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作为数码爱好者,告诉你选购手机的那些坑(相

作者:佚名 发布时间:2020-05-11

光学变焦、混合变焦、全像素八核对焦、全像素全向对焦、OIS光学防抖、HIS混合防抖、超级视频防抖......

这些看似高端的词汇,分别代表着什么技术?厂商又是如何利用的?其中有多少成分是在夸大宣传呢?看完这篇文章,相信你会离厂商的坑又远了一步!

本篇文章接上一篇『作为数码爱好者,告诉你选购手机的那些坑(相机篇 02)』,我们了解了相机最重要的感光元件,接下来再聊一聊手机镜头的焦距和变焦方式、各种对焦方式以及手机相机防抖的类型。

熟悉相机的朋友都知道在选购相机时一般都需要了解镜头支持的焦段(焦距的范围),焦距的大小影响着镜头的取景范围,焦距越短,镜头可拍摄的角度越广,画幅越宽,镜头可收纳的内容就越多,但相片中的物体会比较小,适合在拍摄风景和画幅较宽的场景下使用,在相机(手机)中焦距短的镜头一般称作“超广角镜头”。

PS:一般手机的超广角镜头的拍摄角度大都在100°以上,常见的有109°、116°、123°等(各厂商对自家机型的超广角镜头优化各不相同),角度越大,可拍摄的范围就越广。

相反,焦距越长,可拍摄的画面就越窄,但画面中的物体会比较大,一般适合拍摄人像或者距离较远的物体,具有长焦段的镜头我们一般称作“长焦镜头”。

变焦是焦距的延伸概念,可以理解为焦段之间的切换,在手机中由主摄、长焦与超广角三颗镜头协同工作(切换焦距)的过程就是在变焦。

利用镜头组内的电动马达,通过镜片组之间的移动实现无损的长焦拍摄效果,原理类似望远镜。很多手机支持2X、3X、5X甚至10X光学变焦,简单来说就相当于在1倍的正常画面上加了一个可以放大2倍、3倍、5倍或者10倍的望远镜,实现真正无损画质的输出。

光学变焦倍数要想做大,就要将焦距做大,但由于手机内部的空间有限,因此有些支持高倍光学变焦的机型相机模组会比较突出。

考虑到手机内部空间问题,许多厂商为了增大手机相机的光学变焦倍数,研究出了一套新的解决方案——“潜望式结构”(实际上这种结构在数码相机中早已实现)。

通俗的讲,“潜望式结构”的长焦镜头是利用了潜望镜的原理,在摄像头内部添加一颗光学三棱镜,将进入镜头的画面进行多次折射,从而实现更高倍数的光学变焦。

在摄像头拍摄的画面内进行放大,像素会带来一定损失,画面越大图像越模糊。就相当于一张图片的分辨率是固定的,缩放程度越大画面越就越模糊。

一般也称作混合光学变焦,画质介于光学变焦与数码变焦之间,在光学变焦的基础上再进行数码变焦。单纯的混合变焦则表示主、长、广三摄可无缝切换。

无损的字面意思就是画质没有损失,但在手机摄影里,并非此意。无损变焦这个词大约是在2017年前开始流行的,而现在用的比较少,基本都被混合变焦所替代。

所谓无损变焦,就是在摄像头拍摄画面的基础上进行图像的像素裁切,实现画面的整体放大,再通过算法补偿损失的画质,也可以理解为是另一种形式的数码变焦(数码变焦+软件补偿)。

例如,2017年的一加5手机官方宣称支持2倍无损变焦,实际支持的光学变焦倍数为1.6倍,另外的0.4倍所呈现的画面是通过数码变焦与软件算法补偿上去的。

很多厂商在宣传自己的产品时都会采用吸引人的标语,比如2倍光学变焦、3倍光学变焦、5倍光学变焦、3倍混合光学变焦、10倍混合光学变焦、30倍数码变焦、50倍数码变焦、100倍数码变焦等等,在混合光学变焦里我们要认清光学变焦的占比是多少,然而一般宣传混合光学变焦的厂商不会公布光学变焦倍数,甚至有些厂商直接宣传50倍变焦,故意不说明到底是光学、混合还是数码变焦,所以这类机型到底是否支持光学变焦我们不得而知。

智能手机的相机从最开始的定焦到后来的手动对焦再到现在的自动对焦,说明了手机厂商越来越重视手机的相机体验。下面我们来说一说手机相机中的那些对焦方式。

相位对焦,顾名思义就是通过相位法进行自动检测对焦,其原理是在感光元件上预留出一些遮蔽像素点,专门用来进行相位检测,通过像素之间的距离及其变化等来决定对焦的偏移值从而实现准确对焦。

简单来说,相位对焦就是通过检测对焦物体的焦前与焦后距离返回的差值信号来判断对焦物体的前后位置。

在相机成像中,画面最亮的点往往就是最清晰的点,而反差对焦就是利用了这个原理,通过镜头反复的前后移动,找到画面中对比度最高的点进行对焦。在黑暗的环境下,反差对焦最容易捕捉到对比度高的点,但在明亮的环境下,画面的对比度差值较小,再加上对焦时镜头反复移动会消耗相当的时间,所以反差对焦的速度相对较慢。

激光对焦顾名思义就是通过发射激光光束(红外波长光)来计算物体反射回来的时间,从而确定对焦物体的位置。激光对焦的原理类似于超声波,在极暗环境下可实现精准对焦。

激光对焦的特点:极暗环境与纯色环境下适应能力强,对焦精准,但对焦速度一般,成本较高(大都用在旗舰机型上)

实际上TOF对焦也可以理解为是激光对焦,很多旗舰手机上都会搭载TOF镜头,同样可以实现精准对焦,其原理就是向外界物体连续发射特定波长的红外光线脉冲,通过计算反射回来的时间从而确定对焦点,与激光对焦的原理基本相同,所以一般搭载TOF镜头的机型不会再单独添加一颗激光对焦传感器,而是被TOF镜头所替代。

为了解决反差对焦速度慢的问题,诞生出一种全新的对焦方案,全像素对焦方案,就是在每个像素的内部进行对焦,彻底解决了暗光环境下对焦慢的问题。

通俗的来讲,全像素双核对焦就是将相位差对焦技术集成到了传感器内,把每个像素点分离成左右2个子像素,也就是每个像素都有2个光电二极管(可以理解为人的2只眼睛),在成像时也就有2张画面,通过这2张画面计算出与对焦物体相差距离的关系,将其转换为当前镜头的移动量,从而实现精准对焦。

得益于现在的大底高像素的传感器,由此便诞生了另一种新的对焦方式,全像素四核对焦。与全像素双核对焦原理相似,所谓全像素四核对焦就是在垂直和水平两个方向上进行图像相位差的对比(每个像素点分离成上下左右4个子像素),这样不仅再次提升了对焦速度,对于拍摄运动物体的追焦能力也得到了升级。

同样是运用在高像素传感器上,充分利用了传感器的感光面积,将全像素双核对焦技术与像素四合一相结合,每个像素实现等效八核对焦。由于像素四合一的感光面积增大,使得在更暗的场景下能够捕捉更多的信息,对降低噪点有着很好的作用。

从命名就可以看出,全像素全向对焦实现了100%像素对焦。传感器内的每个像素都配有光电二极管,每个像素都可以进行相位差检测,大大提升了对焦的精确度,并且全像素全向对焦不会受到对焦物体的形状和纹理的限制,支持上下左右加斜方向的全方向对焦,即便对焦物体极其微小,同样能够实现精准对焦。

由于现在的手机摄像头不止一个,所以手机在各个镜头上所搭配的对焦方式也有所不同,因此大家在选购手机时最好要按需所取。

OIS光学防抖是依靠特殊的镜头或感光元件的结构在最大程度上降低拍摄者在拍摄过程中由于抖动造成影像不稳定的现象。其原理是利用镜头内的陀螺仪进行侦测拍摄者在拍摄过程中因手持设备不稳或其他原因造成的镜头抖动,再通过镜片或者感光元件对拍摄者的抖动方向进行反向位移,从而抵消因抖动带来的影响,实现画面的相对稳定。(一般为两轴OIS光学防抖,在水平与垂直4个方向进行减震)

四轴OIS光学防抖首发自2016年的小米5,其原理是在两轴OIS光学防抖的基础上加入了前倾与后倾2个方向的防抖功能,再配合加速度传感器的共同作用,实现共8个方向同时进行防抖,大幅度提升了画面的稳定性。

现在的手机,一般都有多颗摄像头,所谓双防抖,就是在主镜头与长焦镜头内加入OIS光学防抖功能(一般都会用到旗舰机上),在使用主镜头拍摄与长焦镜头拍摄时都会有明显的防抖效果。

有些手机厂商在自家镜头内搭载了双OIS四轴光学防抖,也就是主镜头与长焦镜头都支持在8各方向上进行光学防抖。

双结构OIS光学防抖由荣耀30系列首发搭载,一般用在潜望式长焦镜头上。其原理是在镜头和光学三棱镜内分别加入光学防抖,能够很好的解决像旋现象,在使用长焦镜头变焦的过程中与按下快门的同时画面更加稳定(录像变焦效果明显)。

所谓电子防抖,就是没有搭载任何元器件辅助,通过降低画质来补偿抖动的技术。简单来说就是不依靠硬件,而是靠软件算法来进行画面的抖动补偿,会损失边缘的一部分像素,其效果比采用硬件支持的OIS光学防抖效果要差的多,成本也要低很多。

将OIS光学防抖与EIS电子防抖相结合,通过硬件与软件的深度适配,实现了双防抖的效果,称之为混合防抖。在一些极限运动中(例如滑雪、跑酷等)进行视频的录制防抖效果会非常明显。

像华为手机的防抖模式,官方称之为AIS,OPPO手机的防抖模式,官方称之为HIS混合防抖(双防抖),实际上就是混合防抖模式,包括OPPO宣传的视频超级防抖与视频超级防抖Pro,能够将混合防抖在视频上运用到极致。

然而,这些官方宣称的防抖模式被大众熟知后,在一些不支持OIS光学防抖的机型上依然采用这些词汇进行宣传,所以我们在选购手机时不能只看官方词汇,而要确认是否真实具备原始功能。

本篇文章详细讲解了手机镜头的焦距和变焦方式、各种对焦方式以及手机相机防抖的类型。下一篇文章将阐述手机镜头内采用的VCM马达类型、光圈的作用、镜片数量对成像的影响以及闪光灯的分类。

感谢继续关注下一篇文章『作为数码爱好者,告诉你选购手机的那些坑(相机篇 04 终章篇)』