3D/AR/三摄等 盘点手机相机中的“异类”

　　本文来自泡泡网

　　华为P20系列的国行发布会刚刚结束。会上占时最长的就是对手机拍照能力的展现了。各种样张和DxOMark“屠榜”目不暇接。P20 Pro/Mate RS疯狂的莱卡三摄也是史无前例。以往不少其它厂商的手机也搭载过在当时独树一帜的相机。下面我就来带大家回顾一下。

　　双摄的最初形态：三星SCH-B710、HTC EVO 3D等

　　三星在2007年4月发布了世界第一台双摄手机SCH-B710。但此双摄的目的是3D拍照，和现在的双摄原理不一样。SCH-B710有着两颗130W摄像头和类似于任天堂3DS游戏机的3D显示器。

首款双摄手机：三星SCH-B710（图片源自网络）

　　键盘机时代后3D双摄手机并没有灭亡。比如2011年1月的HTC EVO 3D、同年2月的LG Optimus 3D和同年9月的夏普 SH-80F等。

HTC EVO 3D

LG Optimus 3D

　　这几款3D双摄机型都采用了类似的相机模组和3D显示器。但是3D功能的鸡肋并没有让这类手机流行起来。

　　高像素大传感器：诺基亚808 PureView/Lumia 1020

　　诺基亚808 PureView和诺基亚Lumia 1020分别发布于2012年2月和2013年6月。

诺基亚808 PureView

　　808 PureView和Lumia 1020都具备了4100W像素、蔡司认证镜头、氙气闪光灯和机械快门。其中808的传感器尺寸为1/1.2英寸，光圈为f/2.4，像素大小为1.4μm。1020的传感器尺寸为1/1.5英寸，光圈为f/2.2，像素大小为1.12μm，并具备光学防抖（OIS）。

诺基亚Lumia 1020

　　大传感器尺寸和像素数量让808和1020具备了超采样技术。该技术允许相机把多像素合成一个，提高解析度、减少噪点。也可以获得比普通数码变焦更清晰的放大。

传感器尺寸大小对比，一般手机都是最小的那两个（图片源于PhoneArena）

　　但是好的相机并不能掩盖手机其它方面的缺点，尤其是毫无竞争力的操作系统。销量也证明了这一点。不是所有人都有一颗“摄影师的心”，大多数消费者只想要个好用的手机而已，拍照几乎永远是第二考虑因素。

　　世界最大传感器：松下Lumix CM1

　　2014年9月发布的松下Lumix CM1用高达1英寸的传感器尺寸超越了诺基亚808 PureView，成为了目前相机传感器尺寸最大的手机。

　　Lumix CM1的相机参数为2010W像素、1英寸传感器、f/2.8光圈、莱卡DC ELMARIT镜头和机械+电子快门。

硬件虚化非常给力（图片源于9to5Google）

　　得益于变态相机硬件，Lumix CM1可以拍出硬件虚化照片，不需要软件算法修图。然而在随手就拍的使用场景下，Lumix CM1并不比同期的iPhone 6等传统手机强多少。在动态范围这一项还不如别人。

部分相机界面（截图源于DP REVIEW）

松下官网称CM1为相机

　　Lumix CM1的优势是手机上前所未见的手动模式，以及RAW格式输出。从松下自己对Lumix CM1的称呼不难看出，Lumix CM1的目标用户只包括摄影发烧友。

　　UltraPixel技术：HTC One M7/M8/M9/M9+

　　808 PureView、Lumia 1020和Lumix CM1是相机好、其它方面差的典型代表。2013年3月发布的HTC One M7则完全相反。

HTC One M7

　　M7采用了一颗400W像素、像素大小2.0μm的摄像头。一般手机都是1000W+像素和1到1.5μm像素大小。HTC称UltraPixel技术能让手机的暗光拍摄性能大增。但是除了这一点UltraPixel并无其它优势。再加上之后大量M7用户遇到的暗光拍摄紫/红光Bug，UltraPixel在3年之后就被抛弃。

　　最后的UltraPixel手机是HTC One M8和HTC One M9系列。其中M9系列只在前置摄像头使用了UltraPixel。

HTC One M8

HTC One M9+

　　软件双摄虚化的首次尝试：HTC One M8/M9+

　　除了上面提到的UltraPixel摄像头，2014年发布的HTC One M8背面还有第二颗摄像头——200W像素景深摄像头。之后的M9+也是双摄，但却采用了传统的2000W摄像头+200W景深摄像头。双摄的结合带来了目前非常流行的虚化效果。虽然以现在的标准其虚化只能算一般，但不得不佩服HTC的预见力。

HTC One M8双摄虚化样张

　　10倍光学变焦：三星Galaxy Zoom系列

　　2013年6月发布的Galaxy S4 Zoom的相机参数为1600万像素、1/2.33英寸传感器尺寸、10倍光学变焦、光学防抖和氙气闪光灯。其中10倍光学变焦是手机之最。

　　但正是因为10倍光学变焦，该机镜头处厚度高达27毫米。开启光学变焦后还会更厚，外观就是一台数码相机。

这是手机，不是相机

　　“通话相机”三星Galaxy S4 Zoom并没有得到大众市场的认可。远不如传统手机便携和拍照性能差于真正相机的缺点注定了它的命运。三星也在推出了继任者Galaxy K Zoom之后放弃了伸缩镜头手机。

　　热成像双摄：CAT S60

　　终于轮到了CAT S60，有着史上最与众不同相机的手机。CAT S60由Caterpillar研发与生产。Caterpillar的主要经营范围包括机械、工程、金融和保险。但最让它出名的还是重型机械。CAT S60就好比是手机中的“重型机械”。

图片源于Android Police

　　CAT S60的双摄由1300W传统相机和FLIR热成像相机组成。热成像相机的温度探测范围是负20摄氏度到120摄氏度，热成像相机“射程”是30米。

图片源于Android Police

图片源于网络

　　除此之外CAT S60还具备1.8M防摔和5M防水，符合该机的“特种三防机”定位。

　　潜望式光学变焦：华硕ZenFone Zoom

　　传统光学变焦模组会极大地增加机身厚度，所以潜望式光学变焦就被提上了日程。CES 2015上发布的华硕ZenFone Zoom就采用了该技术。

　　ZenFone Zoom采用了HOYA的10镜片潜望式结构，提供了等效焦距范围为28到84毫米的3倍光学变焦。而且机身最厚处仅为11毫米。

　　但除了3倍光学变焦，ZoneFone Zoom的相机表型平平，其它方面也一般。很快就被市场遗忘。

　　世界首款三摄：联想PHAB 2 Pro

　　2016年11月上市的联想PHAB 2 Pro是世界上首部3摄手机，也是首部基于谷歌Tango平台的AR（增强现实）手机。该机背部除了一颗常规的1600W摄像头，还有一颗景深摄像头和一颗动态追踪/鱼眼摄像头。

图片源于Your Tech Explained

使用AR APP（图片源于网络）

　　PHAB 2 Pro三摄的目的是为了支持精准的AR性能，并不是为了提高拍照。加上手机本身的不足和谷歌Tango的失败，PHAB 2 Pro的三摄成了过眼云烟。

　　莱卡双摄：华为P9系列

　　前面提到的3D拍照手机和HTC One M8/M9+都比华为更早使用双摄，但它们的双摄都没能引领市场。而P9系列奠定了之后华为手机双摄的基础，也给近几年双摄的爆炸式发展开了个好头。

　　从技术层面来讲，华为P9系列则是首部全面提高了拍照性能的双摄手机。

　　P9系列有两颗1200W后置摄像头，一颗彩色，一颗黑白。配合莱卡调教，两颗摄像头同时保证了色彩和细节。

　　960fps和4K HDR视频录制：索尼Xperia XZ系列

　　2017年2月发布的索尼Xperia XZ Premium和XZs是世界首两款可以录制960fps慢动作视频的手机。到了2018年2月，Xperia XZ2系列发布，这次960fps的视频录制分辨率从之前的720P上升到了1080P，是目前最高。

索尼Xperia XZ Premium

　　除了960fps，Xperia XZ2系列还能录制4K HDR视频，在手机界前无古人。

索尼Xperia XZ2

　　虽然索尼Xperia XZ系列960fps的易用性不如竞争对手，而且99.9%的用户都不会使用4K HDR视频录制。但索尼追求极限的精神值得鼓励。越来越多旗舰机开始采用960fps视频录制也从侧面肯定了索尼的努力。

　　变态算法和独立相机芯片：谷歌Pixel 2系列

　　如果不是看到实际表现，大多数人都不会相信一个来自谷歌的单摄手机能打败一众传统大厂的双摄，成为2017年最强拍照手机。这都要归功于谷歌无与伦比的拍照算法和独立拍照芯片。

后置单摄的谷歌Pixel 2系列

　　最直观的例子就是Pixel 2的虚化模式和HDR+模式。Pixel 2系列的虚化算法是一种叫“DeepLab-v3+”的“语义图像分割”模型。这套算法让Pixel 2系列前后置相机的抠图非常精准。

虚化算法介绍（图片源于Google Research Blog）

　　HDR+在Nexus末代机型5X/6P就显示了自己的实力。开启HDR+时，按下一次快门手机会拍下最高10张照片，然后在这些照片中进行筛选组合，最终得到一张动态范围好的让人乍舌的成像。多亏了骁龙835和IPU的运算能力，Pixel 2系列的这一切动作都在让人难以察觉的瞬间完成。

虽然没到Pixel的水平，但Nexus 6P的HDR+依旧领先同时代产品

　　那么IPU是什么呢？IPU全称为Google-designed Image Processing Unit，又称Pixel Visual Core。是Pixel 2系列机型相机模组的独立拍照芯片。芯片在去年12月份才被通过系统更新激活，要知道在激活前Pixel 2系列的相机就已经是最强。

　　激活IPU后，HDR+可在第三方相机APP内使用。此外谷歌官方称IPU将会使手机的HDR+成像速度变快5倍，同时把耗电量降到原来的10分之1。IPU和软件算法的双剑合璧是谷歌成功的关键，也成了其它厂商学习的对象。好消息是谷歌已经开源了Pixel 2系列的虚化算法。

　　可变光圈：三星Galaxy S9+

　　三星W2018和Galaxy S9系列都搭载了可变光圈，其中的Galaxy S9系列后置主摄光圈能在f/1.5和f/2.4之间切换。在加强暗光拍摄进光量时，保持了光线充足时的画面锐度。

三星Galaxy S9

　　三星是目前唯一一家有可变光圈手机的厂商，不知未来会不会有厂商跟进。

　　莱卡三摄：华为P20 Pro/Mate RS

　　最后就是华为P20 Pro/Mate RS的莱卡三摄。这两款手机的后置相机参数可谓奢华，都采用了4000W主摄、1/1.73英寸传感器和 f/1.8光圈；2000W副摄、1/2.78英寸传感器和f/1.6光圈；800W长焦镜头，1/4.4英寸传感器和f/2.4光圈。除了耀眼参数，相机还支持AI防抖、3倍光学变焦和5倍三摄变焦等特色功能。

华为P20 Pro

　　其它的各种AI功能和相机算法就不在这提了，更详细的解读可以去看泡泡网的详细评测和解析文章。总之一句话概况P20 Pro和Mate RS的相机：三摄、AI和顶级算法合力打造的最强拍照性能之一。

　　未来路在何方？

　　手机相机的发展史是一部与有限机身空间斗争的历史。狭小的空间让手机始终无法具备专业相机的全面高性能。于是手机厂商就想尽各种方法另辟蹊径，但前提是不能牺牲手机使用体验。从上文提到过手机的销量不难看出，只有相机好的手机卖不好。毕竟人们买的是手机，不是相机。对于普通消费者来说拍照能力优先级永远低于手机基本功能和体验。

　　根据市场现状分析，上文出现的各种设计中最有前途的是三摄和提高软件算法。其次是可变光圈。然后是高像素、大传感器尺寸。

　　和当初的华为P9系列一样，P20 Pro/Mate RS的三摄再次迈出了引领行业的一步。尽管此时P20系列和Mate RS拍照性能已经是顶尖水准，但依然有很大的优化空间。相信再过一到两年，算法更优秀、结合可变光圈等技术的三摄手机就将会出现。

　　（原标题：3D/AR/三摄等 盘点手机相机中的“异类”|独树一帜|拍照|三摄）