一篇文章看懂手機(jī)攝像頭
2000年11月,夏普聯(lián)合日本當(dāng)時第三大移動運(yùn)營商J-photo推出了全球第一款拍照手機(jī),像素僅有11萬。時至今日,手機(jī)拍照已經(jīng)成為手機(jī)必不可少的一個功能,手機(jī)攝像頭歷經(jīng)多年發(fā)展,也已經(jīng)不可同日而語。
隨著智能手機(jī)的普及和不斷升級,用戶對于手機(jī)拍照畫質(zhì)也就越來越高,好的拍照畫質(zhì)就離不開出色的手機(jī)攝像頭配置,而目前市面上手機(jī)攝像頭的規(guī)格眾多,參數(shù)各不相同,怎么去看這些名詞和參數(shù)來挑選好的拍照手機(jī)呢?下面讓我們一起來簡單學(xué)習(xí)一下。
拍攝景物通過鏡頭,將生成的光學(xué)圖像投射到傳感器上,然后光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)換成電信號,電信號再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號,數(shù)字信號經(jīng)過DSP加工處理,再被送到手機(jī)處理器中進(jìn)行處理,最終轉(zhuǎn)換成手機(jī)屏幕上能夠看到的圖像。
手機(jī)攝像頭的工作流程
由于手機(jī)攝像頭的工作原理基本都相同,對于我們選擇好的手機(jī)攝像頭并不產(chǎn)生影響,我們只需要簡單了解即可。
影響手機(jī)攝像頭拍照畫質(zhì)的幾個因素
1、傳感器的類型
傳感器是決定手機(jī)攝像頭成像品質(zhì)最為重要的一部份,也經(jīng)常被手機(jī)廠商作為宣傳的重點(diǎn),廠商也習(xí)慣采用傳感器的分類來對手機(jī)攝像頭的類型進(jìn)行分類。
常見的攝像頭傳感器類型主要有兩種,一種是CCD傳感器,一種是CMOS傳感器。
CCD的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量好,但是制造工藝復(fù)雜,成本居高不下,特別是大型CCD價格非常高昂,且耗電高,并不適合在移動設(shè)備上使用。在相同分辨率下,CMOS價格比CCD便宜,但圖像質(zhì)量相比CCD來說要低一些。
CMOS影像傳感器相對CCD具有耗電低的優(yōu)勢,加上隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步,CMOS的畫質(zhì)水平也不斷地在提高,所以目前市面上的手機(jī)攝像頭都采用CMOS傳感器。
CMOS傳感器視工藝和具體技術(shù)的不同,也有著不同的分類。目前市場上效果較好的主流攝像頭CMOS傳感器主要有背照式CMOS傳感器和堆棧式CMOS傳感器兩種,在廠家宣傳時,也通常用這兩種傳感器類型對于產(chǎn)品的攝像頭性能進(jìn)行宣傳。
背照式CMOS傳感器
背照式CMOS傳感器這一名稱是與傳統(tǒng)正照式CMOS傳感器區(qū)分開來的,像我們所熟知的iPhone 4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i等熱銷機(jī)型,都采用了背照式CMOS傳感器。
早在2008年,索尼就開發(fā)出了背照式CMOS傳感器,其最大的優(yōu)化之處就是改造了元件內(nèi)部的結(jié)構(gòu),即將感光層的元件調(diào)轉(zhuǎn)方向,讓光能從背面直射進(jìn)去,避免了在傳統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)中,光線會受到微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管的影響。
此外,把與感光無關(guān)的走線與光電二極管分開到芯片的兩邊或下面,這樣不僅可以增加光電元件曝光面積,而且減少光線經(jīng)過布線層時的損失,從而顯著提高光的效能,大大改善低光照條件下的拍攝效果。
堆棧式CMOS傳感器
堆棧式CMOS傳感器目前是索尼獨(dú)家的傳感器產(chǎn)品。索尼將其命名為Exmor RS CMOS傳感器,是背照式CMOS傳感器的衍生產(chǎn)物,也是目前手機(jī)攝像頭當(dāng)中較為先進(jìn)的一種CMOS傳感器,被廣泛應(yīng)用用在三星Galaxy S4、索尼Xperia Z等旗艦級產(chǎn)品當(dāng)中,而國產(chǎn)的OPPO Find 5是世界上首款采用堆棧式CMOS傳感器的手機(jī)。
其具體原理是,使用有信號處理電路的芯片替代了原來背照CMOS圖像傳感器的支持基板,在芯片上重疊形成背照CMOS元件的像素部分,從而實現(xiàn)了在較小的芯片尺寸上形成大量像素點(diǎn)的工藝。由于像素部分和電路部分分別獨(dú)立,因此像素部分可針對高畫質(zhì)優(yōu)化,電路部分可針對高性能優(yōu)化。
硬件參數(shù)不是唯一
雖然好的成像效果離不開好的手機(jī)攝像頭硬件支持,但是在目前市場上手機(jī)產(chǎn)品各類配置高度同質(zhì)化的現(xiàn)在,各家廠商都可以輕易地獲得優(yōu)質(zhì)的手機(jī)攝像頭硬件配置,但就算是采用相同參數(shù)的攝像頭的手機(jī),其最終的拍照成像品質(zhì)都不一定可以產(chǎn)生同樣的效果。
舉個簡單的例子,索尼是目前手機(jī)攝像頭主要的生產(chǎn)廠商之一,其生產(chǎn)的手機(jī)攝像頭被廣泛地應(yīng)用在蘋果、三星等廠商的產(chǎn)品當(dāng)中,同時索尼自己的產(chǎn)品也有使用,但從實際效果和市場反應(yīng)來看,索尼手機(jī)的拍照畫質(zhì),與其它廠商的手機(jī)拍照畫質(zhì)相比,并無優(yōu)勢,例如iPhone 5。
這其中的原因最重要影響因素就是系統(tǒng)和軟件的配置優(yōu)化,這對于廠商技術(shù)能力考驗,一點(diǎn)也不比對于硬件的設(shè)計能力的考驗低,也是目前各家廠商在手機(jī)攝像畫質(zhì)方面效果差異最大的決定性因素之一,而不同的廠商對各自產(chǎn)品所進(jìn)行的優(yōu)化也有差異,也會導(dǎo)致攝像頭具有不同的功能特色,或者不同的優(yōu)勢之處。
同樣采用來自索尼的1300萬像素堆棧式CMOS傳感器攝像頭,三星Galaxy S4和索尼Xperia Z的成像效果和風(fēng)格都是有差異的。
不過,再好的軟件優(yōu)化也離不開優(yōu)質(zhì)的硬件支持,一些廠商在硬件設(shè)計上的創(chuàng)新突破,往往也能帶來畫質(zhì)上突破性的提高,如諾基亞的808 Pureview和HTC One。
所以,在選擇一款好的拍照手機(jī)時,除了對硬件參數(shù)要有所了解以外,也要防被硬件參數(shù)所迷惑,真實的拍照效果要通過身實際操作和體驗 ,并了解不同廠商所提到的功能特色才是王道。