四攝/4×4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊?

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1、彩色相機 + 彩色相機(RGB + RGB),主要用於計算景深,做到背景虛化和重對焦;

2、彩色相機 + 黑白相機(RGB + Mono),主要提升暗光/夜景影像拍攝質量;

3、廣角鏡頭 + 長焦鏡頭(Wide + Tele),主要用於光學變焦;

4、彩色相機 + 深度相機(RGB + Depth),主要用於三維重建;

蘋果春季發布會主要帶來的是收費性服務,而華為P30發布會主打亮點還是錄影能力,讓人感覺牛到不行。報價還沒出,但有一種買不起的感覺。

四攝已經是極限?

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第1張

P30 後置徠卡三攝: 4000萬像素超感光錄影頭(廣角,f/1.8光圈)+1600萬像素超廣角錄影頭(f/2.2光圈)+800萬像素長焦錄影頭(f/2.4光圈,OIS),支持自動對焦(雷射對焦/相位對焦/反差對焦),支持AIS防抖。前置單攝: 3200萬像素,f/2.0光圈。

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第2張

P30 Pro後置徠卡四攝: 4000萬像素超感光錄影頭(廣角,f/1.6光圈,OIS)+2000萬像素超廣角錄影頭(f/2.2光圈)+800萬像素超級變焦錄影頭(f/3.4光圈,OIS)+華為Time-of-Flight(ToF)錄影頭,支持自動對焦(相位對焦/反差對焦),支持AIS防抖。前置單攝:3200萬像素,f/2.0光圈。

密集恐懼症初犯

你是不是可能以為當下四攝已經是極限了,那只能說你還是太年輕了。

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第3張

2月份的MWC2019上,HDM正式發布了諾基亞9 PureView手機具有後置5錄影頭陣列,並搭配有雷射對焦和閃光燈。五個錄影頭全都是1200萬像素的傳感器,並且五個全都統一搭配f/1.82光圈的鏡頭,每個鏡頭都搭配IMX 386傳感器,其中兩枚為彩色鏡頭,三枚為黑白鏡頭,三枚黑白鏡頭負責獲得更多的信息,提升畫面質感,五枚錄影頭可以同時對焦與成像,提升了對焦的速度與準確度,錄影頭+閃光燈一起,展現出別樣的視覺風格,你看上去會不會犯密集恐懼症!

4×4陣列錄影頭

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第4張

韓國手機廠商LG更是申請了4×4陣列錄影頭組合專利,即16顆錄影頭設計的手機,研究相控陣的朋友看見了會不會很親切呢?

如此之多的錄影頭,能否生成一個更加精細的3D模型呢?雖然LG沒有詳細描述,或許可以做到呢。不過要驅動4×4=16個手機錄影頭,即便是像素為百萬級別,手機的ISP和CPU等能抗住嗎?

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第5張

整個拍照過程要涉及啟動、對焦、成相速度等多個方面,想必大家都經歷過,在點擊快門後,系統繼續提示要我們穩定手機,並且拍照界面在「轉圈圈」,這其實是手機正在處理數據,只有處理完成後才能最終合成成片。這個過程非常影響拍照體驗。

這就涉及到手機ISP方面了,ISP全稱圖像傳感處理器,我們使用手機拍照時,光線從鏡頭到達傳感器(CMOS),傳感器捕捉到景深和顏色等基本信息後將其轉換成電流信號,然後交由ISP圖形信號處理器進行處理或「預處理」,之後再交給CPU最終完成圖像拍攝的整個環節。

若CPU是手機的大腦,那ISP可謂是拍照過程中的大腦,它對於手機的拍照效果有著決定性的影響,對於手機拍照過程的體驗同樣如此。

深感錄影頭原理

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第6張

TOF(Time of flight)直譯為「飛行時間」。其測距原理是通過給目標連續發送光脈沖,然後用傳感器接收從物體返回的光,通過探測光脈沖的飛行(往返)時間來得到目標物距離。這種技術跟3D雷射傳感器原理基本類似,只不過3D雷射傳感器是逐點掃描,而TOF相機則是同時得到整幅圖像的深度(距離)信息。

1、照射單元

照射單元需要對光源進行脈沖調制之後再進行發射,調制的光脈沖頻率可以高達100MHz。因此,在圖像拍攝過程中,光源會打開和關閉幾千次。各個光脈沖只有幾納秒的時長。相機的曝光時間參數決定了每次成像的脈沖數。

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第7張

要做到精確測量,必須精確地控制光脈沖,使其具有完全相同的持續時間、上升時間和下降時間。因為即使很小的只是一納秒的偏差即可產生高達15cm的距離測量誤差。如此高的調制頻率和精度只有採用精良的LED或雷射二極管才能做到。一般照射光源都是採用人眼不可見的紅外光源。

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第8張

2、光學透鏡

用於匯聚反射光線,在光學傳感器上成像。不過與普通光學鏡頭不同的是這里需要加一個帶通濾光片來保證只有與照明光源波長相同的光才能進入。這樣做的目的是抑制非相幹光源減少噪聲,同時防止感光傳感器因外部光線干擾而過度曝光。

3、成像傳感器

是TOF的相機的核心。該傳感器結構與普通圖像傳感器類似,但比圖像傳感器更複雜,它包含2個或者更多快門,用來在不同時間采樣反射光線。因此,TOF晶片像素比一般圖像傳感器像素尺寸要大得多,一般100um左右。

四攝/4x4陣列攝/「深感」攝,技能堆疊? 科技 第9張

4、控制單元

相機的電子控制單元觸發的光脈沖序列與晶片電子快門的開/閉精確同步。它對傳感器電荷執行讀出和轉換,並將它們引導至分析單元和數據接口。

5、計算單元

計算單元可以記錄精確的深度圖。深度圖通常是灰度圖,其中的每個值代表光反射表面和相機之間的距離。為了得到更好的效果,通常會進行數據校準。

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