LG16攝像頭！提升照片清晰度有哪些辦法？

【中關村在線原創】在上一篇文章，我們基本算搞清楚了由於艾里斑的存在，所以目前手機千萬以上攝像頭基本都達到了光學上的極限；低更大的單反系統的則是擠牙膏的緩慢提升像素數量。那麼問題來了，基於現有技術，有哪些手段可以提升照片的清晰度？

拼合上億像素

手機一張照片2000萬像素、單反一張4000萬像素，都不是什麼新鮮事情了，但我們對清晰度的追求沒有止境。現在的PhotoShop裡面可以把多張RAW拼合成一張，當然拍攝的時候有些要注意的事項，比如盡量使用三腳架、小光圈、兩張照片內容重合度等等來確保清晰度和拼合的成功率。

24469×8025解析度，2億像素（大C拍攝於加拿大班夫國家公園的露易斯湖）

我們的同事大C就拼合了兩億像素的圖像，解析度超高。當然進行這種拼合也極度考驗電腦本身的計算能力（基本是純CPU計算）。現在不僅僅是風光照，還有拍攝夜空也有很多人用這種辦法拼合。最大的拼合圖片恐怕就是谷歌地球或是各個地圖軟體的街景圖像了，無縫拼合的計算量超大，只有大公司才有這樣的計算資源。

手機拍全景就是多張照片的拼合

電腦端這麼操作強調的是精確，手機端很早就可以拿起手機轉圈拍攝全景圖片了，這其實就是一張多重拍攝拼合的辦法，只是拼合的質量不如PhotoShop拼合的高質量單反的RAW文件。

夜空中行星是很亮的目標，藉助性能優異的天文望遠鏡，可以看到諸如木星的大紅斑、土星光環上的卡西尼縫甚至恩克縫，這些都是業餘天文愛好者熱衷的目標。

疊加視頻的幀匯聚成一張照片來增加清晰度

有沒有辦法把眼睛看到的圖像變得更清晰？天文上是有辦法的。做法也很簡單：用攝像頭拍攝一段視頻，然後軟體會抽取、疊加這段視頻里每一幀的信息，疊加之後的圖像質量要高於單幀的，這種辦法由於要透過目鏡拍攝，以前都是電腦攝像頭，現在手機的4K攝像頭也可以勝任了，只需要自己買個天文望遠鏡即可。

單張180秒曝光

疊加5張180秒曝光的銀河，星點明顯豐富得多

另外一種則是疊加照片的曝光，有點類似做普通照片的HDR。比如夜空，一次曝光3分鐘，同一個區域累計曝光5次，就相當於一次遠超3分鐘曝光的效果。這一技術現在已經很成熟，可以讓畫面的信息更多更清晰，比如上面兩張圖，疊加過的明顯有更多的信息，手機端更是可以在黑夜拍出黃昏甚至白天的效果。

谷歌SuperRes疊加的是動態的多圖，演算法上更難

拍星星的辦法基本都是不動的圖，谷歌開發了演算法，稱之為SuperRes，克服了拜爾式感測器的一些問題，可以實現單攝像頭的高清晰度，甚至可以做到動態的目標也清晰，但是這個辦法目前看只有小眾的Pixel 3系列手機上可以用，一般意義上的安卓手機都不行，道理是這樣的：高速快門迅速的拍攝一組照片，然後疊加這一組照片里的信息（這一步的演算法專利很重要，因為拜爾式感測器RGB的點會錯位還有信號雜訊的處理），得到的結果要比單張更清晰。

考慮到了低成本一次拍攝、像素更高更清晰的需求，Light這個公司推出了一款名為L16的產品，它有多達16個鏡頭，仔細看圖片，可以看到其實有三種攝像頭，焦距是不同的，Light的說法是可以一次拍照，拼合出5200萬像素的高解析度照片。由於Light的機器運行的是安卓系統，所以人們在想像它推出安卓手機的可能。

Light的L16，拼合16個攝像頭的照片得到一張5200萬像素的照片

干涉測量可以讓多個小口徑等效於一個大口徑

歐洲南方天文台（ESO）多個8米望遠鏡干涉測量等效一個數十米的望遠鏡

當然還有一種極致的技術，可以讓多個拍攝設備聯動實現更清晰的圖像，這種叫做干涉測量技術，不過目前都是用在天文儀器上。比如我們熟知的FAST，是一個直徑500米的「大鍋」，但是用干涉技術，可以做到多個「小鍋」的陣列等效於一個面積很大的碗的觀測效果，歐洲南方天文台更是想藉助此技術實現等效口徑上百米的天文望遠鏡。不過這種技術和之前天文圖片的疊加技術不一樣，設備昂貴且要求高，只在科研這種預算充足的領域可以使用，消費者很難接觸到。

前兩周，LG推出了一個16個攝像頭的手機專利。這個專利在美國國家專利局的註冊號是US Patent 10135963B2，註冊生效時間是11月20日。這個專利裡面LG描述了手機16個攝像頭技術的一些應用，LG的16個攝像頭排列可要比Light的L16規矩得多。

LG16個攝像頭的手機專利

LG16攝像頭專利要點8A，多圖片取一部分拼合

LG16攝像頭專利8B，手勢操作智能拼合

讓筆者感興趣的是其中的8A以及8B。在8A當中，可以看到這個專利通過不同攝像頭的不同區域拼合成一大張完整圖像的方法。這個辦法在演算法上應該是和前面所說的L16類似，也就是多個鏡頭拼合一張，拼合後的圖像解析度會超過單個攝像頭的像素。8B則更有意思，允許手指操作的動作，進而把4張內容有重合的圖像各截取一部分，整合成一張。

上面的介紹，我們基本囊括了設備不變或是基本技術不變，怎麼讓照片更清楚的辦法、設備以及專利。因為提升硬體本身的性能很難，但如果不是一條路走到黑，提升讓我們的照片更清晰還是有很多辦法的，絕大多數這種技術我們已經可以使用上了，如果想要要高清晰度的照片，上面的這些辦法總有一個適合您。

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