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不能只拼硬件,提升手机拍摄质量的技术有这些

太平洋电脑网?? 2015年10月14日 ?? 收藏0
  随着手机相机性能的突飞猛进,手机拍照摄影开始进入了人们的日常生活,人们对于手机拍照功能的诉求也越来越多。 尤其对于那些手机摄影爱好者来说,更高的像素、更大的光圈,这类单一的硬件提升已满足不了需求。很多时候厂商都不断向消费者推广高像素,大光圈或者是采用 了某大的厂最新传感器,在枯燥的参数面前有时候会让我们感到麻木,难道提升拍摄质量只能拼硬件参数?下面聊聊手机当中拍照的“软实力”。

HDR
HDR

功能

  HDR这个词想必大家可能都不陌生,几乎所有的手机相机软件都可以开启这一功能,但大部分人可能只是听过用过,可能只是简单的认为HDR就是让照片变得更加好看,但究竟开启HDR好在哪,开启了和没开启HDR又有什么不一样,何时才应该开启HDR呢?

  HDR英文全称High Dynamic Range,中文直译为“高动态范围”。HDR技术可以克服多数相机传感器动态范围有限的缺点,并将图片色调控制在人眼识别范围之内。它能将多张曝光不同 的照片叠加处理成一张精妙绝伦的图像。HDR简单的说,就是让你的照片无论高光还是阴影部分细节都很清晰。再说明白点,就是当你拍摄光比比较大的作品时, 缩小光比,营造一种高光不过曝,暗调不欠曝。让亮处的效果鲜亮,而黑暗保留更多的细节,能分辨物体的轮廓和深度,而不是以往的一团黑。

HTC E9+拍摄样张(点击查看原图) HDR关
HTC E9+拍摄样张(点击查看原图) HDR关

拿HTC E9+来说,当我们开启HDR功能后,通常会连拍3张照片,这三张照片的曝光情况会有不同,分别是欠爆、正常曝光和过曝,然后会将这三张照片合成一张。通过HDR合成后,可以提升照片暗部和亮部的细节表现。

HTC E9+拍摄样张(点击查看原图) HDR开
HTC E9+拍摄样张(点击查看原图) HDR开

 当然,HDR并不是总会有效,如果光线本来就很好,画面中又没有细碎的高光,那么HDR将会导致的结果就是:画面颜色变淡,也没有更多的细节可言,照片整体层次感下降,所以HDR不能随便开,要视情况而定。

   多帧降噪

  图像噪点也是影响图片质量的重要因素,我们平时用手机所拍摄的照片如果正常大小查看的话,也许注意不到什么。不过,如果将原图像放大,那么就会出现本来没有的颜色,这种假色就是图像噪点。因此,噪点过多会造成图像的细节表现缺失,最终导致图像整体质量下降。

一加手机2
一加手机2

针对以上问题,越来越多的手机相机中加入了为解决图像噪点问题的多针降噪功能。市面上,例如一加手机内置的“画质加”功能,该模式和索尼手机拍摄选项当 中的手持夜景一样,利用多帧合成的软件算法进一步增强拍照效果,虽然像素上没有提升,但大大降低了图像噪点,整体图像细节更加清晰准确。

索尼Xperia Z3+
索尼Xperia Z3+

从索尼的手持夜景模式来看,在这一模式下进行拍摄时,会记录几帧叠加图像,并将其优化合成为一张照片,有效减少噪点,带来更清晰的夜间成像。当然,索尼的手持夜景模式也有个小缺点,那就是拍摄完成之后需要等待一段时间让手机进行数据处理,最终得到合成的样张。

   Retina Flash

  对于大多数用户来说,手机拍照的最常用功能应该算是自拍功能。不过由于像素、成本以及外观设计等原因的限制,手机前置相机很难做到和后置一样。因此,前置相机成像的优化更多从软件入手,例如:提升背景亮度,加入美颜功能等等。不过,到了夜间光线较昏暗时,前置相机基本处于半瘫痪状态。

Retina Flash
Retina Flash

为了解决此类问题,新发布的iPhone 6S带来了一项黑科技——Retina Flash技术。苹果这次摒弃前置补光灯,两款全新的iPhone创新性地令屏幕成为了另类的“自拍补光灯”。先通过预闪检测亮度再根据周边环境光线闪 光,三倍于正常亮度的光线能令面部细节展现更充分。对于夜间拍摄效果有了显著提升。加上提升至500万像素的前置摄像头,可以说使得iPhone 6s/6s Plus在手机拍照技术上的领先优势更加明显。

数字防抖
数字防抖

 防抖技术中,一直有“真防抖”和“伪防抖”两大派系。数字防抖技术就属于一种典型的“伪防抖”技术。是目前手机相机中使用最广泛的技术,数字防抖技术主 要依靠软件算法实现,主要有以下这么几种原理:像素合并算法,这是一种较为简单技术,其原理是将图像原本的几个像素运算处理后合并为一个像素,就像平时我 们看到一张比较模糊的大图片在缩小后观看时就会觉得相对清晰一样。通过这种方式将抖动产生的位移“隐去”。但该方法图像细节要差些,并且会无法进行大尺寸输出。

vivo Xshot(光学防抖);iPhone 5s(电子防抖)
vivo Xshot(光学防抖);iPhone 5s(电子防抖)

 还有一种是加权修正算法,实际上是在前者的基础上改进而来,由机内图像处理芯片对抖动造成的模糊画面进行像素合并后再“脑补”——这有点类似通过像素插 值将一张1000万像素的照片变为1500万像素一样。其实就是先缩小提高清晰度消除抖动模糊,再放大图像进行还原。虽然有些进步,但照片细节仍然会收到 严重影响,尤其是在色彩过渡和低反差图像的部位,经常出现大块的数码补全痕迹和不自然的过渡,要么就是丢失细节。

  众所周知,数字防抖技术运用的最好的是iPhone,在iPhone 6 plus以前,甚至是iPhone6都在使用数字防抖技术。iPhone的数字防抖技术主要是依靠高速拍摄多张照片,然后通过软件算法挑选出对焦最实的一 张,做成成片的技术,这在苹果iPhone中大量采用,也是苹果在未使用光学防抖时主要的软件提升画质的手段。

   总结

图1 系统的总体框图

手机拍照画质的提升手段会随着科技的进步越来越多样化,那些非常规的手段随着时间的推移也会普及开来。在硬件提升到达瓶颈时,从“软实力”入手,既能提升成像质量,还能有效降低生产成本。


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