iPhone7一發佈,就如同當年iPhone4加長到iPhone5一樣,種各增加攝像頭的調侃圖就出來了。本文標題圖片就是我自己PS出來的,但這絕對不是調侃,未來的新款iPhone真的完全有可能出現這樣的設計,後面會詳細分析。
每年新iPhone發佈總會引起熱議,其中最常見的就是指責抄襲。這兩年雙攝像頭手機風行,尤其是國產品牌大量採用,自然就會有廠商接機炒作自己了,這一輪罵聲最多的無疑是抄襲雙攝像頭,其中KOL們為了騙取點擊率不負責的推波助瀾也功不可沒。雖然蘋果確實很愛“借鑒”別人的設計,但也要罵之有據,本文就以我自己的理解,跟大家聊聊iPhone7雙攝像頭的抄襲和創新。
【一、iPhone7雙攝與華為有天壤之別】
國產手機中華為與徠卡合作的P9雙攝像頭最為典型,它採用了一個黑白攝像頭加一個彩色攝像頭的組合,官方描述是這樣的:在拍照的過程中,雙攝像頭同時工作,黑白鏡頭捕捉細節,成像更清晰;彩色鏡頭捕捉顏色,色彩更飽滿,加上華為特有的圖像合成演算法,讓細節與色彩愈加融合,拍出的畫面栩栩如生,驚豔躍於指尖。
稍懂感測器工作原理的人深知這種設計的科學之處,除了還不大成熟的X3感測器之外,其它感測器絕大部分都是把一個圖元分成四個區域:2個綠色和1個紅色1個藍色區域。感測器本身無法識別色彩,綠色濾鏡會過濾掉紅藍色光線,感應到的光強度就是純綠光的強度了。這樣雖然讓感測器能識別色彩,但同時也過濾掉2/3的可見光。
而黑白攝像頭則無需濾鏡,也無需把一個圖元分區,同面積下採集光線的能力是彩色攝像頭的3倍以上,天生就有強悍的弱光能力,因此大部分監控攝像頭都採用黑白的。把黑白攝像頭做為彩色攝像頭的補充,理論上確實能大大增強拍照能力。
然而這裡也有個重大的問題:它畢竟是兩個攝像頭,會導致成像畫面有區別,在拍攝風景照等遠景的時候,視角差異幾乎可以忽略不計,但如果用來拍微距和近景,它就只能用其中的彩色攝像頭了。
為了驗證這一點,我用6s拍了第一張照片,然後把手機往左平移1cm拍了第二張照片,以模擬雙攝像頭的效果。
這就是“兩個攝像頭”拍攝的照片,明顯能看出有些區別。
為了更加方便說明,我只截取了對焦(中間這個USB接收器)及其背景(BOSE mini)部分,很明顯可以看出兩張照片的視角差異很大,這樣兩張照片怎麼能合成一張照片呢?可見這種雙攝像頭是有天生bug的,不過這個bug對於後面要說的HTC和iPhone7的攝像頭卻是天生優點。
【二、iPhone7與HTC雙攝非常接近】
HTC M8的雙攝也曾紅極一時,尤其以先拍照後對焦功能頗受好評。
這次iPhone7 Plus的雙攝像頭發佈之後,HTC也在微博上發了這個圖片,意指雙攝和雙外放有抄襲之嫌,但語氣表現大度。HTC確實也有資格這麼說,因為兩家的設計實在太接近了。
蘋果在多攝像頭上的籌畫顯然時間不短了,2013年他們收購了為微軟Kinect提供三維成像技術的以色列Primesense公司,2015年時候蘋果又收購了以色列LinX的公司,LinxX應該就是這次iPhone7Plus雙攝像頭的出處。
LinX是一家專門開發平板電腦和手機的小型攝像頭的公司,他們的技術優勢就是弱光下的照片品質以及攝像頭陣列。他們不僅僅有雙攝像頭,而且有三攝像頭以及四攝像頭的產品!
所以將來出現4攝像頭的iPhone9一點都不奇怪,而LinX可以利用這些技術實現背景自動刪除、3D物件建模和面部識別等功能。
2015年被蘋果收購之後,LinX的公佈的資訊就不多了,目前能找到的大多還是當初跟5s對比的照片,比如更好的細節和膚色。
更強的暗光處理和噪點控制。
記錄景深資訊,而這也是HTC的先拍照後對焦技術一直強調的原理,但實現上跟蘋果還是有些微小區別,後面在詳細說明。
景深資訊加上色彩資訊,多攝像頭完全還能實現更佳深層次的功能:3D掃描。
利用雙攝像頭實現3D蘋果當然不是第一家,之前富士、松下就出過雙攝像頭的3D相機,HTC M8也實現了類似功能,微軟的Kinect以及英特爾RealSense 3D都是利用這個原理。
iPhone7Plus這次並沒有用到3D建模,而是簡化了功能。在發佈會視頻裡的演示大概可以推斷工作原理:通過雙攝像頭的成像差異,判斷畫面主體的景深區域,對這一部分畫面進行切片提取。如果需要虛化效果,那麼保持主體部分的清晰度,對其它部分虛化就能實現了,更進一步還能實現對不同切片做不同程度的虛化,以獲得更加自然的虛化效果。
iPhone7Plus與M8最大區別是前置的焦點在拍攝時就固定了,只對背景進行虛化。而HTC的雙攝像頭則是先拍照後對焦,焦點可以後期選擇的,類似光場相機的做法,因此就要求畫面中所有圖元都有清晰時候的成像,需要在拍攝時掃描整個場景,對所有圖元進行記錄,資料的信息量會遠大於iPhone7plus,並且拍攝時間會較長。
根據官網介紹,iPhone7 Plus景深效果還是“即將推出”狀態,在手機上市時應該還不能使用,但從原理上來說會遠好於一般的軟體,畢竟它利用雙攝像頭的3D成像對主體進行切片,不會出現分不清邊緣的情況,並且可以根據距離進行不同程度的虛化。
而通常的軟體處理虛化是讓你手工選擇一個圓形的區域保持清晰,其它部分不管遠近都進行虛化,所以處理的會非常不自然。比如上圖就是用美圖秀秀處理的效果,手臂和發端這些區域都被虛化了,讓人一看就知道是處理出來的。
但由於iPhone7 Plus的雙攝像頭焦距不同,取景的範圍也不同,廣角模式拍照時只有中間區域可以做3D掃描,使用上會有點受限,發佈會公佈的樣片也都是主體占畫面比例較低的。
【三、iPhone7Plus雙攝像頭的創新】
兩個攝像頭不同焦距,無疑是iPhone7plus雙攝像頭最大的創新。拍攝近處時候使用28mm廣角鏡頭,而拍攝遠處則用56mm中焦鏡頭,實現2段光學變焦,很大程度上可以拋棄毀畫質的數碼變焦。
其實這一設計在以色列另一家公司Corephotonics於2014年公開過,當時盛傳HTC M8使用了它們的攝像頭被該公司否認;前一陣有小道消息稱iPhone7plus實際上採用了它們的攝像頭也被該公司否認。該公司還表示:iPhone7Plus上市是值得慶賀的,很高興看到蘋果證實了我們的設計。由於Corephotonics的產品還沒有使用在任何一款手機上,所以iPhone7Plus暫時還是獨家使用。
我對這個設計非常喜歡,因為我每次看到媳婦使用手機的數碼變焦去照片就很不爽!再舉個實例說明一下,上面就是在同一位置,分別用不變焦和數碼變焦拍攝的BOSE MINI。
照片分別是這樣的,看不出個所以然來,所以要截取相同內容部分進行對比。
上圖是沒有使用數碼變焦拍攝的照片100%的效果,下面是使用了數碼變焦的照片縮小。可以看到數碼變焦實際上是非常毀畫質的,縮小後的細節明顯不如原圖剪裁的好,只是取景時候看的更加清楚而已。
其實針對數碼變焦這個問題,松下LX系列相機以及Nokia 1020使用過一種比較完美的解決方案:通過圖元裁切來達到無損變焦,也就是剪裁畫面放大到全屏顯示以解決取景上的問題,只保存想要的那一部分畫面,而不強行插值到最大圖元。通常我們手機拍照主要也就發個朋友圈之類的,30萬圖元的照片都足夠,完全可以借鑒這個方法,可惜絕大部分廠家還是愛插值,就為了虛假的高圖元。
【四、其它感人的更新】
比較利好的消息是4.7寸的iPhone7也用上防抖鏡頭了,但考慮雙鏡頭的用處,感覺和Plus的落差要比6s這一代更大了。。。
另一個利好消息是支持RAW,但我還不確定這說的是什麼,到底是可以拍攝RAW格式的照片,還是支援編輯RAW檔?如果是後者那意義也不大,因為那只是軟體功能,只要系統升級用6s這種前代產品也能實現。
RAW的強悍之處用單反的人都比較清楚,它存儲的資料量是JPG格式的64倍,從256色階提升到16384色階,在調節亮度、色彩時候能保留極豐富的細節,上圖就是一張RAW照片調節亮度的示意圖。
【五、總結】
iPhone7這一代產品主要更新還是攝像頭和防水兩個功能,防水便於髒了放龍頭下沖洗,攝像頭的更新則都集中在plus上了,iPhone7的提升並不明顯。至於其它的所謂升級就比較無聊了。
顏色:淘寶早就啥顏色都有了性能:性能不提升還能算新款?身歷聲:HTC和SONY早玩膩了,這麼巴掌大的身歷聲毫無意義,聽著還是跟單聲道一樣耳機孔:這個算倒退吧,強迫換耳機無線耳機:居然拔下一隻耳機就停止播放,開會時候偷聽英語講座怎麼辦?而且無線雙耳身歷聲三星摩托羅拉早有了,還防水不帶尾巴呢。年年煥新計畫:當我傻啊?
【結語】
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