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手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

2020-08-17 06:49:22  閱讀:-  來源:

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,智能手機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代人生活中必不可少的工具。

不知道大家有沒有注意到,現(xiàn)在的手機(jī)越做越薄,從剛開始的大哥大,到當(dāng)前最新的華為P30 Pro,手機(jī)在市場上銷售時(shí),商家也都會(huì)把超薄當(dāng)作一個(gè)賣點(diǎn),各大手機(jī)廠商更是不遺余力地朝著這個(gè)方向發(fā)展。

確實(shí),手機(jī)變薄給用戶帶來了不少驚艷的效果,也提升了手機(jī)外觀的美感。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

但是,你有沒有發(fā)現(xiàn),不管手機(jī)做得多薄,總會(huì)有一個(gè)“凸”出來的攝像頭。

在追求設(shè)計(jì)美學(xué)的今天,為什么各大手機(jī)廠商一直沒有解決攝像頭凸起的問題呢?為什么攝像頭難以實(shí)現(xiàn)輕薄化呢?

事實(shí)上,手機(jī)制造商也不想讓攝像頭凸起,他們也是迫不得已。

手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)

自從手機(jī)的拍照功能逐漸普及開來,攝像頭便成為了手機(jī)的標(biāo)配。這就意味著,為了滿足市場的需求,攝像頭必須要做薄、做小。

眾所周知,攝像頭采用的是光學(xué)原理,好的鏡頭成像需要一定的物理空間。

而決定手機(jī)攝像頭成像效果的主要部分有鏡頭、傳感器和DSP。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

DSP又叫數(shù)字信號(hào)處理芯片,是網(wǎng)絡(luò)攝像頭的大腦,效果相當(dāng)于計(jì)算機(jī)里的CPU,它的功能主要是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算,對(duì)由傳感器傳來的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理,并把處理后的信號(hào)傳到顯示屏上,是網(wǎng)絡(luò)攝像頭的核心設(shè)備。

限制攝像頭厚度的因素



手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

左:早期手機(jī)攝像頭,右:新款手機(jī)攝像頭


從上圖我們可以看到,隨時(shí)間的推移,手機(jī)鏡頭模組的體積越來越小,但是在厚度上卻沒什么變化。

為什么越來越薄的手機(jī)上還要搭載如此厚重的攝像頭呢?其實(shí)這主要由于光學(xué)結(jié)構(gòu)的限制,我們再來看看手機(jī)的鏡頭模組的結(jié)構(gòu):

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

從上圖可以看到,手機(jī)鏡頭模組的大部分空間都被各種鏡片所占據(jù)了。

這是因?yàn)槿魏瓮哥R都不是理想的,由于各種因素的限制,不同光線經(jīng)過透鏡后無法完美聚焦,使得畫面出現(xiàn)變形、模糊、色差等問題。

無奈之下,人們在用于成像的透鏡前后增加了一套光學(xué)修正系統(tǒng),來彌補(bǔ)透鏡的不足。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

而光學(xué)修正系統(tǒng)本身也是由各種各樣的鏡片構(gòu)成,鏡片越多,鏡頭模組越厚,也就難以避免地增加了攝像頭的厚度。

除了成像和修正系統(tǒng)外,攝像頭里還包括了各種濾光、保護(hù)、固定等作用的構(gòu)件,這些都會(huì)增加攝像頭的厚度。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

另外,為了讓手機(jī)擁有出色的拍照效果,許多攝像頭還加入了光學(xué)防抖功能,光學(xué)防抖功能也會(huì)進(jìn)一步加大、加厚鏡頭模組,攝像頭自然會(huì)更“凸出”。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

三星發(fā)布的1300 萬像素光學(xué)防抖手機(jī)攝像頭

手機(jī)越做越薄是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢,而鏡頭模組技術(shù)在沒有大幅革新的情況下,只能維持不變或者增加厚度。

其實(shí)并不是手機(jī)廠商想把攝像頭做的“凸出”,而是為了提高產(chǎn)品競爭力,所以在手機(jī)厚度和攝像頭模組之間的平衡下,最終不得不選擇將攝像頭“凸起”。

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手機(jī)攝像頭變焦原理

拍攝已經(jīng)成為手機(jī)最熱門的應(yīng)用,不錯(cuò)的畫質(zhì)、攜帶方便等優(yōu)勢讓手機(jī)大有取代相機(jī)的苗頭,而變焦一直是手機(jī)拍照應(yīng)用的軟肋。

如果離拍攝物很遠(yuǎn),通過手機(jī)變焦功能拍攝,拍出來照片的畫質(zhì)會(huì)顯得模糊,而相機(jī)變焦后畫質(zhì)依然清晰,這是怎么回事呢?

現(xiàn)在的手機(jī)鏡頭絕大多數(shù)屬于定焦鏡頭,本身不具備變焦功能,目前手機(jī)的變焦主要有以下三種方式:數(shù)碼變焦、光學(xué)變焦及搭載多個(gè)不同焦距的鏡頭。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

>>>>數(shù)碼變焦

經(jīng)常使用手機(jī)拍照的人都知道,無論手機(jī)相機(jī)的像素有多高,放大到一定程度后,畫質(zhì)都會(huì)明顯下降,這就是所謂的數(shù)碼變焦。

其原理相當(dāng)于將拍好的照片剪裁取其中的局部,再放大成用戶所需要的尺寸,成為感官上的“變焦”。這種操作本質(zhì)上叫“放大”,并非是通過光學(xué)上的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的變焦,自然最終呈現(xiàn)的畫質(zhì)會(huì)大幅下降。

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>>>>光學(xué)變焦

光學(xué)變焦是最傳統(tǒng)的變焦方法,也是真正變焦后畫質(zhì)變化不大的方式,與相機(jī)的變焦鏡頭原理相同。

這種變焦雖然不會(huì)犧牲畫質(zhì),但相應(yīng)的需要更多鏡片和控制鏡頭伸縮的機(jī)構(gòu),會(huì)大大增加鏡頭的厚度和大小,難以在輕薄的手機(jī)上實(shí)現(xiàn)。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

>>>>多焦段鏡頭

這種方法說白了就是在手機(jī)上配置多個(gè)鏡頭,每個(gè)鏡頭的焦距不同。多個(gè)鏡頭之間相互接力、相互補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)等效的變焦,達(dá)到增強(qiáng)混合光學(xué)變焦的效果。

手機(jī)攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機(jī)一樣變焦?

對(duì)于智能手機(jī)拍照來說,利用多攝像頭不同焦段的技術(shù),滿足各類不同需求已經(jīng)越來越重要了。

在我們?nèi)粘I钪?,有時(shí)我們需要超廣角鏡頭來拍一些藝術(shù)特寫,有時(shí)則需要長焦鏡頭拍到更遠(yuǎn)處的景物。

最典型的場景就是學(xué)生上課拍老師的PPT。從這一點(diǎn)上來說,覆蓋多焦段的鏡頭組合會(huì)越來越受歡迎,因?yàn)樗茏畲笙薅鹊馗采w各種使用場景。

因此,想要在輕薄的機(jī)身上既要提升拍照質(zhì)量,又要不凸起的攝像頭,這顯然是現(xiàn)在大多手機(jī)廠商無能為力的事情,想要突破這個(gè)瓶頸還需要技術(shù)人員很長時(shí)間的鉆研。

但是我們相信,隨著科技的不斷進(jìn)步,會(huì)有更多新鮮的創(chuàng)意技術(shù)被我們發(fā)現(xiàn)和探索出來。