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结构、原理
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像素是构成数码影像的基本单位,通常以像素的每英寸的PPIpixelsperinch为单位来表示影像分辨率的大小;
从硬件方面来讲,如果传感器面积不变,而单纯提高像素,高像素密度的传感器相对对于低像素密度的传感器在拍照时更容易产生大量噪点
像素≠成像质量;
像素密度大→噪点多→影响清晰度
改善方法:增大单个感光像素面积→减小像素密度
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CCD成像好,价格高,功耗大,不适合手机
CMOS大部分手机摄像头分为:普通式、背照式、堆栈式;
普通与背照式区别
背照式对换了感光层与基质的位置,使感光层直接与透光面接触,减少了中间环节光线的损失,并且在透光面上每个对应的像素表面都改为透镜的形式,更集中地汇聚了外界的光线到对应的像素点上,减少了像素之间多余的光线干扰也简称增加了开口率;
在弱光环境下,提高约30%—50%的感光能力,能够在弱光下拍摄更高的质量的照片;如下图
搭载背照式摄像头的手机有iPhone4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i等如下图
背照式与堆栈式区别
堆栈式实际是背照式的改良,原来传感器里的信号处理电路放到了原来的基板上如下图
优点; 1、在较小的芯片尺寸上行成大量的像素点,体积做到更小;
2、加入了RGBW的编码技术,就是是由原来的R红,G绿,B蓝 三原色像素点中再加入W白像素点来提升画质,
3、堆栈式传感器更加支持硬件HDR功能,能够精确地单独控制每一 行像素的曝光时间,从而在传感器层面上就实现原生的高动态范 围渲染,有别于之前的软件HDR技术,照片生成的速度更快,而 且可以实现HDR录像;
使用堆栈式首款OPPO Find5如下图
镜头参数
焦距,
焦距是指从镜头的透镜中心到成像面也就是感光元件的距离如下图;
光学变焦
实际焦距通过镜组移动获得改变的变焦方式,受限于手机体积,一般手机不会采用光学变焦,除个别——三星GalaxyS4Zoom如下图;
数码变焦
数码变焦不改变镜头的实际焦距,而仅是通过软件手段将画面强行放大,带来画质的严重劣化;
广角镜头
焦距短,配备广角镜头的摄像头厚度薄,很多厂商都乐于选择广角镜头
缺点;越是广角的镜头也就是焦距越短,其畸变以及对画面产生的几何形变越是严重,所以这样的镜头如果离被摄者比较近,那么拍出来的形象并不会好看,倒会显得画面中央位置的鼻子或者嘴巴很大
自动对焦
摄像头搭配的系统自行进行对焦工作
手动对焦
用户手动调整相机镜头对焦环或成像设备手动对焦选项
许多用户将在拍照应用界面上由用户点选焦点的过程误认为是手动对焦,实际上虽然用户选择了成像焦点,但让该点清晰呈现的过程仍是系统自动进行的,所以这显然是自动对焦;
光圈
光圈是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面的光量的装置,而光圈大小用F值表示,F后面的数值越小,光圈越大,进光量越多,画面比较亮,在较暗的环境下拍出的照片
效果好,F=镜头焦距/镜头有效口径直径光圈如下图
目前较好的手机摄像头镜头光圈一般都达到了F/以上
光圈与快门速度的关系
照片的亮度可以通过快门、光圈、ISO来控制,而提高ISO往往会增加噪点;在弱光环境下,我们一般通过大光圈或更慢的快门来获得理想的照片亮度;而过慢的快门速度容易拍出抖动的照片,特别对于手机来说,先从光圈改变比较好;
在同样的弱光环境中,更大光圈的手机可以获得更高的快门速度;例如1/33与1/20,可以获得相近的照片亮度,前者快门速度更有利于稳定拍摄;
光圈与景深
所谓景深,就是当焦距对准某一点时,其前后都仍可清晰的范围;它能决定是把背景模糊化来突出拍摄对象,还是拍出清晰的背景;简单来说,景深小可以拍出背景虚化的照片,景深大可以拍出清晰的背景;而光圈跟景深的关系是,光圈越大景深越小,光圈越小景深越大;
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vivoXshot实拍样张
注:景深还有物距对焦距离、焦距有关,影响程度,物距焦距光圈
镜片
机摄像头的镜片是另一影响画质的重要因素;手机摄像头当中的镜片可分为塑胶透镜和玻璃透镜; 玻璃透光性以及成像质量都具有较大优势,但玻璃透镜成本也高;镜片越多其过滤掉的杂光也就越多,事物的还原性也就越好;
采用5P镜头与6P镜头的样张对比OPPOFind5—5P,OPPON1-6P
OPPOFind5OPPON1
5、ISP
图像信号处理单元芯片,英文名为ImageSignalProcessing,可以称作为相机的大脑,它分为独立与集成两种形式,在自动对焦,过滤图像中的杂讯,人脸识别和自动场景识别等多个功能当中,都离不开ISP发挥作用;
常见的拍摄样张参数
色温
各种不同的光所含的不同色素称为“色温”;色温的单位为K开尔文,通常所用的日光型彩色负片所能适应的色温为5400K-5600K;灯光型A型、B型所能适应的色温分别为3400K和3200K;
色彩饱和度
色彩的纯度,纯度越高,表现越鲜明,纯度较低,表现则较黯淡,色彩饱和度表示光线的彩色深浅度或鲜艳度,取决于彩色中的白色光含量,白光含量越高,即彩色光含量就越低,色彩饱和度即越低,反之亦然;其数值为百分比,介于0-100%之间;纯白光的色彩饱和度为0,而纯彩色光的饱和度则为100%;
对比度
投影图像最亮和最暗之间的区域之间的比率,比值越大,从黑到白的渐变层次就越多,从而色彩表现越丰富;对比度对视觉效果的影响非常关键,一般来说对比度越大,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽;而对比度小,则会让整个画面都灰蒙蒙的;高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助;
白平衡WhiteBalance
在不同光源下,因色温不同,拍摄出来的相片会偏色;如色温低时光线中的红,黄色光含量较多,所拍的照片色调会偏红、黄色调;色温高时光线中的蓝、绿色较多,照片会偏蓝、绿色调;
白平衡调整功能
白平衡调整功能的作用与彩色摄影时加色温转换滤色镜的作用是类同的,目的是得到准确的色彩还原;
读懂手机摄像头参数
opticalsize1/ 传感器尺寸单位英寸
arraysize 像素
Pixelsize 单个像素点尺寸——越大越好
Sensitivitye-/lux-sec
SNR10lux 信噪比——越大越好
FFfps 帧数——越大越好
4k2kfpsCropped
1080pfpsBinging
Modulesizemm 模块大小