从1个到5个,手机摄像头是不是越多越好?

前几vivo刚发布了最新的vivo X30 Pro,这是一款搭载了4颗摄像头的手机。4颗摄像头~手机上搭载的摄像头是越来越多了。从2011年LG发布第一款双摄手机开始,到现在经过了8年时间,手机摄像头已经从最开始的两颗500万像素摄像头,发展到现在拥有主摄、长焦副摄、景深摄像头、广角摄像头、潜望式摄像头等等众多摄像头。那么为什么手机摄像头会要搭载这么多呢?这就要从我们用户自身来找原因了。

从1个到5个,手机摄像头是不是越多越好?

vivo X30 Pro

为什么手机的摄像头会越来越多

从相机最开始发明出来,这个能拍照的东西就是为了能记录下来我们眼睛看到的画面。那么为什么手机的摄像头会越来越多,这些摄像头作用很大吗?针对这个问题,我们可以从眼睛想看到的画面中找到答案。因为相机本身就是为了记录人眼看到的画面而存在的,紧接着就是为了能记录人想看到的画面而存在。从这个点出发去考虑,我们来观察一下市面上的手机摄像头。

从1个到5个,手机摄像头是不是越多越好?

华为P9

先说华为手机。我记得华为早前有过一款摄像头为彩色+黑白的双摄手机(应该是华为P系列的一款),我们都知道这两个双摄一颗摄像头记录彩色信息,一颗摄像头记录黑白信息。为什么要这么做呢?简单来说就是为了提升进光亮,因此彩色+黑白的摄像头组合就可以提升照片质量。而2019年华为的P30手机不是搞了一个RYYB的传感器,这也是利用类似的方法提升进光量,以求获得更高质量的照片。

从1个到5个,手机摄像头是不是越多越好?

华为P30、华为P30 pro

综上所述,其实我们已经能知道手机本身其实已经能拍清楚我们人眼所看到的画面了。那为什么还要多加其他更多的摄像头呢?

手机摄像头模拟人眼的观察习惯

1.模拟虚化

你认为摄像头只是拍清楚人眼能看到的信息就足够了吗?答案当然是否定的。我们人眼的观察习惯是这样子的:我们眼睛聚焦的地方是清楚的,没有聚焦的地方是模糊的不能清晰辨认的。不信你可以自己测试一下,当你眼睛聚焦某个区域的时候,余光能触及的地方是不清晰的。而这点也是手机摄像头再次增加的原因——虚化。虚化是什么?其实这个可以理解为是景深,也就是没有对上焦的区域。跟我们眼睛观察的范围差不多,我们眼睛盯着某个区域,那这个区域前后的景物就是模糊的。这里其实应该再引入一个名词——弥散圆。关于弥散圆网络上可以找到资料,具体概念如下:

弥散圆,指的是物点成像时,由于像差,其成像光束不能会聚于一点,在像平面上形成一个扩散的圆形投影。弥散圆在焦点前后,光线开始聚集和扩散,点的影象变成模糊的,形成一个扩大的圆。

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通过弥散圆来判断景深的深浅

其实严格来讲,即便我们拍照时候对焦完全准确,对焦点依旧不能称作点,因为镜头并不能完美的将所有光线都对准在一个“点”上,最多算是这个镜头能拍出来的最小的弥散圆。

同样的焦距,光圈越大,景深越浅;光圈越小,景深越大。因此只要光圈够大,拍照时候就更容易拍出人眼的观察效果。这里我相信有很多人都奇怪:我手机的光圈都是F1.6左右,比很多相机的大光圈镜头还要大,怎么拍照没有相机那么棒的虚化效果?这是因为手机的物理焦距一般都在4mm左右,因此要想达到相机镜头的虚化效果,手机的光圈只有F1.6是不够的。起码要做到0.5以下才行。我在写这篇文章的时候,顺便查了下目前光圈最大的镜头——蔡司Super-Q-Gigantar 40mm f/0.33。你猜这玩意儿长啥样,看看下图:

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蔡司Super-Q-Gigantar 40mm f/0.33

我们接着说回手机摄像头,因为物理硬件的原因,在手机上要实现类似全画幅相机的虚化效果是不可能的。但是可以曲线救国不是吗,这时候人们就想到了一个方法——只要模拟出前景清晰,背景模糊的效果,看起来也挺像大光圈虚化效果。

现在问题就转变成你了——如何解决前景和背景分离。因此手机上就有了除主摄之外的长焦镜头,比如苹果XS的52mm长焦镜头,手机上搭载这颗镜头就是为了模拟人眼的效果。我之前有写过一些关于景深虚化的问答,里头都有说到更长的焦距能获得更浅的景深。手机不仅可以通过两颗摄像头拍到的信息来计算物体的位置,长焦距能获得更浅的景深,然后通过手机算法的模拟前后景的虚化效果,这样就有了类似人眼观察事物的虚化效果。

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这里顺便要说的是,谷歌手机用一颗摄像头也完成了背景虚化拍摄。一颗摄像头只能用来记录画面信息而无法判断物体位置,谷歌另辟蹊径利用双像素对焦差异(也就是将每个像素分成两个,一部分用于成像,一部分用于相位对焦)来实现虚化模拟。为了让模拟更加精确,谷歌用了海量的数据喂养机器去学习。因此,当时谷歌的单摄模拟出来的虚化效果看起来跟双摄还差不多,在DoXmark评分榜单上谷歌相机排名也很靠前。

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2.模拟人眼视角

两颗摄像头就已经能模拟出人眼可以看到的范围,再加更多的摄像头(比如广角)还有什么用?

想必大家都听过35mm——50mm是最适合人文的焦距范围,这其实也是因为人单眼直接观察事物的范围大约也是这么大的一个角度。35mm镜头的视角大约是60°左右,50mm的视角大约是45°左右,人单眼舒适区大约就是60°左右。因此主流双摄中主摄的27mm焦距跟长焦的50mm焦距,这俩基本覆盖了人眼所能看清和分辨清楚的视野范围。但是人眼睛是可以转动的,单眼水平视角最大可以达到150+°,双眼重合的视角大约有120+°。所以即便是苹果手机,2019年也加入了13mm的广角镜头,这颗广角镜头拍摄范围达到了接近人眼的120°。

从1个到5个,手机摄像头是不是越多越好?

因此现在许多手机都使用的是超广角+广角+长焦的组合方式,比如苹果、三星等手机,这三个摄像头的组合其实已经足够我们将自己眼睛所能看到的东西都拍摄下来。为什么还要再增加摄像头(比如超长焦摄像头)?

3.为了满足人们拍摄出自己想要看到的画面

不知道你有没有拍过星空?有没有拍过远处的鸟儿?有没有拍摄过月亮?你有没有发现,我们的拍照已经不仅仅满足于拍到眼睛所能看到的画面,早已经发展到拍到我们想要看到的画面。

文章开头提到的vivo X30 Pro高达60倍变焦,就是为了满足我们拍摄自己想要看到的画面。潜望式摄像头就是应我们的这种拍摄需求而诞生的,这么做其实也是为了尽可能的让手机拍照更加接近可更换镜头相机,超越我们人眼的视角限制,从而拍出我们想看到但没法看清楚的画面。在这里我就不拿手机的60倍变焦和相机的变焦做对比了,因为这个确实是不能拿来做比较的。

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潜望式摄像头

说到这里你也许会奇怪,文章标题中提到了有五颗摄像头的手机,这点自然也不是乱说的。不知道还有没有人记得诺基亚手机,就是那款花洒摄像头的手机。两颗彩色摄像头+三颗黑白摄像头。相信你看过文章就能理解,为什么是这样子的摄像头组合。没错,就是为了提升照片质量。另外我有看到有人发出来的华为P40概念图同样是后置五摄,相信未来的手机会极大的方便我们记录生活,记录感动。

最后我想说:尽管我们的拍照手段在不断变化,但永远不变的是我们所拍的每一张照片中的那一份感动。

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