這些手機攝影技術竟源自單反
2017年08月16日10:00

  我在手機行業從業多年,從入行時的Android 4.0到現在的Android 8.0,時光可謂匆匆而逝。這幾年的從業經曆給我一個深切的體驗就是,手機攝影在各方面的表現與專業相機的差距越來越小。這一點可以從各家廠商舉辦的新機發佈會上輕鬆看出端倪,而少數廠商甚至從誕生之日起就把攝影作為旗下產品的主推功能。

  回頭看看智能手機的拍照,經過幾年的努力,卡片相機已經切實地被幹掉。即便一些相機廠商還有新的卡片機推出,但早就不是產品線的主力了。這樣,擺在智能手機前面的就只剩下了無反相機和單反。

  無反相機以優秀的便捷性和不輸單反的畫質在市場上立足多年,單反自不必說,高效的操控性和優異的畫質至今仍是不少攝影愛好者的首選。影像對於智能手機而言並不是最重要的功能,因此消費者其實不必苛求它能夠有比肩無反相機和單反的畫質和操控性。但作為手機廠商,它們不會放過每一次技術革新帶來的巨變,因此這幾年來我們可以看到,原先只在單反上有的影像功能被用在智能手機上面。

卡片機市場近幾年出現明顯萎縮
卡片機市場近幾年出現明顯萎縮

  作為手機用戶,下面要提到的這些功能在幾年前仍然只是我們仰望的目標,而現在人們已經可以在手機上輕鬆實現。今天就舉幾個例子跟大家介紹一下。

  1。雙核對焦

  雖然繼任者CanonEOS 80D已經推出一年多了,但它的前任EOS 70D仍然稱得上是Canon非常成功的一款中端單反相機。我身邊有不少朋友在2013年到2014年之間購買了它,包括我們部門平時拍攝也把EOS 70D作為主力。究其原因,EOS 70D卓越的對焦性能和視頻追焦能力是關鍵,這當然少不了全像素雙核CMOS AF技術的幫忙。

Canon熱銷中端單反――EOS 70D
Canon熱銷中端單反――EOS 70D

  普通的CMOS將微透鏡分配到每個像素上,在它們的下方各有一個光電二極管將光信號轉變為電信號。但是支援全像素雙核CMOS AF的圖像感應器則不同,它每個微透鏡下的光電二極管都被一分為二,這樣,一次拍攝同時可捕捉兩個視差圖像。全像素雙核CMOS AF會利用來自這兩個圖像的信號來完成相差檢測自動對焦。而且,彙集兩個光電二極管的圖像信號可以作為一個像素進行輸出。由於一個像素兼備了自動對焦和圖像捕捉功能,所以這種結構既保持了畫質又可增加用於自動對焦的像素數,畫質幾乎沒有受到影響。

CanonEOS 70D的全像素雙核CMOS AF原理(圖片來源Canon中國)
CanonEOS 70D的全像素雙核CMOS AF原理(圖片來源Canon中國)

  簡單來說,全像素雙核CMOS AF為每個像素都配置了2個光電二極管,並由此獲得2個信號(A像和B像)。通過比較A像和B像的視差信號計算出鏡頭的驅動量和驅動方向。拍攝時可拚合2個信號作為1個圖像信號進行輸出。這樣就能在不影響畫質的情況下同時實現自動對焦和圖像捕捉功能。

  這一技術在智能手機上的首秀是2016年發佈的SamsungS7和S7 edge。和CanonEOS 70D類似,SamsungS7和S7 edge在每一個像素點上分佈了兩個光電二極管,它比PDAF(相位對焦)強的地方在於,能夠在不遮蔽像素的前提下完成相差檢測,同時對焦偵測系統在每個像素上面都有分佈,所以對焦精度和速度都有提升。

定製生產的SonyIMX398採用了非全像素的雙核對焦
定製生產的SonyIMX398採用了非全像素的雙核對焦

  另外去年底OPPO R9s同樣以雙核對焦作為主打,不同的是它並非全像素,而是通過與Sony定製了專屬CMOS IMX398,在這塊CMOS上專門設置了一些雙核對焦點。根據它的官方宣傳,這種做法的目的同樣是在對焦快的基礎上保證高畫質輸出。

  2。超級微距

  雖說拿手機拍花拍草早已有之,不過準確地說那些都算不上真正意義上的微距攝影。在微距攝影領域單反相機長期稱霸,原因就在於可更換的微距鏡頭。微距鏡頭的結構十分複雜,最近對焦距離極短,幾乎可以貼著被攝物拍攝,而且放大倍率通常可以達到一倍。舉個例子,如果被攝物長度為10mm,在感光元件上同樣能形成長10mm的像。一倍放大倍率拍出來的照片效果就像這樣,這種震撼效果手機幾乎無法實現。

我用單反拍攝的微距照片(設備CanonEOS 700D+EF-S 60mm F/2.8)
我用單反拍攝的微距照片(設備CanonEOS 700D+EF-S 60mm F/2.8)
我用單反拍攝的微距照片(設備CanonEOS 700D+EF-S 60mm F/2.8)
我用單反拍攝的微距照片(設備CanonEOS 700D+EF-S 60mm F/2.8)

  雖然這幾年來手機附加鏡賣得不錯,把它夾在鏡頭上面也能拍出一些微距效果,但成像質量其實遠不如正常拍攝模式,另外與單反近攝鏡一樣,它只能在距離被攝物很近的一定範圍內成實像,正常拍攝無法對焦,而現在雙攝手機流行,微距附加鏡頭用起來越來越麻煩。

努比亞手機的超級微距功能
努比亞手機的超級微距功能
努比亞手機拍攝的微距照片
努比亞手機拍攝的微距照片
努比亞手機拍攝的微距照片
努比亞手機拍攝的微距照片

  在這方面努比亞做得不錯,它們很早就打出了超級微距的概念。努比亞手機的微距模式自帶對焦區域放大功能,可以判斷出當前的對焦是否合焦,另外將畫面對比度最高的區域用高亮的方式顯示出來的峰值對焦也可以幫助用戶判斷對焦是否成功,用這種模式拍攝的微距照片,比一般的智能手機效果要震撼得多。

  3.HDR(高動態光照渲染)

  相比幾年前,現在手機攝影的輸出質量確實好了很多。但即便如此,手機攝影仍然存在目前難以克服的軟肋,寬容度不足就是其中之一,這也是單反相機相對於手機的一大優勢。

建築測光正常,天空色彩偏差
建築測光正常,天空色彩偏差
藍天白雲測光正常,建築暗處死黑
藍天白雲測光正常,建築暗處死黑

  對手機而言,如果一個畫面中的高光和陰影區域光線亮度對比太大,超過了手機鏡頭感光元件能表現的範圍。這種情況下手機鏡頭通常會選擇高光或者陰影區域的其中之一進行準確測光。手機具備對焦/測光分離還好,如果不具備對焦/測光分離,手機會預設對使用者選擇的對焦區域進行測光,那麼另一邊就會出現明顯的過曝或是欠曝,效果就像這兩張圖差不多。

單反相機通常用多張合成的方式調整動態範圍(圖片來源Canon中國)
單反相機通常用多張合成的方式調整動態範圍(圖片來源Canon中國)

  對這個問題單反有自己的解決辦法。一些單反擁有HDR模式,在這個模式下,一次拍攝相機會連續拍攝三張照片(過曝/正常/欠曝)並隨即合成為一張兼顧高光和陰影細節的圖像。

手機關閉和開啟HDR效果相差不小
手機關閉和開啟HDR效果相差不小

  N年前的手機就有HDR功能,不過那個時候拍出來的效果其實沒有多大改善。這兩年手機CMOS和ISP的硬件規格得到提升,同時算法優化也比以前好了不少,現在用手機自帶的HDR也能得到跟單反差不多的寬容度了。

  4。長曝光

  記得我2011年剛買第一部卡片機的時候,最高興的事情就是扛著三腳架擰上卡片機拍車流光軌,因為當時的手機根本完不成拍光軌的任務。後來買了單反之後反而找不回當年的熱情了,雖然單反B門更適合拍這樣的題材。

手機拍光軌現在已經不是難題
手機拍光軌現在已經不是難題

  早些年的手機對於長曝光題材是完全無從下手的,連個M檔都沒有當然是拍不了了,即便後來有了M檔也只能是調一些感光度曝光補償什麼的。不過後來努比亞、OPPO等一系列主流品牌的手機都加入了幾秒、幾十秒的快門甚至是可以拍到沒電的B門。雖然畫質上跟單反長曝光比噪點還是多點,後期後期發個朋友圈炫耀一下還是無壓力的。

  5。多重曝光

  其實多重曝光準確來說是膠片時代的產物,通過在同一底片上曝光多次,或者用不同焦距分兩次或多次曝光來表現一張照片難以表現的內容,得到一般人意想不到的奇異畫面。

單反上的多重曝光(圖片來源Canon中國)
單反上的多重曝光(圖片來源Canon中國)

  到了數碼底片時代多重曝光在一些高端點的單反上面成了一種特別的玩法,把模式轉盤擰到多重曝光的檔位直接拍就好還省去了自己調參數的麻煩。

努比亞手機多重曝光作品
努比亞手機多重曝光作品
努比亞手機多重曝光作品
努比亞手機多重曝光作品

  如果沒記錯的話努比亞應該是手機多重曝光的開拓者,幾年前的努比亞手機就已經支援多重曝光了。當然相比普通拍攝模式而言多重曝光需要更多拍攝者的創意,不過手機在加入了多重曝光之後確實為不少玩機人士提供了豐富的創意空間,就像上面這些手機拍攝的多重曝光作品那樣。

  6。無損變焦

  無損變焦這個詞在單反身上幾乎可以忽略,原因是單反相機的鏡頭要麼是定焦的要麼是變焦的,而單反鏡頭是不存在數碼變焦的。所以,單反上面的變焦行為幾乎都是無損的,可放在手機上就不是這樣了。

單反鏡頭不存在數碼變焦這個說法(圖片來源Canon中國)
單反鏡頭不存在數碼變焦這個說法(圖片來源Canon中國)

  即便我十年前的買的Nokia6300也支援數碼變焦,但拍出來的效果你懂的。光學變焦雖然也在少數智能手機上使用,但對機身厚度造成的影響始終難以抹去。

iPhone 7 Plus引領無損變焦潮流(圖片來源the verge)
iPhone 7 Plus引領無損變焦潮流(圖片來源the verge)

  從去年的LG G5開始,我們看到一些廠商借助後置雙攝開始把兩枚不同焦距的定焦鏡頭放在一起實現所謂的“無損變焦”,而這一股風潮隨著iPhone 7 Plus的加入徹底成為時尚。今年市面上支援無損變焦的手機越來越多,不管是二倍還是三倍,在保證鏡頭不突出、厚度不增加的前提下拍得更遠,也算是滿足了消費者的需求。

  不知不覺看了一眼,自己很久沒有寫這樣的長文了,其實手機和專業相機之間本來就是互相學習借鑒的一種動態關係。不論是單反的小型輕量化和社交分享化,還是手機攝影的專業化和玩法多元化,消費者永遠是受益的那一方。如果你對於手機拍照有什麼想瞭解的,歡迎在下面的留言區域留言,方便的話也隨手給這篇文章點個讚。

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