手机什么时候有的照相功能,随着科技的不断发展,手机已成为当今世界人们必不可少的生活工具之一。而手机相机功能也是伴随着手机技术的不断演进而日渐完善。回顾手机相机技术的十年演进史,我们不难发现,手机拍照的发展史也是科技进步和人类追求美好生活的体现。从早期像素低、质量差的手机照片,到今天高像素、高清晰度、拥有各种特殊功能的手机相机,手机相机已经与传统相机一样受到人们的喜爱。手机相机的发展历程不仅改变了人们的拍照方式,也创造了很多新的行业和商业机会,如自拍、美颜、手机拍摄比赛等。
手机相机技术十年演进史
这是“科技“时光机第 74 篇文章。读一读过去,比一比现在。
由于数据和写作背景与当前有所差异,如有错误和不符合,欢迎指出,和谐讨论。
十年前,当你和人们聊起手机拍照的时候,他们会觉得你有毛病,手机拍出来的东西能看吗?
十年后,当你和人们聊起手机拍照的时候,他们会饶有兴趣与你探讨哪一部手机拍照效果更好。
智能手机发展十年,改变的不仅仅是人们的通讯方式,还大大降低了摄影的门槛,以至于出现了“手机摄影师”这样的职业,专门教人使用手机拍照,使用手机进行摄影和视频录制,以及后期剪辑。
单摄时代:像素!像素!还是像素!手机拍照与专业的数码相机最大的区别,就在于因为自身体积的限制,无法放入与单反相机一样尺寸的传感器,也无法实现数码相机那样可伸缩的光学变焦镜头。这样一来,手机拍照整体系统天生就有两大缺陷:
一个是非常小的传感器,只能够接收到有限的光线,照片色彩暗淡,远不如相机拍出的艳丽;一个是无法实现光学变焦,只能够通过剪裁画幅的形式来放大缩小画面,减少照片的清晰度;前者很好举例子,同样的阳光照射下,一扇小窗子和一整扇大门,单位时间内当然是大门透进来的光线要多得多,传感器接收到的光线越多,照片的细节也就越丰富;后者通过裁剪画幅来进行数码变焦,简单来说就是如果传感器的本身是500万像素,那么放大2倍裁剪后就只剩下100万左右的像素了,照片质量当然直线下降。
因此对于厂商来说,能够提高手机镜头的进光量,减少变焦带来的像素损失,是手机拍照的一个重要方向。当年的巨头诺基亚采用的就是这样一套打法,一方面镜头模组采用蔡司认证。另一方面不断推出高像素的手机,从500万到800万再到最后的4000万像素的Nokia 808系列,其核心目的就是拍出更加富有细节的照片。
不过单摄像头始终是单摄像头,无论怎样优化,从物理层面来讲都无法摆脱本质上的差异。
双摄时代:黑白还是双彩?熟悉手机市场的人应该会知道这一款产品:HTC EVO 3D,这是一款搭载了双镜头,可以拍摄出3D效果照片的手机,此时是2011年。虽然并没有引起太大的波浪,但是却为后来双镜头机器的方案奠定了基础。
随着硬件的进一步成熟,手机镜头也开始了下一步的探索。率先出场的,是HTC和华为。
HTC在当年作为安卓阵营的老大哥,在技术层面一直偏于激进,喜欢尝试新技术拉开产品的差异化,但是由于专利和渠道,以及产品策略出现问题,在2013年左右逐渐被三星超越,后来一蹶不振,直至推出智能手机市场。2014年,HTC推出了全新的旗舰机型HTC M8,搭载了两个镜头,主镜头负责成像,副镜头主要用于辅助对焦,这样可以帮助算法进行景深渲染,同时获得背景虚化这样如今常见的效果,在当时引起了不小的话题性。
华为在2012年开始正式进军智能手机行业,并且提出打造高端品牌的战略,其中拍照作为主打功能,一直是华为研发的重要领域。2016年,华为发布了P9系列,采用了与徕卡联合研发的相机模组,使用黑白+彩色的双镜头方案,黑白镜头负责采集拍摄对象的轮廓和细节,彩色镜头负责色彩,这样得到的照片细节更加丰富,并且有质感。
在此之后,手机双摄时代开始到来了,各个品牌纷纷推出自己双摄镜头的手机,但是解决方案都是上述的两种:要么采用主镜头+副镜头的模式,并且副镜头只起到辅助成像的作用;要么采用黑白+彩色镜头的成像模式,黑白镜头负责轮廓,彩色镜头负责色彩。
但是从那个时候开始,用户对于手机的需求多了一个拍照的核心卖点。
多摄时代:全场景解决方案。双摄镜头机型打得如火如荼的时候,苹果站了出来。采用了一条跟过去完全不同的解决方案,在iPhone 7 Plus上,苹果采用了主镜头+长焦镜头的解决方案,这样一来用户就可以拍摄28mm和56mm两种焦段无损的照片,并且长焦镜头非常适合拍摄人像,增加了一个特殊的使用场景。
应该说,苹果为后续的多摄解决方案提供了一条新的道路。最终由华为将这一套方案推向了成熟,也就是:超广角+主摄+长焦+辅助镜头的多摄像头解决方案。
2018年,华为推出了标志性的Mate 20系列,其中Mate 20 Pro采用了“超广角+主摄+长焦”的拍摄解决方案,这样就使得用户可以在三个固定的焦段分别拍摄到无损的照片,并且在各个焦段的照片还可以相互弥补,比如说使用超广角镜头拍摄的时候,主摄和长焦镜头也可以同时工作提高中心画质。
三枚镜头由于处在不同的焦段,就可以覆盖不同的使用场景,超广角镜头可以拍摄风光,主摄镜头拍摄大多数日常生活场景,长焦镜头适用于人像等特写。这就约等于一个摄影师同时携带了多枚定焦镜头一样,不同的场景更换不同的镜头,来实现对相机最好的利用。
多摄镜头的方案,一直沿用至今,无论是后面推出的所谓“潜望式镜头”,“TOF景深镜头”、“电影镜头”等,都没有逃脱这样的组合方案中来。而手机拍照也已经普及大众,可以拍出媲美卡片相机的照片,也间接性地导致了相机市场的持续萎缩。
未来:还有什么可以优化的?那么现在和未来,还有什么可以优化的方向呢?实际上手机摄影的进步不仅仅在于整个相机模组的进步,还有整个半导体产业和软件方面的高速进步。实际上,如何通过软件算法进一步提升手机的拍摄性能,已经成为厂商需要攻克的目标。毕竟镜头不可能再增加,传感器的面积也没办法继续做大。
这个时候就需要算法来发挥作用了。谷歌旗下有一个手机系列名叫Pixel,同样每年会更新一个系列,不过这款手机主要是面向安卓开发者,更新一些特性来测试最新的安卓系统使用的。但是用户发现实际上Pixel作为一款“测试机”,拍照的水平尤其是夜景拍摄并不输于那些主打拍照功能的旗舰机器。(比如说最新的Pixel 5,拍照综合评分与三星旗舰机器Note 20 Ultra一样)
实际上谷歌使用的,就是很多厂商在深入研究的“计算摄影”,如何使用算法去提升照片的质量。通过机器学习上千万张样片,即便是传感器没有捕捉到足够的细节,算法也可以通过合理的“想象”将照片填充完整。这种算法成熟之后,可以解决手机拍照最困难,但却是用户需求较大的场景:夜景拍照。
无论是华为之前的“月亮门”,还是iPhone现在主打的“超级夜景”,都是通过算法来弥补物理上的缺陷,得到更好的照片。
谁会知道,下一个十年,手机拍照又会带给我们什么样的惊喜呢?
十年间,手机相机经历了从单纯的拍照工具到成熟的高清晰度、特效渲染的演进,不断升级的技术为我们带来更加清晰流畅的操作体验。照相功能的加入早已成为手机不可或缺的一部分,伴随着我们的生活始终存在,拓宽了我们拍照的边界。随着技术的不断提高,手机相机将会有更广泛、更复杂的应用,我们可以期待更好的拍摄体验和更深刻的影像表现。