关于魅族PRO7双摄,如何实现焦内锐利,焦外柔和

双摄手机在今年遍地开花,各家厂商在自家的旗舰产品上,都几乎无一例外地采用了双摄方案。相比于常规的单摄像头手机,配备双摄像头的手机在拍照时候能够获得很好的背景虚化的效果,实现类似于单反相机才能达到的「焦 ...
魅族汇
2017-8-12 12:00
1082 0 原作者: 王员外可爱多来自: Flyme 社区


双摄手机在今年遍地开花,各家厂商在自家的旗舰产品上,都几乎无一例外地采用了双摄方案。


相比于常规的单摄像头手机,配备双摄像头的手机在拍照时候能够获得很好的背景虚化的效果,实现类似于单反相机才能达到的「焦内锐利,焦外柔和」的效果。



目前市面采用较为广泛的双摄方案有两种,一种是 RGB + Mono 方案(彩色相机 + 黑白相机),另一种是广角+长焦方案。其中第二种双摄方案对成像质量没有实质性的提升,只是相对来说增加了玩法。


而「彩色 + 黑白」方案由于其可以有效提升暗光成像的表现,因此也被各大厂商广泛采用。本篇主要展开讲第一种,即 RGB + Mono 方案(彩色相机 + 黑白相机),魅族在 PRO 7 上采用的也是该方案。


为什么要加一个「黑白镜头」?


首先简单讲讲,后置双摄像头主要的两大优点:


第一,让手机在景深拍照时,获得更好的背景虚化效果,突出拍照对象。


第二,使得手机成像尤其是暗光环境下有更好的表现。


说到手机成像,有一个名词不得不提,那就是「拜耳滤镜」。


数码显示的颜色大都是通过红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三原色按照不同的比例合成的,称为 RGB 颜色模型。手机 CMOS 在成像时每个像素点都是「色盲」,只感应光的强度(即黑白信息),无法捕获颜色信息。


为了获得一张有颜色的照片,工程师在传统黑白感光元件的每一个像素上都装上不同种彩色滤镜,入射的自然光经过不同的滤色镜后就得到了相应的颜色,从而记录光线里面三原色的色彩信息,再经过后台合成,就可以产生彩色数码照片。这种滤镜则被称为「拜耳滤镜」。



拜耳滤镜虽让感光元件有了记录色彩的能力,但是实际照射到 CMOS 上感光成像的光线只有原来的三分之一左右,大部分入射光线被挡住了。在光照充足的白天这种影响并不大,但是到了夜晚之后成像效果则要大打折扣。



黑白镜头(全透图像传感器)就是取消了 CMOS 上的分色滤镜,进光量是普通拜耳阵 CMOS 进光量的数倍。所有入射光线都直接传到传感器并被捕捉,黑白摄像头作为辅助摄像头,弥补了彩色摄像头的亮度上的不足,有效提高细节表现。在拍摄的时候,两个摄像头分工合作,黑白镜头负责捕捉画面细节,彩色摄像头(RGB 图像传感器)捕捉颜色,以黑白图像作为基准通过特定的算法和彩色图像进行合成,图像的整体效果会有明显的提升(尤其是在暗光环境下)。


不得不提的是:在双摄镜头的搭配上,多数厂商为了节省成本通常采用高低配混搭的方案;而魅族 PRO 7 上则厚道的采用了两颗 IMX 386 传感器(黑白 + 彩色)。



介于前面提到的黑白镜头的种种优势,魅族在 PRO 7 上新增了「极致黑白」拍摄模式,不同于简单的黑白滤镜所带来的后期效果,PRO 7 自带的黑白摄像头呈现出来的黑白影像能够保留更多的细节和层次感,可以说又多了新玩法。



魅族 PRO 7 背面创新性加入的「画屏」功能,可以利用背部双摄像头进行自拍,实现更好的拍摄效果。



PRO 7 Plus实拍照片:



ISP 性能和程序算法决定双摄成像效果


人眼可以非常容易地对一个物体进行定位,但是在闭上其中一只眼睛的时候,定位能力就会下降。双摄像头技术就是模拟人眼的工作原理的应用。双摄像头的也能让对焦速度有一定的提升。



如下所示,被拍摄物体与左/右摄像头的角度为θ1和θ2,加上两个摄像头之间的距离为y,三个参数可以快速的计算距离值。



成像质量和 ISP(Image Signal Processing, 图像信号处理器)性能息息相关,ISP 主要是对前段图像传感器所输出的信号进行后期处理,其中包括有噪点去除、白平衡、曝光控制等众多技术,可 以说,ISP 在很大的程度上决定了手机的成像质量。


目前 ISP 通常与 Soc 芯片集成,并不是所有的 Soc 芯片都支持双摄方案。魅族 PRO 7 系列采用联发科 MTK X30/P25 芯片,不仅支持双摄手机,特殊的 ClearZoom 清晰对焦技术及时域降噪技術(TNR)技术还可以有效提升成像质量。



除了硬件会决定拍照素质之外,双摄手机的算法尤为重要。


黑白和彩色相机拍摄的图像首先要保证图像同步和像素级对齐操作,通俗的说就是「要保证两个相机在同一个时刻拍摄同一个场景下的物体」。


由于两个相机之间有一定的距离,所以拍摄的场景虽然是同一时间,但内容会有移位,所以需要根据两个相机交叠的部分来使得黑白和彩色图片中相同的像素一一对应。这需要用到两个相机事先标定好的数据来做计算,测算两个相机的物理位置关系和相机本身的参数,所以只有强大的 ISP 性能和算法才能够得到后期最好的成像效果。



总结


后置双摄已经成为行业主流配置,魅族此次双摄方案采用了双 IMX386 镜组,为手机拍照提供了更多的玩法的同时,还带来更好的背景虚化效果,以及成像画质上的显著提升。



可以预见,这种既能够保证进光量、又能拍摄彩色的双镜头技术在未来肯定会出现在更多的手机上。


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