“然并卵”的雙攝像頭？

 

為什么人都長了兩只眼睛？這是因為人眼需要通過兩只眼睛的對比，才能產(chǎn)生視差，才能對物體的景深輪廓產(chǎn)生反應(yīng)。如果你只有一只眼睛，你就必須搖晃你的腦袋，通過移動眼睛才能產(chǎn)生視差。

 

如果你不止兩只眼睛，比如像二郎神和馬王爺那樣長了三只眼睛，那就牛逼了。據(jù)說人過去都有三只眼睛，現(xiàn)在第三只眼變成感光的器官，叫松果體。這一點有點類似于手機上的光線傳感器。

 

 

 

 

實際上，手機業(yè)和相機業(yè)一直在努力研究如何還原人眼看到的真實情景，從更高的解析度、感光度，更小的顆粒感，甚至到現(xiàn)實場景的還原。想象一下，20年后的今天，我們從虛擬現(xiàn)實的立體影院中看到的電影或球賽，跟你在拍攝現(xiàn)場和足球場感受到的情景并不無二致，這是一種多么牛逼的體驗？或者未來你的電商購物體驗中，將再也不會出現(xiàn)“賣家秀”和“買家秀”的不同，所有產(chǎn)品通過3D掃描建模，可以實現(xiàn)所見即所得。“海內(nèi)存知己，天涯若比鄰”將不再只是一個美好的愿望，“遠(yuǎn)在天邊，近在眼前”將是一種真實體驗。

 

然而任何技術(shù)在剛剛誕生的時候都是比較簡陋的，第一個吃螃蟹的人往往成為先烈。2011年，HTC首款配備兩顆500萬像素攝像頭機型G17問世，貌似并沒有什么卵用。一方面500萬像素畫質(zhì)過低，先拍照后對焦后畫質(zhì)并沒有得到提升；另一方面缺乏3D應(yīng)用，也讓雙攝像頭成為雞肋。包括后面的LG、國內(nèi)的卓普都嘗試過雙攝像頭。

 

10月21日，在由《手機報》主辦的《手機雙攝像頭“算法”決定未來》技術(shù)論壇上，《國際電子商情》記者見識了手機雙攝像頭產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展。

 

 

 

 

然而，雙攝像頭真的然并卵嗎？2014年12月，華為榮耀6plus發(fā)布，隨后中興、Nubia、奇酷、樂視相繼推出雙攝像頭產(chǎn)品。為什么雙攝像頭重新被手機業(yè)重視起來呢？那是因為，今天高端手機僅從攝像頭分辨率參數(shù)的競爭已經(jīng)面臨瓶頸。Nokia曾經(jīng)發(fā)布了高達(dá)4000萬像素的手機，但這條路明顯走偏了，用戶發(fā)現(xiàn)自己并不需要手機實現(xiàn)這么高的像素，反而需要更快的對焦速度、變動光圈柔焦、夜拍降噪、提高畫素、提高動態(tài)范圍、3D建模、光學(xué)變焦等功能。而這些光靠單攝像頭，即使輔助一些算法也無法完全實現(xiàn)。

 

 

 

 

因為有雙攝像頭，我們可以用更好的模型進(jìn)行人臉美化和修飾。比如調(diào)色和美白都能更加精準(zhǔn)。還可以通過調(diào)節(jié)景深和調(diào)淡背景顏色實現(xiàn)更多的藝術(shù)效果。

 

 

 

雙攝像頭到底有哪些牛逼應(yīng)用？

 

 

 

 

通過廣角和長焦的雙攝像頭搭配，可以讓相機擁有更遠(yuǎn)的光學(xué)變焦。

 

 

 

 

想自拍出更好的柔焦效果？這也離不開雙攝像頭及其算法。

 

 

 

 

通過兩個攝像頭的不同曝光，實時合成出更高動態(tài)范圍的圖片和視頻。

 

 

 

 

可以針對物體的3D內(nèi)建模和房間掃描建模，這個應(yīng)用將大大拓展手機在日常應(yīng)用。

 

 

 

 

通過視差對比測算物理尺寸和距離。物流公司將可以對貨物體積的需求進(jìn)行應(yīng)用分析。

 

 

 

產(chǎn)業(yè)瓶頸催生雙攝像頭崛起

 

 

 

 

 

雙攝像頭被業(yè)界重新關(guān)注的另一個重要原因是：攝像頭模組的厚度決定了手機的整體厚度，對行業(yè)造成了巨大瓶頸。就算是蘋果，也沒辦法很好的解決這一問題。從手機外觀設(shè)計的角度來說，要解決顏值問題，必須要采用雙攝像頭。

 

 

 

 

因為像素在往高處發(fā)展的時候面臨瓶頸。物理的極限決定了多攝像頭的誕生。

 

 

 

 

從主流手機廠商的發(fā)展方向來看，基本上到了2000萬像素已經(jīng)是一個極限。要想在攝像頭領(lǐng)域再度有所突破，必須要借助雙攝像頭，甚至攝像頭陣列才能實現(xiàn)更多的應(yīng)用。

 

 

 

 

那么，究竟手機雙攝像頭的原理是什么呢？奇酷Louis產(chǎn)品經(jīng)理賴路平表示，人眼的結(jié)構(gòu)在視網(wǎng)膜部分有兩類細(xì)胞：其中一類細(xì)胞是負(fù)責(zé)感受色彩的強光，另一種是感受弱光。

 

 

 

 

借鑒了視網(wǎng)膜原理，在奇酷手機中，分別用兩顆不同的芯片實現(xiàn)不同的功能。其中一顆芯片主要負(fù)責(zé)采集畫面細(xì)節(jié)，另一顆芯片則負(fù)責(zé)采集畫面色彩。采集細(xì)節(jié)的攝像頭進(jìn)光量是彩色的三倍，這樣手機拍攝無論是在強光還是弱光條件下都能實現(xiàn)清晰的畫面細(xì)節(jié)以及色彩還原。

 

 

 

 

不同家手機廠商所采用的不同雙攝像頭原理。

 

 

奇酷Louis產(chǎn)品經(jīng)理賴路平

 

 

內(nèi)地賣的最好的算法——人臉美化

 

 

 

 

 

雙攝像頭產(chǎn)業(yè)熱點的出現(xiàn)，也帶動了從終端廠商，到ISP芯片、模組、傳感器、乃至算法提供商整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。1994年成立于美國硅谷的Arcsoft（虹軟）一直致力于多媒體影像技術(shù)的開發(fā)，其核心算法已經(jīng)被全球數(shù)十億臺設(shè)備采用。

 

 

 

 

Arcsoft（虹軟）技術(shù)總監(jiān)徐堅認(rèn)為，決定雙攝像頭發(fā)展方向的是用戶真正需求和體驗。“作為一個普通的手機拍照用戶，我自己在拍照過程中遇到一些需求，就是3個De:更少的噪點，更好的亮度，防抖。還有更高清，讓對焦更快速。”除了拍照外，能否實現(xiàn)實時預(yù)覽，能否錄視頻？這都是用戶一直反復(fù)強調(diào)的需求。徐堅表示，以前虹軟在內(nèi)地賣的最好的算法人臉美化，以前以為這是亞洲地區(qū)的特色產(chǎn)品，但是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)自拍是全球市場的需求。

 

 

Arcsoft（虹軟）技術(shù)總監(jiān)徐堅

 

 

 

 

徐堅表示，RGB+MONO攝像頭突破了畫質(zhì)瓶頸，通過整合兩個攝像頭，達(dá)到更小的噪點和更高的亮度。未來RGB+MONO將成為行業(yè)的發(fā)展趨勢，同時Front，Rear攝像頭將會普遍應(yīng)用。

 

 

為何雙攝像頭普及慢？算法稀缺、制造難

 

 

 

華晶光電業(yè)務(wù)副處長柯泓成

 

華晶光電業(yè)務(wù)副處長柯泓成表示，目前阻礙雙攝像頭快速普及的困難主要有：第一是算法資源稀缺，第二是制造難，第三是雙攝像頭模組+算法+平臺的橋接整合。

 

 

 

 

東莞東聚代表則表示，手機空間限制、主芯片支持、模組精度、校準(zhǔn)及APP應(yīng)用都成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

 

 

 

 

作為全球領(lǐng)先的光學(xué)防抖及自動對焦系統(tǒng)解決方案提供商，愛佩儀（以下簡稱APP）總經(jīng)理洪航慶表示，雙攝像頭在量產(chǎn)中面臨的首要問題是裝配工藝。他相信雙攝像頭將成為中高端手機的主流技術(shù)。

 

 

 

 

通過算法補償，APP的雙OIS攝像頭技術(shù)可以大大提高圖像的一致性。

 

 

 

 

從目前來看，整個雙攝像頭模組的良品率非常低。只能控制在有限的一定的水平，通過APP算法對鏡頭光軸的補償，可以把良品率有一定程度的提升。

 

 

 

 

APP還擁有尺寸最小的光學(xué)防抖馬達(dá)，可以直接滿足雙攝像頭的尺寸需求。

 

 

 

 

柯泓成表示，做雙攝像頭需要先進(jìn)的軟硬件設(shè)計和高端生產(chǎn)能力，特別是需要提供精密的光軸調(diào)整和校準(zhǔn)，因此華晶目前具有Pixerl等級的精密制程和專利，自助研發(fā)出了高精度的生產(chǎn)治具。

 

 

 

 

在制造角度來看，兩個攝像頭角度精度控制必須在0.3度以內(nèi)，距離精度在0.5毫米以內(nèi)。

 

 

供應(yīng)鏈爆料：蘋果iphone7雙攝像頭+光學(xué)變焦

 

 

 

 

 

目前包括HTC、奇酷、中興的雙攝像頭手機，部分用到華晶光電的算法。

 

 

 

 

“明年美國那家公司（蘋果）要出雙攝像頭，而且是光學(xué)變焦。”東莞東聚相機模組研發(fā)團(tuán)隊介紹了雙攝像頭模組的應(yīng)用的同時還進(jìn)行爆料，他表示，蘋果明年的攝像頭還會出廣角加上望遠(yuǎn)軟件的方案。

 

 

 

 

3D建模和虛擬實景的應(yīng)用以深度為主，因為深度的精準(zhǔn)性和開放性問題。為了讓這個市場快速普及，華晶會開放API接口，讓算法公司、APP手機客戶端都可以進(jìn)行開發(fā)。

 

 

 

 

作為1996年成立于臺灣新竹的模組廠商，華晶光電目前可提供包括模組、算法、APP在內(nèi)的完整的雙攝像頭解決方案。

 

 

 

 

東莞東聚提供的多攝像頭模組方案。“雙攝像頭是一個打群架的產(chǎn)業(yè)，包括手機廠自己也在做算法，平臺廠和模組、零件廠也在做算法。必須要共同來做才能提升整個雙攝像頭產(chǎn)業(yè)。”

 

 

 

雙攝像頭不是終點，我們的目標(biāo)是相機陣列

 

其實我們開頭取消一代宗師Nokia路走偏還是不對的。2013年，Nokia就和Pelican公司達(dá)成合作，著手測試由16個鏡頭組成的陣列式攝像頭。該攝像頭采用4×4的陣列組合，每個鏡頭都可以單獨捕捉圖像，然后合并成一張照片，可以實現(xiàn)單一鏡頭無法達(dá)到的效果，比如大景深。消息稱諾基亞已開始研制搭載該攝像頭的智能手機，甚至可能已經(jīng)開始進(jìn)行相關(guān)測試。

 

 

 

 

相比傳統(tǒng)相機，由16個鏡頭陣列組成的攝像頭能夠拍攝出更大的景深空間，甚至能夠呈現(xiàn)出3D效果。通過Pelican公司獨有的圖像處理技術(shù)將16 張照片整合渲染成為一張照片。

 

陣列相機不需要VCM（微型馬達(dá)），拍攝時不需要對焦，它抓取全景深的圖像，通過CPU和圖形處理器的后處理來實現(xiàn)任意對焦需求。但當(dāng)時沒有流行起來主要有兩個原因：第一個對主芯片的運算要求太高，第二是當(dāng)時單個攝像頭的像素不高，沒辦法顯著提升畫質(zhì)。

 

但技術(shù)向前發(fā)展，以上這些瓶頸很顯然將不再是問題，未來更多攝像頭的加入，將會給手機帶來更多更新的應(yīng)用和商業(yè)模式。

 

也許，不久的將來，你的手機背后將會如同蜜蜂和螞蟻一樣的復(fù)眼，雖然對密集恐懼患者不是好事，但是這種相機在微型廣角無限景深監(jiān)視設(shè)備、內(nèi)視鏡等監(jiān)視技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，其柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計也可為其他仿生照相機技術(shù)提供新的設(shè)計思路。