并非只有超高像素 手机拍照创新历史

PChome | 编辑: 卫钟 2013-01-04 06:30:00原创 返回原文

自从世界第一款可拍照手机夏普J-SH04诞生以来,手机的拍照功能已经呈现了几何形的发展,从最早的11万像素到现在最高的4100万像素。

前言

自从世界第一款可拍照手机夏普J-SH04诞生以来,手机的拍照功能已经呈现了几何形的发展,从最早的11万像素到现在最高的4100万像素,差不多花了12年时间。这个时间看起来很漫长,但是比起卡片式数码相机来说,则是飞快无比了。1995年的世界第一台商用数码相机卡西欧QV-10只有25万像素,而如今卡片数码相机的最高像素也没超过3000万。光从像素这一点来说,手机是赢定了。

不过,稍有拍摄常识的人都知道,像素并不是决定数码相机拍照画质的唯一因素。而手机作为目前民用市场中的创新先锋,其在拍照功能上的花样真是非常丰富,各种各样的创新技术,能够让你明白手机拍照,并非只有高像素而已!

 

像素要大才是好

像素,为图像显示的基本单位,译自pixel,pix是英语单词picture的常用简写,加上英语单词元素”(英文单词element,就得到pixel,故像素表示图像元素之意,有时亦被称为pel(picture element)。

在前言中我们提到了J-SH04,这部世界第一款拍照手机的像素只有11万,若放在现在来看,恐怕就算作为手机的前置摄像头来说,都会被嫌弃像素太低吧?其后的手机像素分别经历了30万、100万(130万)、200万、320万和500万几个大关,当然也有少数手机的像素突破了千万级别。目前主流的手机像素普遍是800万,而下一代旗舰手机的拍照像素应该是普遍达到千万级别。

夏普J-SH04开创了手机拍照的历史。

同样来自夏普的J-SH53是世界第一款百万像素拍照手机,手机拍摄的照片从此达到可用像素级别。

 

不过,无论是800万还是1000万,在诺基亚808面前似乎都有些不够看。这款像素达到4100万的诺基亚Belle系统智能手机,已经有了灭杀大多数卡片相机的画质,超高的像素满足808的独门绝技——超采样技术。我们都知道,像素高并不代表画质就好,感光元件的尺寸才是关键,过小的感光元件上如果存在太多像素,那么超小的像素点显然无法让画质得到保证。

诺基亚808拥有超恐怖的4100万像素,就算在数码相机中也是佼佼者。

 

我们来谈论下808那块1/1.2英寸的大型感光元件,其有效区域含有7728×5368像素,像素总数超过4100,平均每个像素点约1.4微米。这个数值与iPhone 4S保持一致,比起诺基亚N81.75微米略小了些。而依靠PureView技术,808800万像素模式下,平均每个像素3.17微米;而在500万像素模式下,平均每个像素4.01微米。

超采样技术到底让NOKIA 808有多强悍呢?再让我们看一个数据,佳能EOS 60D平均每个像素占据4.30微米。也就是说,在500万模式下,808的像素点已经接近Canon EOS 60D的水准!或者说,无论是800万模式还是500万模式,808的单个像素点尺寸已经超越了全部卡片式数码相机和大多数微单相机!

 

对焦方式多样化

“自动对焦(Auto Focus,有时简称AF)是指20世纪60年代发展起来的一种应用于照相机的技术。自动对焦是一个复杂的光电一体化过程。用相机上的光电传感器将物体反射的光接受,根据相机内部芯片的计算与处理,最后由电动对焦装置对焦。 

最早我们的手机能拍照,就已经是很了不起的事情了,那时的手机举起来咔嚓一下拍下东西就好,不过一般只能拍很远的东西。后来日系手机上出现了微距镜,让我们的手机能够拍摄近处的物体了,但是这并不是一般人都能掌控的。再后来,索尼爱立信K750c带来了自动对焦功能,让拍照手机第一次如此接近于数码相机。

夏普GX20采用旋转微距镜头切换,是早期拍摄微距的解决方式。

 

自动对焦的引入,让索尼爱立信K750c成为当时最强大的拍照手机。

 

手动对焦是指通过转动镜头对焦环、或通过按机身方向键步进以实现对焦清晰的对焦方式。数码相机时代的手动对焦一般用在自动对焦失误时使用,是自动对焦的有力补充,在数码时代仍然是不可或缺的功能。 

自动对焦固然十分有趣,但是对于一些希望掌握更为有趣拍照功能的用户来说,如果能够引入数码相机上的手动对焦功能,那是一件多么有趣的事情啊?上帝说要有光,便有了光。LG KU990便是一款支持手动对焦的拍照手机,通过其镜头上的对焦环便可以进行操作。不过在以简便为主要诉求的手机拍摄上引入手动变焦功能,终究显得有些鸡肋,于是手动对焦功能也就是昙花一现了。

LG KU990具备丰富的拍照功能,但本身的画质相当一般。

 

是啊,谈什么手动对焦呢?大多数用户连半按快门对焦再拍摄都不懂呢!于是一种更为便捷的对焦功能出现了,那就是触摸对焦!有什么比用手指在手机屏幕上随便点一下就对焦,更为方便呢?在触控对焦方面,手机比相机跨出了更快的步子。

触摸对焦的曼妙之处在于,你可以在对焦上玩出更多的花样。比如努比亚Z5支持对焦和测光分离的功能,这样的好处是在拍摄某一略暗主体的时候,测光点可以选择取景框内较亮处,以提升照片整体的亮度。手机自带这个功能,努比亚Z5还是第一款。

创新的对焦/测光分开功能,让努比亚Z5的拍摄功能十分有意义。

 

哦,相机上还存在着一种叫做眼控对焦的功能,啥时候出现在手机上完美了。

 

感光元件大进化

感光元件,就是类似于胶卷的玩意,其尺寸和像素是决定照片画质好坏的一大重要因素。最早的手机感光元件基本都是CMOS,后来出现了部分采用CCD感光元件的日系手机。CCD感光元件虽然具有画质明亮和对比度高的特点,但其功耗大、寿命短和宽容度低等问题,让其迅速从手机中淘汰了。 

目前手机感光元件的采用,一般有两种思路。一是采用大尺寸的感光元件,比如诺基亚,旗下第一款500万像素手机N95就采用了1/2.5英寸的CMOS感光元件,其尺寸已经与同时期大多数卡片式相机接近。其后配备了1/1.83英寸的诺基亚N81/1.2英寸的诺基亚808,更是超越了大多数卡片相机。

诺基亚N8是较早也是正式提出感光元件尺寸大小问题的手机。

 

另一种思路,则是搭载采用全新技术的CMOS感光元件。其中比较著名的就是背照式CMOS,这也是目前高端智能手机的主流配置。较早且较著名采用背照式CMOS感光元件的产品,就是苹果iPhone 4,其500万像素的镜头真是让人感动惊艳。另外一款比较著名的采用背照式CMOS感光元件的手机,就是HTC灵感XL,其拍照画质相当不错,挽救了HTC手机之前拍照效果不佳的名声。

HTC灵感XL虽然主打音乐功能,但是其本身的拍照功能也是相当不错。

 

堆栈式CMOS,英文名称叫做Stacked CMOS,也可以翻译为积层式CMOS,实际上这些概念指的是同一种东西。它使用有信号处理电路的芯片替代了原来背照CMOS图像传感器的支持基板,在芯片上重叠形成背照CMOS元件的像素部分,从而实现了在较小的芯片尺寸上形成大量像素点的工艺。由于像素部分和电路部分分别独立,因此像素部分可针对高画质优化,电路部分可针对高性能优化。

就像背照式CMOS是在传统CMOS基础上进化一样,堆栈式CMOS在背照式CMOS基础上再度进化,而OPPO Find 5则是全球首款采用堆栈式CMOS的产品,在这一点上手机又领先相机了一步。Find 5配备的就是IU135F3-Z模组了,传感器型号为IMX135参数大致为:1/3.06英寸、1313万有效像素、F2.2大光圈5片镜片。

采用全新CMOS技术的OPPO Find 5值得期待。

 

HDR是英文High Dynamic Range(高动态范围)的缩写。在大光比环境下拍摄,普通相机因受到动态范围的限制,不能纪录极端亮或者暗的细节。经HDR程序处理的照片,即使在大光比情况拍摄下,无论高光、暗位都能够获得比普通照片更佳的层次。

OPPO Find 5可以硬件支持HDR硬件HDR可以快速HDR拍照,避免出现软件HDR功能合成过程中出现的重影等问题,同时还可实现HDR录像,让逆光下的摄像同样完美。 这块成本价8000日元(约600元人民币)的堆栈式CMOS真是好东西,但实在是太贵了些……

 

光学技术大进化

光学变焦”,英文名称为Optical Zoom,数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。  

夏普v602sh是世界第一款支持光学变焦的拍照手机,而三星M339则是中国大陆市场第一款支持光学变焦的拍照手机。其后比较著名的光学变焦手机包括了夏普V903V、三星G808/G818、诺基亚N93/N93i和天语C系列。不过手机支持光学变焦始终是件尴尬的事情,不够大的镜头尺寸无法带来太好的变焦效果,而光学变焦镜头本身的存在又影响到了手机体积,因此光学变焦逐渐在手机上销声匿迹。

夏普V602SH背面看起来真的很像数码相机。

 

光学变焦离开了手机,但手机的操作系统则开始入侵相机。三星Galaxy Camera和尼康S800C则是两款搭载了Android操作系统的智能手机,其中三星Galaxy Camera本身还支持3G功能,且本身除了通话之外已经完全支持手机的所有基本功能,其与手机的差距已经非常小了。

三星Galaxy Camera是一款模糊了手机和相机界线的产品。

 

光学防抖”,是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。

也许看到手机光学防抖,你第一个想起来的便是诺基亚Lumia 920,没办法这款手机的名气是在太大了。但事实上来说,世界第一款支持光学防抖的手机其实是松下Lumix P-05C,搭载松下MEGA O.I.S.防抖系统采用了运动传感器,可以探知拍摄时轻微的手震并能够进行快速连续补偿,以便消减手震对图片画质造成的影响

松下P-05C看起来更像是数码相机。

 

搭载了第二代PureView技术的诺基亚Lumia 920是世界第一款搭载了光学防抖功能的智能手机,采用类似这种浮动镜头的技术,通过内建陀螺仪来判断手机移动方向,然后再调整整拍摄模块对抖动进行相应的补偿,加上f/2.0大光圈镜头,实现了比普通智能手机更高的稳定性以及高5倍以上的进光量,从而轻松拍出更纯净、更稳定、更清晰的照片。

大名鼎鼎的夜拍王诺基亚Lumia 920。

 

急速连拍专业化

连拍功能”,英文学名为continuous shooting,是通过节约数据传输时间来捕捉摄影时机。连拍模式通过将数据装入数码相机内部的高速存储器(高速缓存),而不是向存储卡传输数据,可以在短时间内连续拍摄多张照片。

 

虽然过去的智能手机也有连拍功能,但那真的就只是连续拍摄而已,很少有像数码相机那样确定在一秒时间内拍摄多少张,更有很多手机的连拍功能是以牺牲像素为前提,往往其连拍的输出只有30万像素的规格,缺少实用性。

而在2012MWC展会上,HTC One系列第一次提出了高速连拍的概念,其One系列智能手机支持5/秒的高速连拍和连续99张拍摄。其后三星Galaxy S III和联想K860也推出了高速连拍功能,而LG P880则带来了时光拍摄功能(可以记录按下快门前后各5张照片),可以说手机的连拍功能进入了一个可以与数码相机一较高下的阶段。

第一款四核智能手机HTC One X,具备强大连拍功能。

 

虽然HTC One系列的高速连拍功能,一度是手机界连拍的标杆,但其后摩托罗拉MT788的急速连拍功能,以10/每秒的记录,迅速打破了这一记录。这一切则得益于MT788高达2GHz主频的英特尔处理器。

超高速的处理器,让摩托罗拉MT788拥有强大的连拍能力。

总结:

超高像素、光学防抖、独立测光、急速连拍等功能,过去只存在于数码相机身上的功能,如今一个一个出现在了手机身上。虽然卡片相机中还存在着一些高端独特的产品,但是随着手机拍照功能的不断进步,正如同曾经的FM收音机、MP3播放器和PDA等产品一样,便携不如手机、画质不如单反的传统卡片式数码相机是一定会被淘汰的。而类似三星Galaxy Camera等产品的出现,则会为手机未来的拍摄功能发展指明一条新的道路。

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