【圖吧小白教程】雙攝基本原理

手機雙攝像頭的原理講解（咕）

現(xiàn)在手機都四攝了，雙攝沒意思

簡單講講手機雙攝像的發(fā)展史

多少年以前，咱用的是諾基亞N70，當(dāng)時歐版手機有個前置攝像頭，國行沒有。歐版還支持可視收音機，雖然咱拿到手從來沒可視過。當(dāng)時咱和咱沙雕同學(xué)說自己手機有倆攝像頭時這同學(xué)壓根不信，結(jié)果看到實物才恍然大悟。這就是咱最早接觸的手機雙攝的例子

n70其實還行，當(dāng)年就有200萬像素攝像頭+30萬像素前置了，還支持2G的MMC卡（一般都是兼容SD卡），在當(dāng)年也算是拍照手機了?；瑒拥氖謾C鏡頭蓋很有設(shè)計感

后來再接觸正經(jīng)的雙攝像頭，就是安卓智能機的時代了。

當(dāng)年HTC剛出的時候真的各種玩票，什么雙攝裸眼3D之類的都整上了，那會兒手機一面整兩個攝像頭是為了拍攝裸眼3D圖片，錄制3D視頻，拍出來的照片視頻直接在手機上就能裸眼3D觀看，感覺非常不錯（就是看著有點累）

HTC EVO 3D(G17)

配備了兩個500萬像素的攝像頭，可拍攝裸眼3D視頻 高通Snapdragon MSM8x60的雙核處理器，每個核心主頻1.2GHz，HTC G17搭載了高通Snapdragon第三代產(chǎn)品，采用45nm工藝的MSM8260與MSM8660，MSM8660比MSM8260多支持了CDMA網(wǎng)絡(luò)。

這手機我小弟手上應(yīng)該還有一個呢，這會兒收二手應(yīng)該便宜的掉渣了。人有兩只眼睛，手機也有兩個攝像頭，按說是挺對應(yīng)的。然而手機雙攝拍3D實在沒什么卵用，對于畫質(zhì)沒有絲毫提升，而且裸眼3D照片也好視頻也好除了手機本身也沒別的玩意支持，所以很快就被時代遺忘了。

從那以后很長時間，手機一直都是單攝像頭的

直到華為P9那個年代，手機才再度出現(xiàn)雙攝像頭

其實這會兒手機雙攝像頭就已經(jīng)有點那個意思了

華為P9開始，華為每一代的旗艦手機都至少標(biāo)配了雙攝像頭，原因也簡單，過去的大口徑攝像頭提升像素的效率并不好，拍出來的照片該糊一樣糊，而且鏡頭還變得更長了完全從手機上凸出來了，所以當(dāng)時的雙攝手機，主要是用第二個攝像頭改善像素的

如果各位看過【8-Bit Guy】如何用黑白相機拍出彩色照片 的話就應(yīng)該大概能知道現(xiàn)在的彩色相機是用什么方法拍出來的彩色照片，和視頻中用三種濾鏡切換拍攝不同的是，現(xiàn)在的手機數(shù)碼相機是用類似CRT顯示器或者隨便什么彩色顯示器的方法來實現(xiàn)彩色圖像的獲取的：

一般的彩色傳感器都是使用RGBG 排列的拜耳陣列或其變種 RGBW 排列，在這種排列下，全色光在射入每個顏色像素點時被濾光片過濾掉其他顏色，只保留該顏色的亮度信息。

那么這種方法拍攝到的圖像，勢必會浪費手機三分之二的像素用來獲取顏色信息，如果手機上每個傳感器只記錄亮度不記錄顏色，同樣規(guī)格的傳感器像素會上升三倍，這可不是個小數(shù)目

唯一的問題是，這樣的照片是黑白的

像素雖然高，但是是黑白的

場面一度非常尷尬.JPG

所以我們怎么把照片重新上色得到彩色照片呢？用買各種顏色的濾鏡然后自己手動合成嗎？不需要，雙攝像頭的意義就在這里，通過彩色+黑白攝像頭組合使用，手機通過算法可以自動對黑白圖片上色。多虧了AI技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的手機可以不依靠過去那么強悍的攝像頭就能拍出理想的照片。有的時候我也在想，手機要是能裝備WAIFU2X之類的算法拉伸的話，高像素鏡頭就真沒那么需要了。

此外華為手機拍照還會經(jīng)常出現(xiàn)正在改善拍攝畫質(zhì),請持穩(wěn)您的設(shè)備

因為在檢測到光線不足的時候，相機強制開啟了HDR模式進行拍攝,HDR需要增加曝光補償時間，以及后期合成，所以需要穩(wěn)定設(shè)備。

HDR：高動態(tài)范圍圖像（High-Dynamic Range，簡稱HDR），相比普通的圖像，可以提供更多的動態(tài)范圍和圖像細節(jié)，根據(jù)不同的曝光時間的LDR（Low-Dynamic Range，低動態(tài)范圍圖像），并利用每個曝光時間相對應(yīng)最佳細節(jié)的LDR圖像來合成最終HDR圖像。它能夠更好的反映出真實環(huán)境中的視覺效果。

超級夜景的原理，咱之前講過了：用華為手機專業(yè)模式拍攝RAW照片 RAW直接讀取傳感器的信息，照片后期余地很大。

超級夜景原理是通過長曝光,拍攝很多張不同曝光不同ISO照片,然后通過算法實時堆棧和 HDR。通過軟件算法可以挑選不同張片中拍的最好的細節(jié)，所以咱可以拎著手機出去拍星星，過去的單攝像頭手機強如諾基亞925也是個DD

完全不是一個檔次的東西

拿個三腳架或者手可以穩(wěn)到狙擊手級別的精度，就可以拍到天上的星座。

冬季觀星

所以這會兒隨便拿個三四百塊錢收來的手機就可以有這種效果+高性能視頻解碼+HIFI 3.5mm音頻輸出，咱還是挺得勁的。當(dāng)年咱在攢錢上小米6X和撿華為P9的時候堵了一把，幸運的是我賭贏了。

原則上超級夜景不一定非得有

再往后的手機，多攝像頭就有不一樣的原理了。比如IPHONE7 Plus是用了兩個不同焦距的定焦鏡頭

還有記錄景深為目的的雙攝像頭，實現(xiàn)背景虛化和重對焦，可以先拍照后對焦

這兩種我沒有也不多說，聽說記錄景深的雙攝經(jīng)常翻車會把景物拍虛

所以總結(jié)一下，過去的雙攝基本分為以下四類：

1、彩色相機 + 深度相機（RGB + Depth），主要用于三維重建（HTC 3D）

2、彩色相機 + 黑白相機（RGB + Mono），主要提升暗光/夜景影像拍攝質(zhì)量（華為P9之后）

3、廣角鏡頭 + 長焦鏡頭（Wide + Tele），主要用于光學(xué)變焦（小米6 iPhone7 PLUS）

4、彩色相機 + 彩色相機（RGB + RGB），主要用于計算景深，實現(xiàn)背景虛化和重對焦（紅米Pro、vivo x9 這些我都不熟）

除了三維相機，其余的雙攝相機都需要雙攝像頭距離越近越好，像是咱的手機拆開一看倆攝像頭都是一根線上的模塊，非常好拆。

此外，現(xiàn)代手機還有潛望式長焦。長焦鏡頭可以拉近景物，實現(xiàn)遠處景物的高清攝影。

遠攝相機又想要長焦還不想手機鏡頭凸出一大截出來怎么辦

長焦鏡頭受手機物理限制，不可能直接拉長鏡頭，所以手機廠商創(chuàng)造性的開創(chuàng)了潛望鏡式長焦鏡頭。

然而，手機多鏡頭的情況下只有專門用來拍遠處景物的場合手機才會啟動長焦鏡頭。

對于不遠不近的景物，長焦鏡頭是和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭混合使用的，長焦鏡頭拍不到的景物就需要用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的結(jié)果直接算法拉伸，就像前文說的WAIFU2X一樣。至于長焦鏡頭也拍不好的超遠景物，也可以用算法拉伸獲得更加優(yōu)質(zhì)的數(shù)碼變焦效果。然而，這種鏡頭還是定焦的，無法和專業(yè)相機一樣實現(xiàn)大范圍的物理變焦。不過相信技術(shù)的成熟不久之后也會出現(xiàn)可大范圍變焦的長焦鏡頭。

所以到最后我們看看華為四攝都是什么攝像頭吧

華為P30 Pro搭載后置四攝，主攝像頭為4000萬像素，具有f/1.6大光圈；搭配2000萬像素超廣角鏡頭和f/2.2光圈；第三顆鏡頭是800萬像素長焦鏡頭，光圈為f/3.4，支持高達10倍混合光學(xué)變焦和50倍數(shù)碼變焦，主鏡頭和長焦鏡頭均支持光學(xué)防抖。第四顆鏡頭為ToF傳感器，用于采集3D深度信息?？梢钥吹饺A為P系列發(fā)展到P30 Pro已經(jīng)不再是P9 P10的黑白+彩色鏡頭的組合了，然而它4000萬像素的主攝像頭配合廣角鏡頭長焦鏡頭和3D傳感器已經(jīng)基本通吃市面上所有雙攝手機的性能了，如果它有耳機孔將來我們也可以蹲到它500元以下的時候收購

剛剛查了下P30 Pro 沒有 3.5mm 耳機孔，那沒事了。反正手機拍照只是一方面，另一方面和筆記本一樣要綜合考慮性能和實用性的，就像筆記本一樣。說實在的對于咱來說P9現(xiàn)在就夠用我也沒想到什么理由換P10 P20 P30之類的手機。多少人現(xiàn)在不也就一個米6堅持到現(xiàn)在。在5G全面普及之前估計我家是沒有換手機的動機和理由了，個人來說，5G手機發(fā)布之后就可以等4G手機跳水撿垃圾抄底去了，倒也不錯

至于小米10 Pro相機1億像素主攝+1顆800W超長焦鏡頭（10x混合變焦）、1顆1200W人像鏡頭（2x光變，等效焦距約50mm）、1顆2000W超廣角鏡頭（117°視角），看參數(shù)倒是不錯，但是經(jīng)過實測發(fā)現(xiàn)小米的攝像頭有點夏普那味，而且外掛5G和賣手機搭散熱器的操作即使是多年之后撿垃圾的價格也實力勸退，要知道至強咱收驍龍800的手機都是15不包郵的，大火爐確實不值錢，當(dāng)年1600像素的神機看著嚇人實際上多少年之后時間證明了它是垃圾，拍照效果糊的1P還不如同SOC的三星平板800W像素拍照效果好，而且手機散熱和平板也不一樣，平板散熱多大面積手機多大面積，手機點大火爐那真是3秒真男人當(dāng)場熱縮肛，平板堅持個把小時問題不大，現(xiàn)在也可以看一些壓制參數(shù)好的H265片源手機就GG所以那手機咱直接就給出去了。倒是體驗一把日系的感覺挺不錯，給我的印象就是這樣，對咱將來選購手機也提供了不錯的參考。所以誰說撿垃圾沒用，以史為鑒，將來撿垃圾也更難翻車了。

等我閑下來了我就去玩膠卷去，手機在我看來只是個寫文章做視頻獲取素材的工具而已，并不適合用來玩