揭開(kāi)火遍天的“雙攝”神秘面紗

手機(jī)拍照自功能機(jī)時(shí)代就已經(jīng)成為人們?nèi)粘＝?jīng)常使用的一個(gè)功能，自進(jìn)入智能機(jī)以來(lái)地位更是被不斷的拔高。注意力所在之地往往就是創(chuàng)新的迸發(fā)處，這一點(diǎn)在手機(jī)拍照上再恰當(dāng)不過(guò)，無(wú)數(shù)的技術(shù)越來(lái)越多的被應(yīng)用到手機(jī)拍照上：3D拍照、背景虛化、光學(xué)變焦、光學(xué)防抖、雙核對(duì)焦。。。以及越來(lái)越大的光圈和傳感器尺寸等等，每一項(xiàng)技術(shù)都對(duì)手機(jī)拍照無(wú)論是照片質(zhì)量還是整體體驗(yàn)都有非常大的提升。但，“僅僅”就這樣了。

如今，大部分廠家都推出了自家雙攝手機(jī)

于是就是近兩年火遍天的“雙攝”了。如果說(shuō)11/12年的LG Optimus、HTC EVO 3D屬于手機(jī)“雙攝”的萌芽時(shí)期，14/15年的榮耀6 Plus、奇酷旗艦版等屬于“雙攝”的探索/發(fā)展期，那么16/17年iPhone 7 Plus、華為P10、vivo Xplay6、小米6、OPPO R11、nubia Z17、一加5們一個(gè)個(gè)問(wèn)世代表著手機(jī)“雙攝”的正式普及和成熟。也昭示著手機(jī)“雙攝”時(shí)代正式來(lái)了。

現(xiàn)在，似乎人人都在討論“雙攝”。手機(jī)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)就是輕薄化，7mm逐漸成為手機(jī)薄厚的一個(gè)標(biāo)桿和分水嶺。要想在如此輕薄的手機(jī)上追求更高的成像質(zhì)量，即使有前面提到的技術(shù)加持，而受制于傳感器尺寸和鏡頭素質(zhì)（這兩項(xiàng)直接決定了手機(jī)的成像質(zhì)量），如同政治上所講的的主因和次因，因此即使單攝像頭參數(shù)很好，也依然會(huì)有高感表現(xiàn)差、背景虛化不到位、特寫(xiě)不足等等問(wèn)題。這時(shí)候，在一顆攝像頭的基礎(chǔ)上再加入一顆，以此來(lái)提高手機(jī)整體拍照質(zhì)量便成了新的突破口。

其實(shí)雙攝像頭的理論基礎(chǔ)就是把原本要求縱向空間的光學(xué)體系，在橫向空間的平面上鋪展開(kāi)來(lái)。這樣即達(dá)到了成像水平，也不會(huì)使攝像頭突出影響手機(jī)整體的美觀。目前，主流雙攝像頭的功能主要可以分為兩大類：1、利用雙攝像頭產(chǎn)生立體視覺(jué)，獲得影像的景深，利用景深信息進(jìn)行背景虛化，3D掃描，輔助對(duì)焦，動(dòng)作識(shí)別等應(yīng)用；2、利用左右兩張不同的圖片信息進(jìn)行融合，以期望得到更高的分辨率，更好的色彩，動(dòng)態(tài)范圍等更好的圖像質(zhì)量或?qū)崿F(xiàn)光學(xué)變焦。這兩大類大致可以分為4點(diǎn)：1、通過(guò)雙攝測(cè)距，可以進(jìn)行距離相關(guān)的應(yīng)用，這方面目前應(yīng)用最廣泛的就是背景虛化；2、光學(xué)變焦；3、暗光增強(qiáng)；4、3D拍攝及建模。其中每一點(diǎn)展開(kāi)來(lái)都是一大篇幅，在這里就不做過(guò)多贅述。

那么問(wèn)題來(lái)了，雙攝像頭的工作原理究竟是怎樣的？雖然都是兩顆攝像頭，但是不同的手機(jī)，主攝像頭和副攝像頭的工作原理卻有很大的不同。目前，雙攝手機(jī)工作原理主要有以下幾種：1、彩色+彩色攝像頭（RGB+RGB），優(yōu)勢(shì)在于可以計(jì)算景深，從而實(shí)現(xiàn)背景虛化和重新對(duì)焦（即先拍照后對(duì)焦）；2、彩色+黑白相機(jī)（RGB+Mono），優(yōu)勢(shì)在于可以提升暗光或夜晚手機(jī)成像質(zhì)量；3、廣角+長(zhǎng)焦鏡頭（Wide+Tele），這個(gè)組合最大優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦（目前大多數(shù)主流手機(jī)廠商采用的雙攝原理）；4、彩色+深度相機(jī)（RGB+Depth），可以實(shí)現(xiàn)三圍重建等。前面提到的雙攝的功能就是通過(guò)這四種組合實(shí)現(xiàn)的。

iPhone 7 Plus、OPPO R11等目前主流旗艦均采用“廣角+長(zhǎng)焦”雙攝方案

四種中，彩色+黑白相機(jī)（RGB+Mono）和廣角+長(zhǎng)焦鏡頭（Wide+Tele）兩種應(yīng)用的最廣泛，兩種雙攝的代表分別是華為P9/10系列、Mate 9系列和iPhone 7 Plus、OPPO R11系列以及小米6等。今天我們首先就先來(lái)講講目前被廣大廠商所認(rèn)可和采用的廣角+長(zhǎng)焦鏡頭的雙攝方案，例子就已這其中的代表iPhone 7 Plus和當(dāng)下最火手機(jī)之一OPPO R11。

數(shù)碼變焦與光學(xué)變焦對(duì)比

前面提到，廣角+長(zhǎng)焦鏡頭組合帶來(lái)的最大優(yōu)勢(shì)就是可以在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦。光學(xué)變焦（Optical Zoom）其實(shí)是相機(jī)上的一個(gè)名詞，它是通過(guò)改變光學(xué)鏡片組結(jié)構(gòu)來(lái)改變鏡頭焦距，從而實(shí)現(xiàn)變焦。但是鏡片組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體尺寸無(wú)法安置于手機(jī)中。而此前的手機(jī)如果想要放大圖片，方法是后期對(duì)圖片進(jìn)行裁切然后將一部分放大，這樣做的后果是圖片內(nèi)的每個(gè)像素面積就會(huì)增大，圖像的畫(huà)質(zhì)就會(huì)被嚴(yán)重壓縮。而廣角+長(zhǎng)焦雙攝則解決了這一難題，在手機(jī)中實(shí)現(xiàn)了光學(xué)變焦。

廣角+長(zhǎng)焦雙攝的光學(xué)變焦在于左右攝像頭擁有不同的可視角，這樣兩個(gè)攝像頭就會(huì)有不同的取景范圍。當(dāng)想要拍攝廣角照片時(shí)，可以使用左攝像頭取景。如果想要長(zhǎng)焦照片，則用右攝像頭取景，獲得長(zhǎng)焦效果。通俗點(diǎn)說(shuō)，即廣角鏡頭取景更寬更廣，但是取不到遠(yuǎn)處物體；而長(zhǎng)焦鏡頭雖然取景比較窄，但是能“看”的更遠(yuǎn)。這樣，廣角和長(zhǎng)焦鏡頭組合搭配，在拍照時(shí)通過(guò)鏡頭切換和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)比較平滑的變焦。

以iPhone 7 Plus為例，其采用了1200萬(wàn)像素、28mm焦距的廣角鏡頭+1200萬(wàn)像素、56mm像素的長(zhǎng)焦鏡頭，通過(guò)28mm廣角和56mm長(zhǎng)焦攝像頭的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)2倍無(wú)損變焦。雖然還無(wú)法達(dá)到單反相機(jī)上的無(wú)級(jí)光學(xué)變焦，但是目前在手機(jī)上已經(jīng)是絕對(duì)的領(lǐng)先方案了，OPPO R11、小米6、一加5等采用了同樣的方案。

接下來(lái)再說(shuō)說(shuō)OPPO R11，其采用了1600萬(wàn)+2000萬(wàn)像素?cái)z像頭的廣角+長(zhǎng)焦的解決方案，擁有f/1.7的超大光圈，支持2倍光學(xué)變焦和10倍的數(shù)碼變焦。在這里可能很多人會(huì)有疑問(wèn)，即為什么長(zhǎng)焦鏡頭像素會(huì)比平時(shí)主要使用的廣角鏡頭像素要高？這在于廣角鏡頭在變焦時(shí)會(huì)損失圖像信息，此時(shí)高像素的長(zhǎng)焦鏡頭就會(huì)進(jìn)行彌補(bǔ)，從而保證手機(jī)成像質(zhì)量并提高手機(jī)變焦性能。

OPPO R11“2倍光學(xué)變焦”

此外，廣角+長(zhǎng)焦雙攝還會(huì)根據(jù)所拍攝的環(huán)境光線等決定使用哪一顆攝像頭進(jìn)行拍攝。簡(jiǎn)單說(shuō)，當(dāng)光線良好時(shí)，通常會(huì)使用副攝像頭，當(dāng)光線不佳時(shí)則會(huì)使用主攝像頭。這在于，主攝像頭擁有更好的性能，在弱光下在保證畫(huà)面亮度下還能很好的控制噪點(diǎn)，這也是為什么一般在采用廣角+長(zhǎng)焦雙攝方案的手機(jī)主鏡頭光圈都比副攝像頭光圈大的部分原因所在，如OPPO R11，主攝像頭光圈f/1.7，副攝像頭光圈f/2.6；iPhone 7 Plus主攝像頭光圈f/1.8，副攝像頭光圈f/2.2。這還解決了另一個(gè)問(wèn)題，即前面拿iPhone 7 Plus為例時(shí)提到，廣角+長(zhǎng)焦雙攝手機(jī)的光學(xué)變焦是通過(guò)在廣角和長(zhǎng)焦兩個(gè)鏡頭之間的切換實(shí)現(xiàn)的，因此如果此時(shí)你用手擋住副攝像頭即長(zhǎng)焦鏡頭，當(dāng)從廣角切換到長(zhǎng)焦時(shí)，長(zhǎng)焦鏡頭就會(huì)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)環(huán)境較差從而切換回廣角鏡頭，因此會(huì)發(fā)現(xiàn)在擋住長(zhǎng)焦鏡頭的情況下變焦依然可以實(shí)現(xiàn)。

到這里，相信大家已經(jīng)對(duì)于雙攝以及廣角+長(zhǎng)焦雙攝的原理應(yīng)該有了一個(gè)大致的印象，在經(jīng)過(guò)了野蠻生長(zhǎng)后，回到最終的體驗(yàn)上，拼的依然是廠家自身的研發(fā)實(shí)力和技術(shù)積累，若從拍照這方面來(lái)看，目前做的比較出色的要數(shù)蘋(píng)果、三星和OPPO了。而雙攝特殊性在于它影響的是手機(jī)的拍照，而并不像2K屏幕或者全面屏等可有可無(wú)，因?yàn)楫?dāng)單攝像頭的創(chuàng)新無(wú)法再對(duì)手機(jī)成像有大的提升時(shí)，雙攝就會(huì)顯得至關(guān)重要，或者也可以說(shuō)雙攝是手機(jī)成像發(fā)展過(guò)程中所必須經(jīng)歷的一步。而以iPhone 7 Plus、OPPO R11為代表的廣角+長(zhǎng)焦的雙攝方案目前是最成熟同時(shí)體驗(yàn)最出色的雙攝方案之一。而就目前的成像成像體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，無(wú)論變焦還是虛化，都沒(méi)有令人失望。對(duì)于手機(jī)拍照來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么是一顆攝像頭解決不了的，如果有，那就再來(lái)一顆吧。