手机拍摄还能这么玩用手机拍摄的 _小知识

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智东西（公众号：zhidxcom）
作者 | 云鹏
编辑 | 漠影
提起近两年，手机影像热度最高的技术，你会想起什么？
是十倍光学变焦、1英寸大底传感器，还是微云台防抖？亦或是业内大热的计算摄影让手机拥有与单反相机一战之力？
近日，OPPO在自家的未来影像技术发布会上，再次带来了四项影像重磅技术，包括RGBW捕光传感器、连续光学变焦和五轴运动防抖。另外，OPPO也再次”复习”了前不久展示的自研屏下摄像技术。

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在手机拍照方面，OPPO的理念是“轻松记录生活之美”，这话说起来容易，做起来，则需要硬件和软件技术的深度配合。
OPPO官方称，RGBW捕光传感器和五轴运动防抖将分别于今年第四季度和明年第一季度正式量产应用，这也算是OPPO对过去网友笑称其持续“PPT发布”的一次回应。
发布会后，智东西也在第一时间与OPPO影像研发总监刘谦易和OPPO屏显工程师崔志佳进行了交流，深入挖掘了几项底层影像技术背后的核心突破点，并探讨了OPPO关于手机影像技术上的一些深入思考。

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一、十年投入，从算法到硬件一手抓当下，影像能力的比拼已经成为了旗舰手机的必修课，也成为厂商技术研发硬实力的最突出体现。
过去五年是智能手机拍照技术突飞猛进的五年，手机凭借处理器的AI算力，将“计算摄影”的优势发挥得淋漓尽致，让手机获得了接近甚至部分超越专业相机的拍照体验。
而手机厂商们目前的发力重点，也从一味的“堆料”，逐渐转向拍照体验的打磨。用户对于拍照体验的要求也越来越高。
这就需要厂商从底层技术出发，通过自研和与供应链深度合作的方式实现拍照体验的提升。
【手机拍摄还能这么玩用手机拍摄的】从进入手机行业以来，OPPO对影像技术的投入已经超过十年。目前从传感器到模组再到算法，OPPO自研技术均开始部署上马。
在OPPO看来，硬件决定了手机影像的基础体验，而软件算法决定了影像体验的上限，“算法硬件化”则是OPPO认为未来影像发展的主要趋势。

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二、联手索尼，“RGBW”传感器再升级，剑指暗光人像拍摄如何让传感器捕获更多的光一直是手机拍照领域的核心主题之一，在手机拍照过程中，光线最终是被CMOS图像传感器（CIS）不过，最终将光信号转化为数字信号。
在这个过程中，传感器芯片就成为了关键硬件，在传感器领域，华为曾经通过RYYB创新的传感器像素排列方式，实现了自身独特的成像优势。
这次OPPO推出RGBW传感器技术并不新奇。其实早在2015年OPPO就在RGBW技术上做了初步探索，无奈受限于当时的制程工艺和算法复杂度，虽然传感器能实现感光度提升，但会同时也出现了色彩失准等问题。

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据了解，此次OPPO与索尼经过数年的投入和联合研发，最终将RGBW传感器带到了量产前的最后阶段，OPPO将这枚传感器称为“RGBW捕光传感器” 。
这枚传感器通过使用更先进的制程提升了算力，从而能够在本地运行更加复杂的算法模型，将新增的“W”像素带来的额外光线数据价值最大化。

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传统RGB的排列固然成像效果稳定，发展较为成熟，但相较RGBW排列而言，W像素的接入，能够输入更多光线数据，进而让进光量提升的同时，有效降低了噪点。
OPPO之所以提出“算法硬件化”，是因为OPPO是当前行业中首个将自研四合一像素算法写入传感器的厂商。

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OPPO这样做，是希望让算法能够在传感器端完成计算，而无需考虑背后的芯片平台。这样一来，即便是多型号手机之间切换不同芯片平台，也不会因为不同平台导致最终效果差异过大。
同时，将算法写入传感器内，还可以提升拍照系统整体效率，计算无需在ISP端运行，从而实现功耗的优化。
另外在传感器硬件层面，OPPO通过“DTI像素隔离技术”，在微观层面减少子像素之间的相互串扰，滤除杂讯，让数字信号更纯净，从而提升了拍照的画质表现。这也算是将传统RGBW的一个固有难题彻底解决了。

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正是通过这一系列“软硬兼施”的操作，这枚RGBW传感器可以实现60%的进光量提升，获得光线的能力增强，就意味着暗光环境拍摄更好的画面清晰度和色彩表现。

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左：传统RGGB传感器样张，右：全新RGBW捕光传感器样张
同时，得益于像素四合一技术，这枚传感器可以实现对人像肤色、细节、明暗的感知提升，从而实现更好地人像拍照效果。同时，借助传感器捕捉的“W”通道光线信号，OPPO可以减少拍照画面中的摩尔纹和伪色问题，从而优化成像。

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OPPO RGBW捕光传感器在四合一模式下，可以分解出全频W信号
这一次，OPPO也痛快地宣布了RGBW捕光传感器技术落地商用时间——今年第四季度。
今年年初，OPPO亮出了他们与索尼定制的IMX766传感器，这款大底传感器也在OPPO Find X3系列上取得了可圈可点的表现，此次OPPO再次联手索尼，也让我们更加期待这枚RGBW传感器的实际表现。
三、为什么说“零裁切”的连续光学变焦才是“真·无损变焦”？作为一个资深数码爱好者，手机长焦拍摄其实一直是一个让我“又爱又恨”的功能。
爱，是因为一部小小的手机，的确可以给我带来堪望远镜的拍摄距离，让我看到一些不一样的视角。恨，则是因为目前的变焦拍照，其实都不是“真正的光学变焦” 。
我们平时看到的单反相机，在对焦时，镜头都会前后伸缩移动，从而实现物体的“拉近拉远”，这是真实的光学变焦，是通过传感器和镜头之间“连续顺滑”的距离改变实现的。

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手机由于厚度的原因，无法塞入这样的机械结构，镜头镜片和传感器之间的距离通常是固定的，也就只能实现某些固定倍数下的光学变焦，例如2倍、3倍。而这些整数倍之间的倍数，就要通过画面裁切来实现，也就是我们所说的数码变焦。
只有镜片之间可以“连续滑动”，才可以实现真正的“连续光学变焦” 。
这次OPPO通过升级镜组、运动传感器和马达三类组件实现了连续光学变焦。

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在光学镜头硬件层面，OPPO采用了“G+P”镜头技术，通过非球面模造玻璃（2GM+5P）提升了镜头的光学性能。非球面模造玻璃的应用有助于滤除杂光、降低色散。
为了精准控制活动镜组，OPPO用隧道磁阻传感器（TMR sensor）替代了传统的霍尔传感器，提升模组内的镜组运动的稳定性和精准度。
马达是镜头变焦运动过程中的关键硬件，OPPO此次采用了导向轴结构马达，这样的结构可以提高镜组大行程移动过程中的动态倾斜角度，从而实现更高倍率的连续无损光学变焦。

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什么是“无损变焦”？简单理解，就是长焦变焦时的每一个倍数，在一个变焦范围内任意的放大和缩小，得到的任何画面都是真实的光学成像，而非数码裁切形成。
说了这么多硬核技术，连续变焦技术到底能来什么样的拍照体验改变呢？
根据OPPO给出的数据来看，这次的连续光学变焦技术可以实现等效85mm-200mm焦段的光学连续无损变焦，对于用户来说，就是手机取景器中的图像在变焦过程中一直“保持清晰”，这已经比较接近专业相机的体验了。

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传统潜望长焦与连续光学变焦实拍样张对比

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传统潜望长焦与连续光学变焦实拍样张对比
目前在长焦拍照时，当你拖动“变焦滑动条”，经常可以感受到取景器中的画面会突然“卡顿”，并在卡顿后画面色彩发生改变，这主要就是由于不同CMOS传感器的切换导致。
这次由于OPPO的连续光学变焦全程在同一枚CMOS传感器上完成，因此取景器和视频画质能够保持一致，可以避免跳焦、白平衡偏移、色彩失准等问题。

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此次发布的连续光学变焦技术也可以被认为是继2017年首次展示5倍变焦、2019年首次商用10倍混合光学变焦之后，OPPO在长焦技术上的一次全新探索和尝试。
此前，欧菲光作为国内手机镜头模组头部玩家之一，曾在去年展示过一款潜望式连续变焦镜头模组，但其体积明显较大，应用在手机端也会给厂商的机身设计造成很大挑战。
国产手机镜头龙头厂商舜宇科技在财报中也透露称，他们近期的研发成果包括3倍到8倍连续变焦手机镜头模组。有业内人士告诉智东西，目前国内手机厂商的高端镜头模组的第一供应商通常都是舜宇科技。
可以看到，连续光学变焦技术已经是上游厂商近年来聚焦的技术重点之一，而OPPO这次则让这项技术离落地更近了一步。
四、五轴运动防抖和iPhone 12 Pro Max“传感器位移”掰手腕手机拍照防抖是一个看似普通，但实际作用非常明显的功能。很多时候，当你兴奋地记录下某个精彩瞬间后，回看相册，才发现当时的照片“拍糊了”，而再去弥补已几乎不可能了。
这样的体验往往就是由于手机的防抖功能没有做好。
目前手机防抖通常分为物理层面的OIS光学防抖和软件层面的EIS电子防抖。光学防抖通过镜头模组运动或传感器位移，实时判断机身抖动的方向和幅度等参数并提供相应的运动补偿，其优势在于无需裁切画面，几乎不会影响画质。
目前传统的手机防抖做法，是单纯的在镜头端加入OIS光学防抖，并在拍摄视频时，加入EIS电子防抖并裁切画面，形成合力的防抖效果。

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但这种传统做法的弊端在于，单纯的镜头光学防抖难以支撑复杂的日常使用场景，让防抖需求难以得到满足。而EIS电子防抖在拍摄视频时，难以对高分辨率、高帧率的画面支撑。
究其原因，主要是因为电子防抖要消耗大量的算力，手机SoC性能难以支撑。这也是传统手机厂商将手机调入视频防抖模式时，难以启动4K或60帧模式的重要原因。
但OPPO此次发布的五轴防抖，提出了一个新的解决思路：在同一个模组内同时实现镜头防抖和传感器防抖，从而提升了防抖范围和实际表现。
由此看来，此前iPhone 12 Pro Max中的“传感器位移”防抖，与OPPO此次发布的五轴运动防抖，有相似之处。

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iPhone 12 Pro Max中的“传感器位移”防抖
但不同的在于，iPhone 12 Pro Max的技术原理是支持两轴（X/Y轴）的传感器防抖。而OPPO提出的五轴运动防抖，则是目前手机行业中，首个支持硬件级五轴防抖体验的技术。

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OPPO之所以将其称为五轴防抖体验，是因为传感器位移防抖本身，能够同时支持上下、左右位移，以及旋转（X/Y/Roll）的防抖体验。

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传感器上下、左右位移

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传感器旋转位移
而镜头端的OIS自身具备X、Y轴的防抖功能。

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镜头X、Y轴位移
当二者形成模组时，由于光线的变化形成位差，可以达到传统相机Yaw和Pitch轴（倾斜摇摆）的防抖体验。

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OPPO五轴运动防抖实时联动示意
根据OPPO给出的数据来看，目前五轴运动防抖能够支持最大±3°的抖动幅度，是目前业内最高。此外五轴运动防抖性能也提升了65% 。
除了防抖数据的提升，此次OPPO防抖的“细腻度”也更高。传感器防抖位移精度可以达到2μm，2μm其实就相当于一颗像素的大小，而常规镜头防抖精度约为7μm，相比之下OPPO将精度提升至3.5倍。这样一来，手机成像的画质也会更加清晰、稳定。

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另外，OPPO在同一镜头模组内同时采用了滚珠马达和记忆金属两套驱动方案，提升了结构的可靠性。
在五轴防抖技术加持下，手机镜头模组能够将不同方向、不同幅度和频率的抖动进行拆解、分配到镜头或传感器的防抖单元中，从而实现更好的防抖效果。
对于用户来说，最直观的感受，就是抓拍的成功率更高了。

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OPPO五轴运动防抖抓拍样张
结合OPPO的自研抓拍算法，这套五轴防抖技术可以在暗光环境下将快门速度提升至0.01秒，可以满足绝大多数运动场景下的暗光拍摄需求了。
同样，OPPO也明确提到，该技术将在2022年Q1正式商用。
结语：硬件决定基础体验，软件计算成为未来不论是创新的RGBW传感器像素排布，还是连续光学变焦、五轴防抖和屏下摄像技术，我们能够看到OPPO在手机影像技术上在硬件和软件层面同时发力，其中布局自研技术的战略控制点和与上游供应商的联合研发成为了主要方式。
一定程度上，这也成为了现在手机厂商在独家技术上寻求突破的一种趋势方向。
目前，“堆料”已经成为了手机影像赛道上非常关键的一环，OPPO此次发布的影像新技术在硬件结构创新的基础上，也融入了更多自研算法，形成了自己“软硬结合”的技术优势。
未来，软件算法与硬件的深入结合，也将成为智能手机影像技术发展的主流趋势之一，而在这一趋势下，单纯地从供应链采买技术这条路，显然已经走不通了。

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手机拍摄还能这么玩 用手机拍摄的

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