聊聊這兩年的手機攝像頭的整體進步
夏昆岡 于 2017.06.07 21:14:35 | 源自:www.soomal.com | 版權:原創
平均/總評分:09.86/207

我們前幾天發布了《Soomal 智能手機樣張精選 圖集[2017]》[作者:Soomal ] ,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

制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2017.04.27 15:32:37
制造商=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%檢視,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,這與它們可能采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,還有更高的頻寬。軟硬結合療效好,這是典型的行業團結進步的例子。

弱光

制造商=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;曝光程式=未知;場景類型=標準;日期=2015.09.11 15:39:59
制造商=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;曝光程式=程式模式;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。這里光照環境穩定,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。

我們這里放了一組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于主流水準的,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援下,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于采用更大光圈的鏡頭,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,堆棧式的畫素井結構基本普及,RGBW畫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

制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2017.02.23 13:27:07
制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2016.12.01 12:51:15
制造商=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
制造商=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;曝光程式=程式模式;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援以及算法的改善,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,以獲得更為夸張的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。國產手機也在精鉆HDR,但算法水準上仍舊整體落后,響應時間也會偏慢。

HDR并不是百利無害,HDR在某些量化測試中會獲得更好的評分,所以HDR對于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

制造商=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
制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2015.12.10 17:24:59
制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2016.03.30 12:32:48
制造商=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;曝光程式=程式模式;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扎實的質感表現。

測光

制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2016.04.05 13:22:00
制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2016.10.31 12:32:53
制造商=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
制造商=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;曝光程式=程式模式;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,而用戶并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,還有測光算法可以更快的比較更多采用進行計算。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

制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2016.04.07 13:19:44
制造商=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;曝光程式=未知;場景類型=標準;日期=2017.03.23 18:53:40

現在主流機型采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,是說的兩個子畫素共用一個微透鏡,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占用正常畫素的面積,準確說是半個子畫素,對應的畫素畫質會受到影響,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,更重要還在于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,而有些則是全畫素雙核對焦。實際上兩者區別并不是太大,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,在博物館里都是對不上焦的。在更成熟的預對焦算法的支援下,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,這與程式的對焦邏輯有關,而與對焦性能無關。可以改進。

雙攝像頭

制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2017.03.09 14:14:34
制造商=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;曝光程式=未知;場景類型=標準;日期=2016.12.15 17:29:14
制造商=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;曝光程式=程式模式;場景類型=標準;日期=2016.10.26 15:09:45
制造商=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;曝光程式=未知;場景類型=標準;日期=2016.08.16 13:07:56

雙攝像頭從無到有,并非一帆風順,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“媲美單眼”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,幾年后說不定真的可以讓單眼和普通用戶說拜拜了。

體驗的進步

用戶并不清楚哪里進步了,也不關心這些,用戶希望做到的是不分時間地點場合,拿起了就能拍,拍完還想質量好。需求就是這么簡單粗暴不講道理,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、測光等技術性設定,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定。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,還能拍水族館里的水母。這些都受益于整體性的進步,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于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,云可能是個關鍵點,云可以包括輔助計算、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。

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219.141.***.***
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我有個困惑,普通用戶在裝置設定均是預設的情況下,拍攝出來的效果,與宣傳樣張有很大差別。所以我們拋開最普通用戶的技術水準,以專業或準專業攝影師的身份談論手機拍攝能力,意義何在?畢竟后者都用單眼,很少用手機創作。
此帖使用Win10提交
發表于2017.06.23 16:23:54
56
183.063.123.***
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發表于2017.06.23 09:16:00
55

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發表于2017.06.23 08:32:55
54
這兩年手機攝像頭進步不大呀,很多方面950xl還是很好的。
此帖使用Win10提交
發表于2017.06.23 07:55:58
53
話說,像三爽神器在室內等弱光條件下還真不是所謂低階單眼+狗頭能夠蓋/比得上的……
此帖使用SAMSUNG SM-G9550提交
發表于2017.06.23 06:08:00
52
180.118.037.***
180.118.037.***
發表于2017.06.23 06:03:07
51
我想咨詢下,現在主流旗艦手機的拍照功能與若干年前的佳G11比如何?

此帖使用M3 NOTE提交
發表于2017.06.23 01:12:25
50
139.207.232.***
139.207.232.***
發表于2017.06.20 16:25:30
49
113.105.163.***
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發表于2017.06.18 22:10:42
48
014.204.093.***
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發表于2017.06.18 01:52:47
47
117.136.007.***
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發表于2017.06.17 19:05:22
46
219.132.183.***
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發表于2017.06.13 22:12:23
45
希望手機的攝像頭可以持續發展下去,不求超過單眼,希望未來可以超越入門微單的水準。這次出門旅游一直用手機拍景色,確實方便,因為在你最累的時候,你就知道身上少帶一樣東西的意義了。
發表于2017.06.12 17:17:47
44
不能更贊同
此帖使用MHA-AL00提交
發表于2017.06.11 03:15:47
43
101.226.093.***
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發表于2017.06.10 16:43:14
42
180.118.140.***
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發表于2017.06.09 23:42:50
41
好文好片還是學習并欣賞之……
此帖使用SAMSUNG SM-G9550提交
發表于2017.06.09 23:42:21
40
剛開始還以為是啥東西,再對比看一加的原來是反射的燈光
此帖使用Win10提交
發表于2017.06.09 12:28:32
39
180.153.027.***
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發表于2017.06.09 12:20:28
38
手機輕薄的訴求限制了攝像頭的體積,但是手機處理器和各種APP大大提升了攝像頭的功力,你看美顏相機就拯救了多少中國妹紙。。。。。哈哈哈
發表于2017.06.09 11:26:09
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