館-釋迦牟尼像與二肋侍菩薩像

製造商=SAMSUNG;型號=SM-G9550;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;測光模式=中央平均;感光度=ISO200;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/15秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2017.06.03 12:24:49

Soomal大概是4年前，將首都博物館作為一個常去的場景拍攝地。這裡光照環境穩定，適合作為弱光測試的固定場景。也就是這個時候起，手機才開始適合在博物館這種場景拍攝。之前的成像沒法看。

我們這裡放了一組2015年一加2和2017年三星S8+的樣張對比，感受到差距了嗎？一加2的弱光表現在當年表現都算得上好於主流水平的，因為一加2有光學防抖系統。

這兩年光學防抖機構更多的出現在主流機型上，數字防抖技術也的實用性也獲得較大的提升。現在手機攝像頭在防抖系統的支持下，可以實現1/7秒的自動曝光且具有不錯的成功率。iPhone的光學數字混合防抖系統更是可以實現1/4秒的曝光時長。最近兩年的手機攝像頭也更樂於採用更大光圈的鏡頭，F2.0-F1.7的大光圈已不罕見。大光圈加更強的防抖系統，使得感光度可以控制在相對低值，對提升弱光畫質大有幫助。

感光器的進步同樣不可忽視，堆棧式的像素井結構基本普及，RGBW像素結構也獲得更好的應用，以往弱光高感光度成像容易去色的情況獲得極大的緩解。結合多幀技術，將畫質推向新高。

HDR

HUAWEI 華為 Mate 9 Pro 智能手機-實拍-頤和園練橋橋亭

製造商=HUAWEI;型號=LON-AL00;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F2.2;測光模式=模式;感光度=ISO50;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1306000/1000000000秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2017.02.23 13:27:07

Apple 蘋果 iPhone 7 Plus 智能手機-實拍-頤和園十七孔橋守橋石獸

製造商=APPLE;型號=IPHONE 7 PLUS;鏡頭=iPhone 7 Plus back dual camera 3.99mm f/1.8;焦距=4毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F1.8;測光模式=模式;感光度=ISO25;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/6410秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.12.01 12:51:15

Microsoft 微軟 Lumia 950XL 智能手機-實拍-門洞

製造商=MICROSOFT;型號=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;測光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1031/1000000秒;場景類型=標準;日期=2016.01.06 12:29:09;鏡頭=手動

Google 谷歌 Pixel XL智能手機-實拍-倭武士服

製造商=GOOGLE;型號=PIXEL XL;焦距=5毫米;光圈=F2.0;測光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=9327/1000000秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2017.04.11 18:17:08

這兩年，HDR成為了關鍵技術。結合多幀和感光器硬體支持以及演算法的改善，帶來了觀感更為自然的HDR效果。HDR在某些機型中，例如iPhone 7、Lumia 950XL、Mate 9 Pro等，會分級啟動。一級是系統自己開啟的，無法關閉，還有一級由用戶控制，以獲得更為誇張的HDR效果。有的被設計為「自動HDR」選項，可以交給系統控制。

進步的HDR演算法，讓死黑幾乎成為歷史，讓手機感光器的寬容度看上去更「像」是大底相機拍出來的結果，逆光拍攝變得更有價值。國產手機也在精鑽HDR，但演算法水平上仍舊整體落後，響應時間也會偏慢。

HDR並不是百利無害，HDR在某些量化測試中會獲得更好的評分，所以HDR對於廠商來說有點像吸毒，目前都無法做到所有場景全都恰到好處，某些場景會出現用力過猛的現象，導致色彩對比度下降，觀感偏灰偏淡。

質感

Microsoft 微軟 Lumia 950XL 智能手機-實拍-小雪人窗花

製造商=MICROSOFT;型號=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;測光模式=平均;感光度=ISO200;白平衡=手動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=47649/1000000秒;場景類型=標準;日期=2016.01.21 17:25:59;鏡頭=手動

Meizu 魅族 Pro 5智能手機-實拍-燈

製造商=MEIZU;型號=PRO 5;焦距=5毫米;等效焦距=31毫米;光圈=F2.2;測光模式=單點;感光度=ISO64;白平衡=自動;曝光補償=-1.0EV;曝光時間=1/33秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2015.12.10 17:24:59

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手機-實拍-首都博物館-釋迦牟尼像

製造商=SAMSUNG;型號=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F1.7;測光模式=單點;感光度=ISO250;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/17秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.03.30 12:32:48

Google 谷歌 Pixel XL智能手機-實拍-休息區

製造商=GOOGLE;型號=PIXEL XL;焦距=5毫米;光圈=F2.0;測光模式=中央平均;感光度=ISO332;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=19998/1000000秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2017.04.21 21:29:30

質感是個很難量化的指標。所謂質感，指的是材質表面反光、表面特性的一種綜合觀感。它實際上與清晰度、色階、色深、對比度等都有密切關聯。金屬光澤、溫潤、細膩等描述均與質感相關。

近兩年的手機在質感表現方面有了顯著的進步。現在的手機更容易表現出金屬的光澤變化，燈光的明暗變化，材質的紋理也更加清晰，色彩也相比以前更為厚重。現在回過頭看以前得樣張，會覺得單薄且模糊。

前面說到有些手機某些場景會出現HDR用力過猛的現象，它影響的就是質感。所以，質感和HDR之間的平衡點還得進一步的尋找。這說明還有進步空間。另外我們也相信感光器的進步會帶來更加紮實的質感表現。

測光

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手機-實拍-海棠花

製造商=SAMSUNG;型號=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F1.7;測光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/2416秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.04.05 13:22:00

Apple 蘋果 iPhone 7 Plus 智能手機-實拍-銀杏

製造商=APPLE;型號=IPHONE 7 PLUS;鏡頭=iPhone 7 Plus back iSight Duo camera 3.99mm f/1.8;焦距=4毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F1.8;測光模式=模式;感光度=ISO20;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/1842秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.10.31 12:32:53

Microsoft 微軟 Lumia 950XL 智能手機-實拍-絹花

製造商=MICROSOFT;型號=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;測光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1155/1000000秒;場景類型=標準;日期=2015.12.10 15:26:14;鏡頭=手動

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手機-實拍-雕塑

製造商=SAMSUNG;型號=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F1.7;測光模式=中央平均;感光度=ISO125;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/50秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.04.07 13:24:53

測光系統在這兩年有了比較明顯的進步。大部分手機的自動測光已經可以滿足大部分日常場景的測量，而用戶並不需要太多的測光技巧。這與HDR的改善有關，也與感光器本身寬容度的改善有關，還有測光演算法可以更快的比較更多採用進行計算。有些手機的測光還出現了智能優化的傾向，例如S7 edge，在白色占絕大部分的場景中，也能獲得準確結果。在攝影愛好者傳統的經驗中，這樣的場景需要額外加曝光補償。

對焦速度

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手機-實拍-街頭畫像

製造商=SAMSUNG;型號=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F1.7;測光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/530秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.04.07 13:19:44

vivo Xplay6 智能手機-實拍-歌者

製造商=VIVO;型號=VIVO XPLAY6;焦距=4毫米;等效焦距=25毫米;光圈=F1.7;測光模式=中央平均;感光度=ISO205;白平衡=自動;曝光時間=10/250秒;曝光程序=未知;場景類型=標準;日期=2017.03.23 18:53:40

現在主流機型採用的感光器大部分都集成了片上相位對焦系統，而且逐漸升級到第二代「雙核對焦」。所謂雙核，是說的兩個子像素共用一個微透鏡，它是一個相位偵測點，也可以正常感光成像。相比以前的相位偵測點，「雙核對焦」是有意義的，以前的片上偵測點需要佔用正常像素的面積，準確說是半個子像素，對應的像素畫質會受到影響，如果有上百個偵測點，對畫質會產生累積性的影響。「雙核對焦」的意義，更重要還在於每個偵測點的面積變大了，也意味著它對環境光的適應性更好。有的感光器上有128個這樣的對焦點，而有些則是全像素雙核對焦。實際上兩者區別並不是太大，都比上一代的相位對焦系統更加快速，且更適合弱光環境。

現在的主流機型對焦速度都不慢，區別是快和更快。即便是性能偏弱的機型，也能滿足大部分場景的應用。在幾年前，在博物館裡都是對不上焦的。在更成熟的預對焦演算法的支援下，現在的手機基本都做到了快速響應自動對焦，需要人工干預的時候越來越少。

對焦還不夠好的地方是微距，微距對焦經常會對到背景上，這與程序的對焦邏輯有關，而與對焦性能無關。可以改進。

雙攝像頭

HUAWEI 華為 Mate 9 Pro 智能手機-實拍-國家博物館-佛像[大光圈模式]

製造商=HUAWEI;型號=LON-AL00;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F4.0;測光模式=模式;感光度=ISO640;白平衡=自動;對比度=標準;飽和度=標準;銳度=標準;曝光補償=0.0EV;曝光時間=60000000/1000000000秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2017.03.09 14:14:34

vivo Xplay6 智能手機-實拍-燈籠[雙攝虛化]

製造商=VIVO;型號=VIVO XPLAY6;焦距=4毫米;等效焦距=25毫米;光圈=F2.0;測光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;曝光時間=10/1000秒;曝光程序=未知;場景類型=標準;日期=2016.12.15 17:29:14

Apple 蘋果 iPhone 7 Plus 智能手機-實拍-貓

製造商=APPLE;型號=IPHONE 7 PLUS;鏡頭=iPhone 7 Plus back iSight Duo camera 6.6mm f/2.8;焦距=7毫米;等效焦距=57毫米;光圈=F2.8;測光模式=單點;感光度=ISO25;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/50秒;曝光程序=程序模式;場景類型=標準;日期=2016.10.26 15:09:45

LG G5SE 智能手機-實拍-北京北海公園小西天[濾鏡]

製造商=LG;型號=LG-H848;焦距=2毫米;光圈=F2.4;測光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自動;曝光補償=0.0EV;曝光時間=1/383秒;曝光程序=未知;場景類型=標準;日期=2016.08.16 13:07:56

雙攝像頭從無到有，並非一帆風順，還是有不少用戶做了小白鼠的。隨著技術進步，雙攝像頭越來越具有實用性，例如提供更多焦距，iPhone的 28毫米和56毫米鏡頭，LG G5的28毫米和9毫米鏡頭。更豐富的焦距選項無疑提供了更多題材的拍攝可能性。雖然目前這些「特殊焦距」對應的感光器還不夠好，但未來一定會更好。

雙攝像頭還有個重要的作用就是景深模擬，各家的叫法不一樣，但意思差不多。這個功能被不少人視為可以「媲美單反」的重要功能，但目前來說，不管是華為還是蘋果還是vivo，都不夠好，只能某些特定的場景能模擬出破綻不大的效果，適合朋友圈發個小圖以假亂真。以發展的眼光看，幾年後說不定真的可以讓單反和普通用戶說拜拜了。

體驗的進步

用戶並不清楚哪裡進步了，也不關心這些，用戶希望做到的是部分時間地點場合，拿起了就能拍，拍完還想質量好。需求就是這麼簡單粗暴不講道理，但也是這種需求促使了手機攝像頭成像更高程度的自動化。回想幾年前，現在的手機攝像頭用起來確實更加方便了，基本上不需要再去考慮對焦、測光等技術性設置，只需要像個藝術家一個構圖拍攝即可，我們拍攝的手機樣張越來越少用到手動設置。以前到了晚上或者室內，手機攝像頭和瞎子差不多，現在不但可以拍博物館，還能拍水族館裡的水母。這些都受益於整體性的進步，讓拍攝體驗改善。手機攝像頭變得越來越易用好用。

進步空間還很大

手機攝像頭還有很大的整體進步空間，因為現在還有很多技術不完善，各種指標還可以再平衡平衡，而一些先進的演算法還可以進一步的普及和完善。雙攝像頭打開了一個新世界，它完全變成了一種有別於傳統攝影器材的新事物，在暴力計算的驅動下，它的未來不可低估，現在做不到不夠好，正是我們看好雙攝的原因之一。

說到暴力計算，雲可能是個關鍵點，雲可以包括輔助計算、圖像識別進而針對性優化等AI功能，這幾乎還沒實際應用，所以大有可為。而這些，和AR的技術又出現了重疊，可能會有些更有意思的玩法出現在手機攝像頭當中。

• [Doc]key=手機 實拍 樣張[/Doc]

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！