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手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?!

2021-03-05 10:02:12
來源:互聯網
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不知道大家有沒有注意到,現在的手機越做越薄,從剛開始的大哥大,到當前最新的華為P30Pro。手機在市場上銷售時,商家也都會把超薄當作一個賣點,各大手機廠商更是不遺余力地朝著這個方向發展。...

隨著信息技術的飛速發展,智能手機已經成為現代人生活中必不可少的工具。

不知道大家有沒有注意到,現在的手機越做越薄,從剛開始的大哥大,到當前最新的華為P30 Pro,手機在市場上銷售時,商家也都會把超薄當作一個賣點,各大手機廠商更是不遺余力地朝著這個方向發展。

確實,手機變薄給用戶帶來了不少驚艷的效果,也提升了手機外觀的美感。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

但是,你有沒有發現,不管手機做得多薄,總會有一個“凸”出來的攝像頭。

在追求設計美學的今天,為什么各大手機廠商一直沒有解決攝像頭凸起的問題呢?為什么攝像頭難以實現輕薄化呢?

事實上,手機制造商也不想讓攝像頭凸起,他們也是迫不得已。

手機攝像頭的結構

自從手機的拍照功能逐漸普及開來,攝像頭便成為了手機的標配。這就意味著,為了滿足市場的需求,攝像頭必須要做薄、做小。

眾所周知,攝像頭采用的是光學原理,好的鏡頭成像需要一定的物理空間。

而決定手機攝像頭成像效果的主要部分有鏡頭、傳感器和DSP。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

DSP又叫數字信號處理芯片,是網絡攝像頭的大腦,效果相當于計算機里的CPU,它的功能主要是通過一系列復雜的數學算法運算,對由傳感器傳來的數字圖像信號進行優化處理,并把處理后的信號傳到顯示屏上,是網絡攝像頭的核心設備。

限制攝像頭厚度的因素



手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

左:早期手機攝像頭,右:新款手機攝像頭


從上圖我們可以看到,隨時間的推移,手機鏡頭模組的體積越來越小,但是在厚度上卻沒什么變化。

為什么越來越薄的手機上還要搭載如此厚重的攝像頭呢?其實這主要由于光學結構的限制,我們再來看看手機的鏡頭模組的結構:

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

從上圖可以看到,手機鏡頭模組的大部分空間都被各種鏡片所占據了。

這是因為任何透鏡都不是理想的,由于各種因素的限制,不同光線經過透鏡后無法完美聚焦,使得畫面出現變形、模糊、色差等問題。

無奈之下,人們在用于成像的透鏡前后增加了一套光學修正系統,來彌補透鏡的不足。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

而光學修正系統本身也是由各種各樣的鏡片構成,鏡片越多,鏡頭模組越厚,也就難以避免地增加了攝像頭的厚度。

除了成像和修正系統外,攝像頭里還包括了各種濾光、保護、固定等作用的構件,這些都會增加攝像頭的厚度。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

另外,為了讓手機擁有出色的拍照效果,許多攝像頭還加入了光學防抖功能,光學防抖功能也會進一步加大、加厚鏡頭模組,攝像頭自然會更“凸出”。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

三星發布的1300 萬像素光學防抖手機攝像頭

手機越做越薄是一個必然的發展趨勢,而鏡頭模組技術在沒有大幅革新的情況下,只能維持不變或者增加厚度。

其實并不是手機廠商想把攝像頭做的“凸出”,而是為了提高產品競爭力,所以在手機厚度和攝像頭模組之間的平衡下,最終不得不選擇將攝像頭“凸起”。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?


手機攝像頭變焦原理

拍攝已經成為手機最熱門的應用,不錯的畫質、攜帶方便等優勢讓手機大有取代相機的苗頭,而變焦一直是手機拍照應用的軟肋。

如果離拍攝物很遠,通過手機變焦功能拍攝,拍出來照片的畫質會顯得模糊,而相機變焦后畫質依然清晰,這是怎么回事呢?

現在的手機鏡頭絕大多數屬于定焦鏡頭,本身不具備變焦功能,目前手機的變焦主要有以下三種方式:數碼變焦、光學變焦及搭載多個不同焦距的鏡頭。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

>>>>數碼變焦

經常使用手機拍照的人都知道,無論手機相機的像素有多高,放大到一定程度后,畫質都會明顯下降,這就是所謂的數碼變焦。

其原理相當于將拍好的照片剪裁取其中的局部,再放大成用戶所需要的尺寸,成為感官上的“變焦”。這種操作本質上叫“放大”,并非是通過光學上的技術實現的變焦,自然最終呈現的畫質會大幅下降。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

>>>>光學變焦

光學變焦是最傳統的變焦方法,也是真正變焦后畫質變化不大的方式,與相機的變焦鏡頭原理相同。

這種變焦雖然不會犧牲畫質,但相應的需要更多鏡片和控制鏡頭伸縮的機構,會大大增加鏡頭的厚度和大小,難以在輕薄的手機上實現。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

>>>>多焦段鏡頭

這種方法說白了就是在手機上配置多個鏡頭,每個鏡頭的焦距不同。多個鏡頭之間相互接力、相互補償,實現等效的變焦,達到增強混合光學變焦的效果。

手機攝像頭為何如此“凸出”,還不能像相機一樣變焦?

對于智能手機拍照來說,利用多攝像頭不同焦段的技術,滿足各類不同需求已經越來越重要了。

在我們日常生活中,有時我們需要超廣角鏡頭來拍一些藝術特寫,有時則需要長焦鏡頭拍到更遠處的景物。

最典型的場景就是學生上課拍老師的PPT。從這一點上來說,覆蓋多焦段的鏡頭組合會越來越受歡迎,因為它能最大限度地覆蓋各種使用場景。

因此,想要在輕薄的機身上既要提升拍照質量,又要不凸起的攝像頭,這顯然是現在大多手機廠商無能為力的事情,想要突破這個瓶頸還需要技術人員很長時間的鉆研。

但是我們相信,隨著科技的不斷進步,會有更多新鮮的創意技術被我們發現和探索出來。

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