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雙攝像頭

雙攝像頭彩色+黑白雙攝原理解析

  近幾年,越來(lái)越多的手機選擇了雙攝像頭的方案。這其中有以HTCOneM8領(lǐng)銜的主攝像頭+景深攝像頭(紅米Pro采用類(lèi)似方案);LGG5使用的標準+廣角鏡頭;還有以360、華為采用的彩色+黑白雙攝像頭解決方案,近日發(fā)布的酷派COOL1也是采用了同樣的方案。
雙攝像頭真能提高畫(huà)質(zhì)?彩色+黑白雙攝原理解析

  以上三種方案中,前兩者兩顆攝像頭要么只能主攝像頭成像、要么是雙攝分開(kāi)成像,只有彩色+黑白雙攝才能做到同時(shí)拍照、后期合成優(yōu)化的功能。

  那么問(wèn)題來(lái)了,彩色+黑白雙攝的解決方案對手機成像畫(huà)質(zhì)真的有改善嗎?

  從技術(shù)原理的角度上看,彩色+黑白雙攝的方案是可以提高畫(huà)質(zhì)的。這就要從手機感光元件的成像原理開(kāi)始說(shuō)起了。

雙攝像頭真能提高畫(huà)質(zhì)?彩色+黑白雙攝原理解析
  目前市面上常見(jiàn)的手機彩色CMOS,其像素分布幾乎都是采用RGBG排列的拜耳陣列或其變種RGBW排列,在這種排列下,光在射入每個(gè)像素點(diǎn)的過(guò)程中,會(huì )被濾光片過(guò)濾掉一部分,只保留該部分顏色的強度。雙攝像頭真能提高畫(huà)質(zhì)?彩色+黑白雙攝原理解析

  在這種排布下,由于每個(gè)像素點(diǎn)只能記錄一種顏色的信息,所以在后期成像的過(guò)程中,需要以每四個(gè)RGBG像素點(diǎn)為一組進(jìn)行“反拜耳運算”,通過(guò)參考相鄰像素點(diǎn)上的顏色強度,將其算法合成并還原拍攝物體本來(lái)的顏色。

        解析說(shuō)得通俗一些,一臺1200萬(wàn)像素的手機,每4個(gè)像素點(diǎn)為一組合成1個(gè)像素點(diǎn)的圖像,這樣我們先得到一張300萬(wàn)像素的圖像,然后手機再通過(guò)插值計算還原出一張1200萬(wàn)像素的照片。

  顯然,在這個(gè)“還原”過(guò)程中對于畫(huà)面細節的丟失是巨大的,如果你的手機同時(shí)還支持PDAF(相位對焦)功能,還要摳出一些像素點(diǎn)用于對焦,理論上畫(huà)質(zhì)會(huì )進(jìn)一步下降。

  而黑白CMOS由于無(wú)需記錄并還原拍攝物體的顏色信息。每個(gè)像素可以獨立地保存畫(huà)面的灰度信息,也就最大程度上保留了畫(huà)面的細節信息,提高了銳度。

  而彩色+黑白雙攝像頭的解決方案,就是利用兩顆攝像頭同時(shí)成像,再通過(guò)ISP后期合成,這樣既保留了彩色攝像頭的顏色信息,又可以保證黑白攝像頭的清晰度,從而提升畫(huà)質(zhì)。

雙攝像頭真能提高畫(huà)質(zhì)?彩色+黑白雙攝原理解析
  不僅如此,由于雙攝可以實(shí)現類(lèi)似人眼的交叉測距功能,這樣也就無(wú)需讓彩色攝像頭擁有PDAF功能,也能保證較高的對焦速度。
雙攝像頭真能提高畫(huà)質(zhì)?彩色+黑白雙攝原理解析
  當然,這樣的雙攝也不是沒(méi)有缺點(diǎn),由于雙攝像頭后期合成的算法,所以對兩顆攝像頭光路軸線(xiàn)的穩定性要求很高,所以目前彩色+黑白雙攝像頭還沒(méi)有可以量產(chǎn)的光學(xué)防抖方案。這導致夜間只能通過(guò)拉高ISO保證成片率,帶來(lái)的畫(huà)面底噪問(wèn)題需要后期算法解決。

  不過(guò)最后還是要提醒消費者,雖然在技術(shù)層面上能夠對畫(huà)質(zhì)有一定提升,但擁有了雙攝像頭并不代表就一定會(huì )拍出好照片。打個(gè)比方:雙攝解決方案就像好菜譜,但有了好菜譜,上等食材和大廚的精心烹制也必不可少。所以擁有雙攝并非萬(wàn)事大吉,兩顆CMOS的素質(zhì)以及各個(gè)廠(chǎng)商后期的算法調教對最終的成像結果才是最終成像結果的主導因素。
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