手机上摄像头那么多,厂商不知道这样很丑吗?
近几年手机的发展速度越来越快,除了不断提高的硬件配置,还有一个现象让很多人理解不能,那就是技能树越来越歪的摄像头。
比如这样式的
以前的手机,只在背后有一个安安静静的摄像头,一点也不出戏。而现在的手机,“二饼” “三筒”甚至“浴霸”层出不穷。这些让手机变得越来越“丑”的摄像头到底有啥用呢?
Light L16 16摄数码相机,密恐的你怕了吗?
双摄手机上的俩摄像头都是干啥的?
要解释三摄、四摄的原因,还得从双摄说起。虽然目前市面上支持双摄的手机五花八门,但绝大部分都是一个主摄像头搭配一个辅助摄像头,根据拍照侧重点不同,一般搭配方式有四种:
· 彩色摄像头 + 黑白摄像头
· 彩色摄像头 + 彩色(景深)摄像头
· 彩色(广角)摄像头 + 彩色(长焦)摄像头
· 彩色摄像头 + 深度摄像头
其中前三种是目前手机上最常见的搭配方式。这三种方式成像的本质是将两个摄像头拍摄的图片进行处理与叠加,从而达到不同的成像效果。为了图像处理的准确性,两张图片的差异不能太大,所以所有的双摄手机两个摄像头距离都很近。
彩色摄像头+黑白摄像头:实现更清晰的夜景拍照。
夜景条件下因为光线太暗,我们拍出来的照片经常是黑乎乎的一片,啥也看不清。想让夜景条件下拍摄的照片更加清晰,就需要增加进光量,增加进光量的方式有三种:增大光圈、延长曝光时间、提高ISO感光度。
目前绝大多数手机上的光圈都是不可调节的。延长曝光时间虽然能增加进光量但会带来抖动的问题,虽然目前大多数手机厂商都配备了光学防抖功能,但光学防抖的能力毕竟是有限度的。
抖成这样可咋整?!| 图虫创意
数码相机本质上是光电转换,提高感光度,相当于在光信号变成电信号时乘一个倍数,电子噪音也可能会被当做正常信号记录下来,这样会增加照片上的噪点,使照片不清晰。
噪点一高,就成了这个熊样 | 图虫创意
当物理性增加进光量的方法在手机上遇到了瓶颈,就需要请出算法的力量了。
在这里首先要引出一个概念:拜尔滤色镜(Bayer Filter)。目前数码相机、扫描仪等设备的图像传感器大多使用它来制作彩色图像。我们使用彩色摄像头拍照时,自然光会被拜尔滤色镜过滤,经过一系列复杂的排列和算法,最终生成彩色图像。
在这个过程中,光线是有损耗的。而黑白摄像头没有配备拜尔滤色镜,会让所有的光线都通过,获得更高的进光量,拍摄出来的图像更加清晰,细节保留的更多。
夜景条件下,以清晰的黑白图像为基准与彩色图像融合,就能得到一张效果更好的照片。
彩色摄像头+彩色(景深)摄像头,带来优美的背景虚化。
景深是啥?我们拍照时,被拍摄的物体(焦点)前后景物有一段清晰的范围,这个前后范围就是景深。单反拍摄人像或特写时,虚化背景,突出被拍摄主体就是通过调节景深做到的。
背景虚化特写 | 作者供图
单反实现这一点是通过调节镜头光圈做到的,前边我们已经说过目前绝大多数手机上的光圈都是不可调节的。所以想要拍摄背景虚化的人像特写,在手机上又遇到瓶颈了,于是我们再次请出算法的力量。
首先我们先做一个实验,闭上一只眼,左右手各拿一支笔,两支笔保持水平并且和眼睛等高,然后将两支笔笔尖对碰。是不是发现两支笔尖经常碰不到一起,但是如果两只眼睛都睁开,笔尖就总是能准确的碰到一起。这个实验用的是三角定位法。三角定位法是利用2台或以上的探测器在不同方位探测目标,然后利用三角几何原理确定目标的位置和距离。
三角定位法 | csdn
双摄手机模拟单反的虚化效果就是利用的三角定位法。首先利用两个摄像头确定出照片内物体在空间上的前后距离,也就是景深信息;然后根据景深信息将照片中的物体划分平面;最后根据需求选择相应的平面,比如人像模式下,选择出人像所在的平面,然后对其他平面进行虚化处理,就得到一张人像清晰但背景虚化的照片了。当然这个虚化过程也需要强大的算法保证,在这里我们就不赘述了。
彩色(广角)摄像头+彩色(长焦)摄像头,提供更好的变焦能力。
广角和长焦是什么?广角镜头焦距短视角大,适合拍摄面积很大的景物;长焦镜头视角小但焦距大,适合拍摄距离较远的物体。通俗来说,广角拍的范围大,长焦拍的距离远。
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