90% 用户都不知道？手机拍照冷热知识科普

Aim_yuan

移动拍照，没性能圈那普适性的评价方法（性能与功耗），也没音频圈那么玄学，但却依然很 " 黑箱 "，用户对操纵过程一无所知，因此也攒下了许多误解和冷知识。

这次就为各人解答一些移动拍照的一样平常疑问和冷热知识，联合之前的《简朴科普：盘算拍照 " 算 " 的是什么？》科普食用，结果更佳 。知道之后，将得到 " 你已逾越天下 90% 用户 " 认证。
镜头
手机镜头险些都是塑料 / 树脂材质。
8P 镜头的 "P"，不是 " 片 " 的拼音缩写，而是 Plastic 的英文缩写，中文叫塑料或普拉斯提克。
1G6P 镜头的 "G"，是 Glass 玻璃的缩写。Redmi K40 游戏加强版、vivo X70 Pro+、vivo X80 Pro、小米 Civi 2 等部门呆板在用。
手机上用玻璃镜片，焦点用处实在是低落厚度和低落装配难度，其次才是玻璃能耐高温可以上更多层镀膜。1G6P 的结果与 8P 靠近，但透光率更高、厚度更低，唯一缺点是贵。
联名与自研芯片

为什么松下 CM1、华为、夏普、小米的手机都看不到徕卡的 " 可乐标 "？这是徕卡的锅，其要求有可乐标就不能同时出现手机厂 logo，以是各人只会用徕卡的笔墨标。
徕卡是多栖登岸的 " 渣男 "，互助厂商不可胜数，近代就有松下、华为、夏普、小米、Insta360、坚果投影、海信投影等等等等
OPPO 实在也实验过和蔡司互助，但没谈成，而徕卡则是被小米争先了，末了只能和一加 " 共用 " 哈苏了（这条算八卦）
2005 年，诺基亚 N 系列开山之作 N90 就首发了卡尔蔡司镜头，比 2021 年带蔡司小蓝标的 vivo X60 系列早 17 年。
华为和徕卡分手后，出了本身的影像品牌 XMAGE，有人说是手机厂颠覆相机联名的大山。但实在诺基亚在 2012 年初就有本身的影像品牌 PureView（纯景），首发机型就是台甫鼎鼎的怪物——诺基亚 808 PureView。
为了盘算拍照，Google 在 2017 年的 Pixel 2 系列上，搭载了和英特尔互助计划的 Pixel Visual Core，同代的另有华为海思的 NPU、增长 " 仿生后缀 " 的苹果 A 系列芯片，多年后的 vivo V1+、OPPO 马里亚纳 X，它们的初始焦点用途满是搞盘算拍照。
自研 ISP，从前属于一个听起来那么高档的范畴——外挂 ISP。不要怪各大厂都搞自研 ISP，由于高通、联发科的集成 ISP，性能真的不敷用。
2012 年的 HTC One X 就有 ImageChip 图像芯片（能每秒 5 张连拍、一次 99 张连拍、录像时也能照相），比 vivo、OPPO、小米的自研 ISP/NPU 早了 8 年有余。
传感器

主传播感器的尺寸比例对比↑
数码相机，是胶卷相机大佬柯达在 1975 年发明的，末了把本身干趴了。
2019 年主流的 1/2 英寸传感器 IMX586，只比 2018 年主流的 1/2.3 英寸传感器 IMX363 大 5%（由于在 1/2.3 英寸上下，" 每英寸 " 分别对应 16mm 和 18mm）。
同样是 1/2.3 英寸，差别 CMOS 间有 14% 的面积差别（ImX377 对 IMX230）；同样是 1 英寸，差别型号间也有 12% 的差异。
弱光噪点重要由蓝色像素贡献。裸片硅在可见光波段的光电转换率是峰值的 20%-60%，对 1000nm 红外光到达峰值，另一端的蓝光只有峰值的 15%。
传感器不能无穷做小，由于赤色光波长范围在 620 – 750nm（即 0.62 到 0.75 μ m）之间，亚波长尺寸的子像素，结果会降落很显着。
如今最小的单元像素尺寸已小于理论极限。三星 2 亿像素的 HP3 传感器，单元像素已经压缩到了 0.56 μ m，豪威也有同尺寸的传感器，但如今都没有量产机搭载。好消息是，这些传感器默认都是 4 合 1、9 合 1 输出，一样平常等效 1.12 μ m 和 1.68 μ m，离物理瓶颈还很远，但高像素模式就根本废了。
同是 0.64 μ m 的 2 亿像素 HP1、1 亿像素 HM6、5000 万像素 JN1，都是各自像素级别的羞耻，0.56 μ m 的结果真的不堪假想。

索尼传感器最小的单元像素尺寸是 0.8 μ m（IMX586/582/598、IMX686/682、IMX709/787 等），为何索尼没有像三星和豪威那样跟进小像素？由于索尼工厂的制程太落伍，无法低成当地把 CMOS 的单元像素做小（三星和索尼焦点传感器都是本身生产的，豪威和索尼部门产线是找代工）。以公开信息中的豪威 Purecel Plus 传感器为例，单元像素 1 μ m 用的是 45nm 工艺，0.8 μ m 用的是 28nm，然而索尼本身的厂，会合在 40nm 以上……
传感器是色盲，只能感知光线强弱，不能分辨颜色。现实操纵中，是用红绿蓝 3 颜色的滤光片（对应常见的 RGGB 拜耳阵列，但也有 RYYB 等其他方案），让单个像素记载 3 原色中的一个，捐躯了 2/3 的像素数目去调换记载颜色的本领。效果 100 万像素的屏幕会有 300 万个子像素，而100 万像素的 CMOS 只有 100 万个 " 子像素 "。我们平常看到的照片，2/3 的信息都是去马赛克 ( Demosaicing ) 算法插值、猜色重修的效果。
当代传感器滤光片最常用的 Bayer 拜耳阵列，就是柯达科学家 Bryce Bayer 发明的。
但滤光片分列在理念上没有所谓的最优解。最广泛的 RGGB 分列（也有比力常用的 GBRG/GRBG/RGGB，上风是几十年的积聚，色彩准、易调，但光线丧失大）、有华为在用的 RYYB（Y 是黄色的意思，进光量大，但易偏红和高光溢出）、OPPO 爱用的 RGBW（W 是白色，即无滤光片，进光量大，但色彩淡）、RWB（索性绿色都由无滤光片的白色取代，色彩也是题目）、MONO（好坏，最大进光量，但好坏）。
ToF 镜头（Time of Flight，飞行时间）没那么高逼格。当年的激光对焦就算是 ToF 的一种，2014 年的 LG G3 就有了，厥后华为 P9、HTC M10 等大量机型利用（当年意法的 ToF 传感器有用间隔只有 2 米），后因双查对焦遍及而渐渐被消灭。更 low 的 ToF 实现，是间隔感应器（控制打电话和口袋里主动灭屏谁人），2016 年的 iPhone 7 就在用了。
算法 / 盘算拍照

手机上的盘算拍照并没有那么遥不可及，本质照旧把相机老法师手动 / 半主动的照相方法和后期修图，举行主动化和硬件化。
从前手机照相会有黑屏 " 咔嚓 " 一下的缘故原由（如今根本不存在了）：CMOS 有预览和照相模式，为了省电和低落 ISP 压力，前者大概是 1080P，乃至大概是 720P 的。按下快门那下短暂黑屏，是 CMOS 转去照相模式，导致预览视频流短暂停止的效果。
几年前，Google 相性能移植到各种手机上（成为小米 6 的 " 末了一块拼图 "），是由于其时后期处置惩罚管线对硬件依靠不强，底子版本只要支持 Neon 就能跑，但非官方装备没有对应的校正（降噪模子等），大概会出现涂抹力度过轻或过重、偏色、还无法到达最佳的结果。
如今大部门主动夜景的样张，其 exif 信息中的快门时长不再有参考性（几秒钟的夜景，效果快门表现 1/4 秒）。其表现的不是多帧合成的总时长，而是长曝光帧 EV0 精确曝光的样张快门速率。
HDR 算法会低落精致材质的质感（如毛发、线条等麋集纹理），多帧合成的帧数越多，翻车几率越大，以是 Google 和许多厂商在光线好时，HDR 是 2 帧合成的（苹果 Smart HDR 是 9 张，Google HDR+ 是 2-8 帧）。
固然如今盛行自研照相算法，但算法供应商依然是大头。闻名供应商有虹软科技（100 亿市值，21 年营收 5.7 亿，2.7 亿研发，444 人研发）、商汤（300 亿市值，2000 人）、旷视科技（市值 200 亿，总数 1400 人）、Core Photonics（以色列，市值 2.5 亿，50 人研发）和 Morpho（日本，研发职员未知，7.6 亿市值）
手机算法值多少钱？在虹软 19 年财报曾有提及，计件模式下，均匀每台手机算法费用 0.55 元……
一样平常利用

为什么相机一开，背景的 app 就没了？
由于相机 app 真的很吃内存。手机大厂为了做多帧合成 + 零延时延时快门，相机打开后就在不绝照相，按下快门后会把近来的 2-15 帧送去做多帧合成（苹果 Smart HDR 和 Deep Fusion 一样平常都是 9 张）。跑进 RAW 域（笼统明白为，从 jpg 文件到 RAW 文件）的图片处置惩罚流程，加上各种算法模子，以及部门机型那构造枪一样的快门相应，内存不爆就有鬼了。
反过来，要不是盘算拍照巨大的内存需求，抠抵家的苹果也不会让 iPhone 从 2017 年的 3GB 涨到如今的 6GB。如许骗本身，心剖析惬意点（苹果只用 9 合 1，没有往上堆，一来是功耗和内存顶不住，二来是边际效用递减，以及样张太多就更难对齐，轻易糊片）
都说安卓照相比苹果好，但为什么安卓机发的朋侪圈比苹果差？由于张小龙。安卓版微信对图片压缩更猛、分辨率更低。张小龙！！！
安卓第三方 app 照相或录视频不如原生相机好？由于第三方 app（包罗用微信内置的照相和录像入口）无法 / 没去调用原生相机的算法，乃至会用预览画面来输出视频，不糊才有鬼（因此改善第三方 app 的影像结果，也成了 2017 年 Google Pixel Visual Core、2021 年 OPPO 马里亚纳 X 等外挂芯片的目的之一）。
拍视频的视野为何比照片小？由于录像没调用全部像素，以常见的 4:3 1200 万像素传感器为例，4K 16:9（比例这里丧失一道）录像单帧只用了 1200 万像素中的 829 万像素，8K 视频只用了 4800 万模式中的 3318 万像素，视野天然会小一圈。理论上可用归并采样、超采来制止视角缩水，但算力和功耗要求太高。
近几年全部旗舰手机，连拍时都大概由于处置惩罚不及而偶然出现几张没算法处置惩罚的 " 废片 "，俗称 " 夹生 "。iPhone 环境很稍微，但安卓旗舰比力显着，连拍或抓拍时，要爱惜前几下快门，前面都拍不清，背面大概率也是糊的。
即便是在 2022 年，绝大部门安卓旗舰，都会由于发热题目，根本无法对峙 30 分钟的 4K 60fps 录像（结果就更别提了）……而相机的 30 分钟视频拍摄限定，不是防止过热，而是制止收支口时被归类到摄像机，后者的关税更高（固然确实有不少相时机过热）。
把握大量可作为谈资的拍照冷 / 热知识，乃至报了 68888 元的大家班学了一个疗程，想着在用饭和集会时大概能用上，这是怎样一种体验？
答：就像昨晚梦到和女朋侪分手，我哭得很惨，第二天醒来想起本身没有女朋侪，哭得更惨了