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2019-04-24 / 果殼 1975年，在美國(guó)紐約羅徹斯特的柯達(dá)實(shí)驗(yàn)室中，一個(gè)孩子與小狗的黑白圖像被CCD傳感器所獲取，記錄在盒式音頻磁帶上，這是世界上第一張數(shù)碼照片。  圖片 | 得益于感光元件的發(fā)展，2000年的時(shí)候，數(shù)碼照相功能被搬到了手機(jī)上，人人都是攝影大師的時(shí)代到來。但玩了這么多年手機(jī)，你知道手機(jī)是怎么拍照的嗎？ 手機(jī)主要從3個(gè)核心角度完成拍攝：看遠(yuǎn)近、辨明暗、識(shí)顏色。 看遠(yuǎn)近 鏡頭是什么？最簡(jiǎn)單的鏡頭就是一個(gè)凸透鏡。光學(xué)概念上，改變凸透鏡最佳成像距離的方法有兩種：改變透鏡的焦距或者改變透鏡到感光元件的距離。手機(jī)使用馬達(dá)控制鏡頭和感光元件之間的距離，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)焦。 真正用在拍攝中的鏡頭，不會(huì)只有一個(gè)凸透鏡，通常還會(huì)有多個(gè)凹透鏡或非球面鏡，來矯正光學(xué)畸變。  現(xiàn)在的很多手機(jī)也會(huì)有多個(gè)鏡頭 辨明暗 在知道手機(jī)攝像是如何辨明暗之前，我們先了解一下什么是像素。 像素是圖像的基本單位，它們通常以點(diǎn)或方塊的形式顯示，呈棋盤網(wǎng)格式排列。每個(gè)像素都有確定的位置和顏色值，照片就是像素點(diǎn)的二維集合。在沒有經(jīng)過有損的壓縮，或鏡頭合適的前提下，單位面積內(nèi)的像素越多代表分辨率越高，所顯示的影像也就越接近真實(shí)物體。  感光元件的作用就是確定每個(gè)像素點(diǎn)的明暗值。手機(jī)內(nèi)使用的感光元件是CMOS芯片，由數(shù)百萬個(gè)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體組成的像素陣列，一個(gè)半導(dǎo)體就是一個(gè)像素點(diǎn)。當(dāng)暴露在光下時(shí)，CMOS可以感應(yīng)光線，產(chǎn)生與光強(qiáng)度成正比的電荷，通過測(cè)量電荷，就可以獲得像素的光亮數(shù)值，也就得到了圖像的灰度。 識(shí)顏色 圖像的灰度已經(jīng)確定了，那么該如何獲得物體的顏色呢？ 在每個(gè)感光元件上都覆蓋一個(gè)紅、綠或藍(lán)色的濾光片，組成一個(gè)彩色濾色陣列，這個(gè)方陣被稱為Bayer Filter (拜爾濾色鏡)。這個(gè)濾光片陣列讓每個(gè)像素只呈現(xiàn)一個(gè)單原色，處理器接收到的數(shù)據(jù)圖像其實(shí)是一個(gè)三色棋盤。但是經(jīng)過拜爾濾色鏡的光是有缺失的，如果直接輸出，將會(huì)得到如下圖片：  這咋跟媽媽牌毛衣似的，保真度也太差了。這個(gè)時(shí)候，就需要靠數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行色彩還原了。怎么還原呢？按照“近朱者赤，近墨者黑”的法則。如果綠色濾光片覆蓋像素，我們需估計(jì)該像素的紅色和藍(lán)色分量，綠色像素附近必定有紅色（藍(lán)色）像素，只要取周圍紅色（藍(lán)色）像素的平均值就好。  圖片 | Wikimedia Commons DSP將處理過的數(shù)據(jù)編碼為手機(jī)所支持的圖像、分辨率等數(shù)據(jù)格式，然后存儲(chǔ)為圖像文件，寫在手機(jī)存儲(chǔ)器中，我們也就得到了一張高保真的照片。  一個(gè)酷炫的光線測(cè)試 手機(jī)攝像能夠模擬人眼，將光信息轉(zhuǎn)化成電信息，再通過處理器最終輸出一張高清照片。但在光線不足的時(shí)候，手機(jī)又該怎么看遠(yuǎn)近、辨明暗、識(shí)顏色呢？ 我們做了一個(gè)光線測(cè)試，將同一個(gè)鏡頭放置在不同的光線環(huán)境中，看看TA的表現(xiàn)吧~ （視頻略）......視頻里我們一共做了7個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且用OPPO Reno拍攝了7張照片... 7個(gè)現(xiàn)象所需要的燈光是不一樣的：氯糖反應(yīng)、魯米諾和焰色反應(yīng)，因自身發(fā)光，不需要額外的燈光，環(huán)境較暗；黃金雨和碘都是晶體，為了讓他們閃耀起來，需要給一束光；氫氧化物沉淀和顏料色彩較多，需要較明亮的環(huán)境光才能拍清楚細(xì)節(jié)。  魯米諾拍攝花絮，光線較暗 如此高清的照片，OPPO Reno是怎么做到的？ 我們知道，在暗光下提高拍照質(zhì)量一般有三種辦法：提高CMOS芯片的感光能力、增大光圈、延長(zhǎng)曝光時(shí)間。 OPPO Reno為了拍出更美的夜色，不僅在鏡頭、CMOS芯片、光圈上精益求精，還配備了全新的復(fù)合多幀算法，通過合成多張照片，呈現(xiàn)出更好的光影效果。 第1招：提高感光能力 OPPO Reno主攝采用索尼IMX586， 1/2英寸大尺寸sensor，容納4800萬個(gè)光敏元件，翻譯成人話就是4800萬超清像素。另外為了擴(kuò)大單個(gè)像素感光面積，索尼IMX586將4個(gè)像素點(diǎn)作為一組，可以提高手機(jī)的感光度。在暗光環(huán)境中，OPPO Reno能夠捕捉到更多的光線，看清“暗物質(zhì)”，讓畫面更清晰。  圖片 | sony.net 4800萬像素的主攝+1300 萬潛望式長(zhǎng)焦鏡頭+800 萬超廣角鏡頭的三攝組合，造就了OPPO Reno的10倍光學(xué)變焦，讓你看得更遠(yuǎn)。 第2招：增大光圈 光圈，其實(shí)就是鏡頭的“瞳孔”，控制著進(jìn)光量。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)烈時(shí)，我們的瞳孔會(huì)收縮變小，上下眼瞼也會(huì)適當(dāng)合攏，盡量減少光線進(jìn)入；而當(dāng)環(huán)境光變?nèi)鯐r(shí)，瞳孔就會(huì)擴(kuò)大，配合睜大眼睛的動(dòng)作，增大進(jìn)光量。  瞇瞇眼 | giphy.com 同理，在光線不足的環(huán)境下，可以通過擴(kuò)大光圈的方法來滿足拍攝需求。OPPO Reno采用F1.7超大光圈，讓進(jìn)光量更多，在黑暗的環(huán)境中也能拍出明亮的照片。  OPPO Reno拍攝的夜景 同時(shí)，因?yàn)檫M(jìn)光量的增加，快門可以變得更快，運(yùn)動(dòng)的物體也就可以被鏡頭凝固下來。比如idol魅惑的舞姿，比如舍友傻fufu的樣子，比如白鴿略過的剪影，OPPO Reno都能幫你抓拍。 隨著光圈孔徑的增加，背景光點(diǎn)彌散圓的直徑成比例地增加，虛化程度加強(qiáng)，景深變得更淺，分分鐘拍出攝影大片。  光圈越大，景深越淺，背景越模糊 第3招：復(fù)合多幀算法 一般意義上，延長(zhǎng)曝光時(shí)間可以增加進(jìn)光量，讓照片在 CMOS感光能力和鏡頭光圈大小一定的情況下曝光充足。在拍攝夜景時(shí)，曝光時(shí)間有時(shí)候可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)秒。但夜景中明暗差距大，很容易出現(xiàn)亮處過曝或暗處曝光不足的情況。 OPPO Reno為了讓每一處曝光合適，采用復(fù)合多幀算法，合成連續(xù)拍攝的多張照片，汲取最準(zhǔn)確的畫面，擴(kuò)大曝光的動(dòng)態(tài)范圍，真實(shí)地展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的明暗對(duì)比。 同時(shí)，復(fù)合多幀算法還能減少噪點(diǎn)，使畫質(zhì)更純凈。在手持模式下，一張夜拍照片有5重曝光，三腳架模式更是多達(dá)17重曝光。 以往的夜拍，城市和人像只能二者保一，要么是夜景明亮人像泛白，要么是人像清晰夜景模糊。OPPO Reno可以對(duì)人和景進(jìn)行分區(qū)處理，甚至還會(huì)針對(duì)人像進(jìn)行膚色保護(hù)，避免晚上人臉慘白，還原你真實(shí)的美麗。 OPPO Reno拍攝的人像 不僅如此，OPPO Reno的三攝組合還內(nèi)含OIS光學(xué)防抖技術(shù)，可以說是手抖星人的必備神器了。 在這么多技術(shù)的加持下，OPPO Reno就可以真實(shí)地還原夜色之美了。 OPPO Reno拍攝的夜景 |
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