• April 29, 2024

【手機攝影發展趨勢】智能手機攝像頭演變歷程及趨勢介紹 |2021手機攝像頭五大趨勢丨瞰瞰觀察 |手機影像的未來 |

  來説,目前手機影像不過二十年發展現狀和消費羣體於社交媒體需要,手機攝影生態鏈,手機攝影不能小CMOS傳感器成像來代入理解。

  目前資訊報道表示2023年智能手機繼續加強性能。但不只是圖像傳感器大型化,會提高傳感器基本性能,並獨立開發圖像處理器,以及提高光學硬件性能。

  圖像傳感器方面,相關媒體人士認為會出現超過1英寸CMOS傳感器大小產品。因為一點話,機身尺寸控制,光學元件大型化同時,機身厚度不能忽視。而且如果要具備防抖功能,不可避免增大拍攝單元尺寸。這於尺寸受限智能手機來説是。

  自主研發處理器方面,谷歌Tensor值得關注。業界主流驍龍處理器相比,可實現圖像處理。能夠提供圖像傳感器和圖像處理器廠商是,如果旗艦產品設計思路接近話,相機基本性能上會其他廠商持平。因此,各廠商開發自主處理器,實現差異化。

  除此之外,硬件值得關注有品質玻璃鑄模鏡頭和防反射塗層、能夠實現微距焦鏡頭、畸變超廣角鏡頭。畫質方面,如果採用數碼那樣伸縮式鏡頭能解決部分問題,但於防水性能方面存在困難,應用上存在很多問題。這方面相機硬件有進化餘地,今後持續關注。

  配備了光譜相機新型硬件,有推出具備視頻增強抖動補償功能機型。這種主流以外創新值得關注。

  智能手機相機以速度進化,不過,最近智能手機相機部分變得了,所以像報道那樣,傳感器尺寸可能會1英寸大小。另外,於智能手機處理器進化,圖像修正和加工領域,超過數碼。

  關於鏡頭,最近加入了焦距相當長攝鏡頭,不過,現在是小型傳感器專用,光圈,如果改善這方面,高性能焦鏡頭出現話,智能手機相機沒有弱點了。

人們性能需求,攝像頭升級方向是提升像素,而是疊加多功能攝像頭使得手機攝像效果全面、精細化。從 2016 年蘋果 iPhone 7 Plus 引領雙攝潮流以來,目前市場上發展出三攝、四攝是五攝多攝像頭組合。

攝向雙攝升級後,攝像頭組合出現。目前,市面上智能手機後攝一個主攝像頭配合多個副攝組成(有部分廠商如華、三星上了“雙主攝”,主要是兼顧視頻拍攝)。副攝包括景深鏡頭,焦鏡頭,黑白鏡頭,廣角鏡頭,微距鏡頭,3D攝像頭,定焦鏡頭,相應副攝分工各不相同,包括背景虛化、表現遠處景物細節、提高進光量改善畫質。

手機攝像頭增加並不是數量疊加,還包括攝像頭排列設計方式,軟件算法。

,發展多攝是一件需要權衡利弊事情,換句話説,並不是攝像頭。增加攝像頭伴來是增加成本以及手機整體攝像頭體積,降低手機顏值、功耗,犧牲部分功能。因此,隨着手機攝像頭增多,鏡頭和手機整體質量會是廠商考驗。

3D sensing 增加感知、交互功能,提供多玩法

手機雙攝引領光學創新上一個台階,同時引領智能手機 2D 3D 世界跨越。3D sensing 讓手機 3D 感知基礎上增加交互功能,使得手機能夠周圍人和事物交互,其中 3D 結構光和 ToF 鏡頭扮演着角色。

智能手機領域,3D 結構光應用蘋果 iPhoneX “劉海”前置中,主要實現人臉解鎖、人臉支付功能。結構光需一次成像可以得到深度信息,具備低功耗、安全性保障優勢,短距離(<80cm)範圍內具有高精度和強抗幹擾能力優勢,因此前置 3D 應用優勢。

3D 結構光,ToF 工作距離(0.4m~5m),擁有幀率(FPS),距離下噪聲,因此適合智能手機後置攝影、AR/VR(包括 3D 拍照、體感遊戲)等動態場景,幫助獲取高精度景深信息以及 3D 建模。

3D sensing 智能手機上應用帶來產業升級和用户體驗優化,AR/VR發展,3D 結構光和 ToF 技術有望繼續發展,並成為手機攝像頭應用。未來,前置人臉識+後置擬現實功能或成標配。

拍潮流引領前置鏡頭升級,雙攝、專業鏡頭加持

近年來,視頻和自拍興起,社交+直播電商成為市場熱點,不管是拍照還是拍攝視頻,手機用户使用前置攝像頭,成為年一族日常生活中不可缺少一部分。而短視頻風口倒逼着手機廠商重視提升前置像素、人像美化一系列指標。

提升像素外,從單攝到雙攝是手機前攝趨勢,其採用大小像素下雙攝方案,輔助鏡頭於增加攝像頭進光量,記錄景深數據,帶來大光圈虛化效果,搭配算法帶來美顏效果。

另外,一些功能攝像頭有應用機前置趨向。 2020 年底面市 nova8 Pro手機例,其前置搭載 Vlog 視頻雙鏡頭,一顆 3200 萬像素超廣角視頻鏡頭,另外一顆 1600 萬像素人像鏡頭。

值得注意的是,其中廣角視頻鏡頭支持100°超廣角,能支持Vlog拍攝:捕捉場景範圍,同時優化人臉整張照片中比例,避免人“懟”鏡頭,呈現人像效果,這不失拍攝細分場景下解決方案。

屏幕下攝像頭起來,和“偽全面屏”説見

屏幕下攝像頭是“全面屏”趨勢下一個產物。iPhone X 引領“劉海屏”是全面屏折中方案,但人詬病。,功能之外,消費者十分在意手機“顏值”。

此,廠商們推出了“水滴屏”、“挖孔屏”異形全面屏方案(100%全面屏)以及“升降式”攝像頭方案。但目前看來,“屏幕下攝像頭”才是無限接近“全面屏”要求方案。

類似屏幕下指紋,屏幕下攝像頭攝像頭“隱藏”於屏幕之下,非工作狀態時屏幕顯示內容,當工作時攝像頭所在區域屏幕會切換成拍照模式,顯示內容,讓光線透過並傳達到攝像頭傳感器模塊。

屏幕下攝像頭技術足夠,需要攻克難題主要是進光量和畫面細節提升,硬件上是屏幕需要進一步變,因此受到技術和成本制約。

2007 年,蘋果第一代智能手機發佈受到了廣泛的市場關注,此後手機攝像功能出現了飛躍式發展, 後置攝像頭第一代 iPhone 200 萬像素上升 iPhone 4s 800 萬像素,CMOS 圖像傳 感器實現了前照式向背照式轉變。同時,用户於智能手機自拍功能訴求, 終端廠商因此前置攝像頭方面投入了多研發精力, 800 萬像素以上中高階配 置發展。

2011 年,雙攝方案推向市場,多個攝像頭智能手機上組合使用成為了行業主 流發展趨勢,多家智能手機廠商通過提高攝像頭像素水平和增加攝像頭數量結合方式 提升綜合拍照效果,目前三星品牌旗艦機型上配置了四個後置攝像頭,未來採用攝 像頭數量有望進一步提升。

2017 年,蘋果 iPhone X 推出了 3D 結構光方案攝像頭,標誌着 3D 攝像頭成為了技術發展方向,目前主流終端品牌採用雙目立體成像、結構光、ToF (Time of Flight)方案,探索 3D 攝像頭潛在應用場景。

高像素、多攝、3D 攝像趨勢外,智能手機攝像頭經歷了大光圈、自動焦、光 學防抖多種技術變革。整體上看,用户拍攝體驗優質化、多樣化需求對 CMOS 圖像傳感 器各方面性能提出了嚴格要求,推動了市場需求增長。

趨勢一:手機多攝滲透率提升。從 2000 年攝手機問世,到 2011 年雙攝手機推出,到 2019 年後置四攝手機發佈,單部手機攝像頭數量持續增加,目前單部手機攝像頭配置數量可達到 6 個多,直接帶動了 CMOS 圖像傳感器需求增加。 Counterpoint 統計,全球 手機搭載攝像頭數量近年來增長,從 2015 年 2 顆上升 2021 年 4.1 顆。

手機搭載攝像頭數量增速放緩,多攝滲透率增長住手機 CIS 基本盤。於整機性價 消費者購買主要,五鏡頭設計、上億像素主鏡頭規格方案,成本 會轉嫁到廠商端,銷售表現獲提升,故 2022 年三鏡頭主流設計,預估佔整體出貨量 超過 40%比重,僅部分機型會採用四鏡頭設計來做規格差異化,而雙鏡頭以下產品數 量會減少,以入門款機種主。TrendForce 預計 2022 年,多後置攝像頭(兩顆及以上)手 機比例達到 90%。我們預計未來手機搭載攝像頭數量 4 顆左右。

儘管手機出貨量呈下滑態勢,但於手機多攝滲透率、手機搭載攝像頭數量提升, 全球手機攝像頭出貨量呈上升態勢。2021 年全球手機攝像頭模組出貨量 48.2 億顆, 比增長 5.77%,預計 2022 年 49.2 億顆,同比增長 2.1%。

趨勢二:高像素需求提升。手機攝像頭“量”上有提升趨勢之外,另一發展 趨勢是“質”上提高。攝像品質以來是消費者購買智能手機時一個考量標準, 目前智能手機拍攝功能是消費者使用高頻功能之一,華經產業研究院數據顯示,消費 者關注手機要素是“拍攝”,佔比達 29.2%。像素是決定成像質量關鍵因素, 高像素攝像頭承擔智能手機中主攝像頭功能,手機拍照成像清晰度起主要 作用。

蘋果代表部分手機品牌主要通過提高傳感器面積方式來提升圖像效果,其發 布 iPhone 14 手機像素維持 1200 萬,而國內手機廠商傾向於提升手機像素配置, 華、OPPO、VIVO、小米國產手機廠商 2022 年發佈中高端機型像素佈局 48M-64M 像素區間,其中主攝配置上 50MP 是出現頻率。

值得關注是,iPhone 14 系列中 iPhone 14 Pro 和 iPhone 14 Pro Max 主攝鏡頭像素達到 了 4800 萬,iPhone 6S iPhone 13 全系列主攝 1200 萬像素,今年蘋果手機 7 年來首次 像素升級,未來 48MP 主攝有望替代 12MP 主攝。

4800 萬像素以上(含 4800 萬像素)手機 CMOS 圖像傳感器作增長高階產品, 成為市場主流供應商未來競爭主戰場,其出貨量預計 2019 年 0.2 億顆增長 2024 年 6.0 億顆,年均複合增率達到 97.4%,佔 8.8%市場份額。

趨勢三:感光面積增加,CMOS 傳感器呈現增大趨勢。傳感器可以成像前接收 到多光線信息,能應對各種複雜場景,能得到噪點,照片。從 2015 年 iPhone 6S 開始,蘋果沿用 1200 萬像素,2022 年發佈 iPhone 14 系列依舊如此。 7 年來 iPhone 像素沒變,但是其綜合拍照能力處於第一梯隊,關鍵於 CMOS 傳 感器持續增大。像素作為記錄光信息單位,因為光空氣中會有折射,衍射情況發 生,其面積,記錄光信息受幹擾、失真,反映照片上圖像細節丟失,容度 不,噪點。同等像素下,傳感器,單一像素面積相應,其接受光信號 能力,捕獲光子多,於是信噪比提高,得到畫質出色。

本文 6 個篇章,你講述手機攝影,移動影像前世今生,並探討其未來發展方向。

每一個人視野是,我不是專業歷史學家,這篇文章無法做到面面俱到,但我相信它會像是一塊拼圖,幫你窺見手機攝影前世今生,成為歷史全貌組成部分。

同時,所有過去、現在和未來事移動影像行業工作者者致敬。

膠片,一種鹵化銀感光材料。

光線照射上面時,會產生光化學反應,將影像記錄上面,沖印工藝,將影像轉移到相紙之上,成為我們説“照片”。

這一基於化學反應過程,誕生了一百餘年。

我想聊手機攝影發展時,想到不是手機,而是膠片,和膠片代表銀鹽帝國後榮光。

1990-2000 年,膠片和膠片那段後歲月裏,誕生了無數明星產品,旗艦級膠片反焦、連拍方面性能絲遜於後來頂級數碼反。

1997 年 2 月,膠片巨頭柯達公司市值達到了 310 億美元。

但是,正如科幻巨匠 艾薩克·阿西莫夫 《銀河帝國》系列説裏描繪那,一個帝國無比,看似會永恆存續時候,其實可能導致它傾覆危機即爆發,並且阻擋。

從 1998 年開始,膠片市場開始萎縮。諷刺是,造成這種萎縮,柯達自己 1975 年發明數碼。因為數碼每拍一張照片不用額外付費,並能看到影像而無需等待。

1 萬像素,磁帶記錄,需要 20 秒才能拍一張照片。

1999 年,尼康公司發佈了旗下第一款數碼反尼康 D1 。2000 年,佳能公司發佈 EOS D30。而銀鹽帝國締造者柯達邊緣化。到 2011 年 9 月時候,柯達公司市值只剩下了 21 億美元,十餘年時間,市值蒸發了 99% 多。

一個屬於膠片銀鹽帝國沒落了,另一個屬於數碼攝影數字時代,來臨。

事實上,這種用户需求改變,導致了膠片這個無比銀鹽帝國沒落,與數字影像強勢崛起。並且多年後,催生出進化和擁有自我創新精神手機攝影(移動影像)。

《銀河帝國》系列説中,帝國暮令人扼腕,基地崛起令人興奮,現實中是如此。

不過,我們需要膠片過度哀傷,因為它死去。本文後面章節裏,它會意想不到方式歸來。並且,其歸來手機攝影有密切關係!

膠片銀鹽帝國衰落之時, 2000 年日本,夏普推出了世界上第一台可以拍照手機——J-Phone(J-SH04)。

這是第一台意義上即拍即看拍照手機。它使用 11 萬像素 CCD 感光元件,而非如今主流 CMOS。隨後 10 年裏,手機或、或方式進行着反覆組合、試錯。

會,

我們看到了諾基亞 N90 系列這樣 3 倍光學變焦鏡頭屏幕轉軸融合手機,看到了扭動機身拍照LG C960,看到了第一款擁有 1200 萬像素傳感器索尼愛立信 Satio U1,看到放棄了旋轉主軸滑蓋式諾基亞 N95……

所以,初期拍照手機失敗,

後來拍照手機,

不過,智能手機攝影上並非一開始。比如初代 iPhone 發佈於 2007 年,而移動影像爆發,是三年後 2010 年。

那是一個人心,年代。

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2021手機攝像頭五大趨勢丨瞰瞰觀察

物理學中,將宇宙爆炸之前那個點,稱為 “奇點”(Singularity)。那是一個密度無限大點,宇宙演化起源。

而於手機攝影,或者更精準的説,移動影像(手機攝影英文是 Mobile Photography ,即移動影像)來説, 2010-2011 年間,迎來了這樣一個奇點。這個時期裏,構成如今手機攝影絕大多數要素迅速出現,並擴張,宇宙爆炸那一刻,我們見到無數星系誕生。

這台很多人認為是小屏時代標杆智能手機,設計、交互和功能上取得了空前和,以至於很多安卓手機爭相模仿。這台手機,是史蒂夫·喬布斯發佈後一台手機。

iPhone 硬件和交互上令人印象。但攝影師來説,是作品。雖然第一代 iPhone 拍照方面並不夠出色,但蘋果自 2007 年開始堅持舉辦一年一度 IPPA 大賽。

如今,IPPA 譽為手機攝影界“奧斯卡”,義超出了獎項本身,而是成為了一種攝影師榮譽和肯定,吸引着全球攝影人目光。

但令我印象,是 2011 年,戰地攝影師 Rita Leistner 和 Balazs Gardi 人 iPhone 4 拍攝阿富汗戰爭。這些作品中,我能感受機作一個小巧非專業設備,讓鏡頭前人們毫無壓力感——他們要麼放鬆,要麼完全沒有注意到正在拍攝。

通過這些戰地攝影師照片,我能感受到戰爭,能感受到每一個人生命。我看來,那是手機攝影第一次發揮了自己特長,通過這種特長幫助了攝影師創作。

值得注意的是,Rita Leistner iPhone 4 拍攝時,不是直接使用默認,而是使用了一款名 Hipstamatic 第三方 App。這是一款自帶“膠片風格濾鏡”效果 App。

事實上, 2010-2011 年間,App 迎來了全面爆發。我們今天熟悉像 Snapseed 這樣修片常青樹和 Instagram 這樣全球化圖像社交平台,誕生於 2010-2011 年間。

各種功能,玩法攝影類 App 令人開眼界,有些顛覆了人們於手機拍照本身認知。

前文講述分崩離析“銀鹽帝國”,

你可以在手機上模擬停產膠片,

手機攝影興起讓膠片過去任何一個時代要普及,人知。這反應了手機攝影影響力和能量。

在手機攝影奇點之年裏,有一個那麼人知事情,影響。

那 2010 年,美國斯坦福大學實驗室裏誕生了一台奇怪設備,其名 FrankenCamera。如名字,它是一個“縫合怪”。功能上,它其它拍照設備,因為它用途只有一個——研究計算攝影。

後來,研究人員基於這台奇怪系統移植到了一台諾基亞 N900 手機上,使這台手機擁有了當時其他手機沒有 HDR 取景和拍攝、多重曝光、HDR 全景攝影、弱光(夜景)拍攝功能。而這些功能,如今我們蘋果和安卓手機上司空見慣。

2010-2011 年短短一年多時間裏,手機硬件、交互、App 生態、膠片風格復興和計算攝影方面同時爆發,可以説是奠定了此後 10 餘年手機攝影基礎。

而手機爆發奇點,是傳統數碼災難。 2010 年裏,全球數碼銷量達到了空前巔峯—— 1 億 2150 萬台(CIPA 數據),但此後開始下降,沒有恢復到這個數量。

與此同時,2010-2011 年不僅是整個移動影像“奇點”,是國產手機“起點”。

手機爆發,間接促成了領域另一場變革——從 2010 年索尼 NEX 系列開始,所有相機廠商開始單反相機向小巧過渡。

某種意義上説,於反,正如手機於。

也好,手機也罷,演化方向發相近。

你會發現海洋中海豚和鯊魚,

雖然一個是哺乳動物,另一個是魚類,

但擁有相似流線身形、背鰭和胸鰭,

這生物學上,叫做“趨同進化”。

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智能手機攝像頭演變歷程及趨勢介紹

而這種影像趨同進化,其實並不僅反應實體上,理念上,二者日益接近——手機和,試圖讓攝影融入生活,走進大眾。

但這時,僅靠手機上那一個小小的攝像頭顯得有些力從心了。於是,手機演化之路一次加速,迎來了奇點後,宛如寒武紀第二次爆發。

2017 年,非洲,肯尼亞,馬賽馬拉。氣勢積雨雲下,一棵香腸樹前,一隻頸鹿仰着頭吃樹上果。

這個瞬間我 iPhone 7 Plus 2× 攝像頭記錄了下來,並讓我那年 IPPA 大賽中,斬獲了動物組三等獎。

如果沒有 2× 攝像頭,那麼這張照片是拍不出來。

不過,iPhone 7 Plus 並非是多攝手機開創者。它問世幾年前,有手機使用了雙攝方案。只不過那時雙攝是追求裸眼 3D 效果,而非後來變焦。

多攝手機爆發,是 2016 年。那一年,採用黑白+彩色雙攝方案華為 P9 徠卡聯合,橫空出世。但業界帶來改變,是同年 iPhone 7 Plus 1× + 2× 變焦雙攝方案。

焦距組合,讓攝影人多了一種視角表現方式。

一年後,小米 6 發佈,搭載了 1× + 2× 變焦雙攝,並支持 2× 人像模式。這種多攝方案後來證明是方案,符合大眾和攝影師需求。

,2× 鏡頭處不止於多了一種視角,於提高了符合人們視覺規律畫面效果。比如 2× 拍攝模擬背景虛化照片 1× 很多。因為像人像模式這樣模擬光圈鏡頭拍攝淺景深效果,本來相機中 50mm 或 85mm 鏡頭擅長,而非廣角鏡頭擅長。

2016 年多攝手爆發,有一些佐證。那 2016 年,知名圖片分享平台 Flickr 統計全年上傳照片拍攝器材裏,手機首次超越,達到了 48% 佔比,而單機則上一年 31% 下滑 25%。同年,數碼銷量來到了谷底,有 2420 萬台,差不多只有 2010 年巔峯期銷量零頭。

但手機革新腳步,沒有放慢跡象。

2016 年,LG G5 成為了第一款搭載超廣角攝像頭手機。到了 2019 年, OPPO Reno 10倍變焦版發佈,5× 潛望式攝像頭成為了手機上第三支攝像頭。

,超廣角、廣角和攝像頭組合,成為了旗艦級手機標配。手機上多攝,基本達到和小幅超出了過去多數卡片機上鏡頭覆蓋範圍。

與此同時,和多攝體系,有進一步計算攝影。自動 HDR 技術、夜景模式、長曝光模式和超分算法技術層出不窮。計算攝影最短時間實驗室中走出,每一個手機用户握在了掌中。

到了 2019 年,小米 CC9 Pro 發佈,搭載 1 億像素 1/1.33 英寸主攝,手機開始挑戰佔統治地位“高像素+”領域。

不過戰勝了卡片並縮短了專業差距後,手機發現下一個目標是專業反或,反而變成了自己。

因為算法時候,人們開始手機拍攝到畫面效果產生質疑。“高光不過曝,暗部有細節”畫面顯得無味,什麼美感。

人們於“美”追求,會引發下一輪手機影像進化。

聯姻,時代到來

2020 年之前,人們談論國產手機和手機影像時,往往會提到一個詞:“堆料”。這是指廠商將超過用户預期大量硬件和算法“堆”機當中(芯片方面是如此)。

但到了 2020 年前後,人們開始發現這種“堆料”策略行不通了。或者説,用户於這種“堆料”開始感到麻木。

因為這些硬件和算法帶來提升,並會想過去那樣,可以用户所感覺到。一張 1 億像素手機照片,和一張 1200 萬像素手機照片,能有多?這是很多手機用户看不出來。

那麼,什麼才是可以用户感知得到革新,或者説,“堆什麼料”用户會認可呢?

手機廠商突然發現,

他們並給出這個問題答案,

或者説,知道這個答案人在那裏。

人們發現手機上虛化模擬效果並出色,缺少特色時。德國蔡司公司給出了答案。2020 年年底,vivo 宣佈蔡司開啓全球影像戰略合作,並隨後 X60 系列手機上,搭載了蔡司人像風格。

人們覺得手機成像風格過於趨同時,造就過登月傳奇哈蘇做出了嘗試。從 2021 年 9 系列到如今 OPPO Find 系列,哈蘇色彩於手機當中。

而到了 2022 年,集大成者來臨。

這年發佈 小米12S Ultra 上,我們見到了傳統“堆料”成果——挑戰手機內部空間 1 英寸超大尺寸傳感器,看到了小米徠卡聯合後帶來原汁原味徠卡影調。

徠卡經典風格展現出的剋制內斂,但具高級感色彩,加上沒有過度鋭化,而是保證了到處畫面細節和氛圍感,是其他手所沒有。

同時,有個引來無數模仿功能,那徠卡照片水印。這個幹擾畫面本身白底紅標水印推出,如野火蔓延席捲了整個影像圈。不論是不是小米手機拍攝照片,不論是不是手機拍攝照片,開始爭相模仿。

小米徠卡合作,與以往手機廠商表現是。

比如產品目標上,徠卡和小米重視光學。徠卡鏡頭舉世聞名,而小米12S Ultra 突破性 1 英寸主攝鏡頭規格做到了實用 23mm F1.9,而不是此前其他嘗試者 19mm——那顯然了,對普通人來説駕馭。

這些特點背後,並非算法改進、功能迭代或硬件適配,而是理念和思維變化。手機廠商開始像影像廠商思考,一張照片,該是怎樣照片。或者説,什麼樣照片,才是美的。

這個問題是徠卡思考了百年,過去手機廠商。因為徠卡起點將原本相機小型化,讓原本複雜機操作變得普通人能搞定。並且不只機身,徠卡眾多鏡頭體現了這種於操作和攜帶特徵,並同時保證了畫質水準。