略述智慧型手机摄影规格可能的发展(上)

2020-07-25    收藏673
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略述智慧型手机摄影规格可能的发展(上)

智慧型手机中的相机功能是所有使用者最常用的功能之一,因为方便、易用,加上可轻易的分享到网路上,传统的轻便型数位相机市场也因此饱受侵蚀,各手机品牌无论是苹果、三星、Nokia、HTC 到 SONY,无一不在相机功能上大为着墨,市场销售也是如此证明,消费者选购手机前无不把相机例为评估要点。


苹果先前释出的 iPhone 5 的广告宣传影片,影片道尽所有手机使用者的实际使用习惯、需求与氛围。

如同数位相机的发展一样,智慧型手机也大致遵循的路径,强调拍照解析度都是不可避免的,不同的是,比起相机,智慧型手机空间更为有限,如何在种种限制下去发展,正考验着各大品牌。至于智慧型手机的相机功能会朝哪一种功能发展呢?从目前各厂与相机模组厂的发展来归纳,大致可以看出以下几个要点。

画素的提昇有极限

如同数位相机的发展一样,智慧型手机也大致遵循的路径,强调拍照解析度都是不可避免的,不过与相机不同的是,智慧型手机空间更为有限,使用的 CMOS 尺寸较小,使用较大的片幅的感光元件的限制更多,像是三分之四吋(4/3)、APS-C,甚至 35mm 全片幅,小尺寸感光元件在挤进一定的画素后,对解析度的提昇不见得有多大的帮助。

因此在达到千万画素以上后,各厂就会感到增加画素的效益不大,画素增速就会趋缓,开始转以其他规格做诉求,如 HTC One 的 UltraPixel 反将画素下降至 400 万画素来加大每个相素面积,即是一个例子。不过 Nokia 808 PureView 倒是一个特例,反其道而行,一举把画素拉到 4,100 万画素,再透过软体合併输出成 800 万画素的图片,让其比一般手机的照片有更多的细节与低光源摄影效果。

略述智慧型手机摄影规格可能的发展(上)

HTC UltraPixel 降低画素以求每画素的入光量加大来获得更好的相片色彩。

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Nokia PureView 加大 CMOS 尺寸、画素增加到惊人的 4,100 万,再合併成 800 来取得更多色彩细节。

CMOS 尺寸加大有瓶颈

与画素息息相关的还有另一个重要零组件,也就是感光用的 CMOS 模组,目前智慧型手机的使用的 CMOS 模组都约在 1/3 到 1/4 吋左右,在这幺小的尺寸下,画素愈多、每个画素的面积就会变得更小,每个点分配的光线自然也减少,入光量减少,对画质影响也有不良影响,特别是在光源不足的室内环境更为明显。为了改善这个问题而推出的背照式(BSI;backside illumination)结构,对感光元件就有明显的帮助。

略述智慧型手机摄影规格可能的发展(上)

背照式结构把影像感测器上下翻转,减少传统结构光线削减与绕射造成的串扰(cross talk),对画质有很大的改善(Source: OmniVision)

虽然 CMOS 虽然不断有改良技术提出,不过要提昇画质的话,加大 CMOS 尺寸来获得更好的品质是最明显又有效的,不过如同先前所提,最大问题就是智慧型手机的空间有限以及如何有效控制成本了。现在除了部分刻意强调相机功能的机种会置入较大尺寸的感光元件(如 Nokia PureView 的 1/1.2 吋或 Sony Honami 的 2/3 吋),多数的机种还是会停留在 1/3 吋或再大一点,至于未来是否为加大,就看厂商与感光元件厂间如何在空间、成本与功能的限制下去拔河了。

略述智慧型手机摄影规格可能的发展(上)

各种规格的感光元件的比较图,对比出传统 35mm 到手机的感光元件的尺寸大小。(Source: Gizmag)

至于最近 Nokia 传出有可能在手机上装载光场相机(Light-field),虽然苹果先前也曾跟推出首款光场相机的 Lytro 洽谈过,本身也有一些有趣的地方,但在功能受限与发展不够成熟下,光场相机还不可能成为主流规格。

高阶机出现 4K2K 影片拍摄功能

在静态照片画素发展可能受限下,那幺动态影片的摄影功能自然会变成另一个被强调地方,特别是新一代 4K2K 解析度不断在被提起,就连新一代的电视与游戏器,如 Xbox One 与 PS4 也都开始支援这个解析度,加上 OmniVison、Aptina 等厂商先后推出各式的解决方案后,最快在 2013 年年底就可以看到出现可拍摄 4K2K 影片的手机了。

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OmniVison OV16825 便是针对手机架构的 CMOS 模组,除了 1,600 画素的相机之外,4K2K 影片的摄影能力也是其重点之一。

不过随着画素与摄影解析度拉高,若要进行补光的话就把补光的光源亮度拉高,这也是为什幺新一代的智慧型补光灯的 LED 数量由一颗变成两颗,纯綷只是要补足这部分的不足,未来也会有双晶封装的可能性。苹果下一世代的 iPhone 相机在拉高到 1,300 万画素后,背后补光灯多了一颗 LED 补光灯,也是这个原因。

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