深入分析:iPhone5S摄像头的各项改进

2013-09-14 16:03:32 网友评论0观看次数:
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文章摘要:iPhone 5S的其中一个重大改善就是它的新摄像头系统,感光元件增大了,单个像素尺寸得以提升,光圈也更大了,这些变化使得摄像头可以吸入更多光线。

  iPhone 5S的其中一个重大改善就是它的新摄像头系统,感光元件增大了,单个像素尺寸得以提升,光圈也更大了,这些变化使得摄像头可以吸入更多光线。配备两个LED闪光灯,可调节闪光灯强度和色温,为拍摄对象提供理想的照明效果。

  虽然还没有真机评测,但在看评测之前,我们可以根据苹果提供的iPhone 5S拍照样张,以及在发布会现场体验的情况来对摄像头的变化进行一次深入的分析。

深入分析:iPhone5S摄像头的各项改进

  不知从什么时候开始,摄像头成为智能手机规格的主要区别之一。随处可见手机制造商重点介绍智能手机的摄像头,其中诺基亚在这一领域处于领先的地位。HTC也用上了超级像素摄像头,甚至连Moto X也希望在滤镜下功夫,搭载了Clear Pixel影像技术。

  从iPhone 3GSiPhone 4开始,苹果就以自己的设计和规格表现出对手机摄像头的重视,并在iPhone 4S开始定制ISP,在iPhone 5内置了定制的索尼CMOS影像传感器。据统计,iPhone摄像头在Flickr图片分享网站中的使用率排行第三,证明其对用户的重要性。

  智能手机摄像头的进化以及发展方向在摄影界中是不寻常的。作为一名摄影师,我很有兴趣研究哪一款设备的摄像头使用体验最佳,iPhone常常是我的第二选择。

深入分析:iPhone5S摄像头的各项改进

  对于iPhone 5S摄像头的变化,有几点引起了我的兴趣。要想提升像素尺寸,要么就是用相等大小的感应器但需增加像素数量,或者保持相同数量的像素,但减小感应器和光学组件。苹果选择了跟HTC一样的策略,走了第三条路。苹果增加像素尺寸到1.5µm,同时保持像素数量,那样就必须增大感应器。

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  看到苹果发布会屏幕上打出的“bigger pixels=better picture(更大像素=更好的照片)”,看到苹果与HTC一起不走寻常路时,我对iPhone摄像头的未来感到一片光明。增大像素尺寸的确更好,但对于行业来说同时更难改善照片质量、低光敏感度、信噪比。别忘了我这里说的是像素间距,所以苹果从1.4µm提升到1.5µm真正意味着像素区域增大14.8%。算一下就会发现,苹果从相对标准的1/3.2”CMOS传感器大小改为大约1/3”的大小,跟HTC One的一样。增大传感器的大小,像素尺寸在低光敏感度、噪点和动态范围方面就真的会有很大的差别了。

  目前还不清楚关于iPhone 5S摄像头元件的细节,但既然苹果能让索尼为它定制iPhone 5的CMOS,就不难让索尼为iPhone 5S再定制传感器。

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  同时,光学设计也得到了改善,增加了光线吸入的量。iPhone 4S和iPhone 5的光圈为F/2.4,iPhone 5S改为F /2.2。我曾期待是F/2.0的光圈,跟诺基亚、HTC的一样,不过F/2.2或许是避免出错的合理选择,不会出现其他摄像头容易出现的杂散光问题。iPhone 5就存在杂散光问题,导致拍出来的照片偏紫。那是F/2.4光圈的问题,人们错误地以为是iPhone 5摄像头外围的蓝宝石玻璃导致的偏紫,其实那层玻璃是无色的。iPhone 5S的光圈还会不会出现这个问题,需要等真机到顾客手里了才知道。

  焦距有了微小的变化,从iPhone 5的4.10mm提升为iPhone 5S的4.12。传感器大小和裁切系数的不同,也让iPhone 5和5S的等效焦距有所不同,iPhone 5的是33mm,iPhone 5S的是29.7mm,iPhone 4S的是35mm。

  为了降低摄像头模块的z高度,许多智能手机制造商往往要把焦距缩短,大多在28mm或更低的幅度徘徊,焦距短但视角广,在上市的时候把广角焦距当做一个卖点来吹嘘,这很可笑。苹果一直保持30mm的焦距,这一次不得不承认,iPhone 5S的确会比iPhone 5视角更广。理论上来说,35mm的标准焦距是最理想的。

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  至今为止,最显而易见又最常被谈论的iPhone 5S成像系统新变化就是那两个True Tone闪光灯,真正是由两个不同色温的LED闪光灯组成的一个系统。LED的光谱较窄,所以会导致奇怪的显色性(就好比LED灯泡或CCFL灯管较低的显色性指数)。另外,白LED闪光灯跟氙气闪光灯比起来,会有一种蓝色的冷色调。解决办法是添加另一个色温,混合两个闪光灯,获得跟拍摄场景吻合的理想色温。我实际上在今年的移动通信世界大会上看见到NVIDIA在他们的Tegra 4平板采用了两种色温的LED闪光灯,其他硬件制造商也在谈论这一特性,只不过苹果是第一个将它推向市场的。

  在发布会结束后,我试了下双闪光灯与智能软件,计算准确的闪光幅度以便符合拍摄场景的色温,然后以恰到好处的色温拍照。拍出来的照片在显色性和色温方面的确有改善。

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  最后是ISP和视频录制的改善。iPhone 5S的ISP有很大的改善,但是SoC ISP是行业机密,我们无法获知里面到底有什么样的新东西。苹果声称新的ISP改善了自动白平衡、自动曝光、新的本地色调映射、新的自动对焦矩阵测光、自动选择最清晰的图片。还有添加了连拍模式,一秒钟能连拍10张。

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  在视频录制方面,iPhone 5S支持120帧速率的拍摄,也带有一个“慢速模式”的选项,能拍摄720p120的视频。这个模式下录制视频看起来很正常,但在回放UI有两个按键,允许你以300FPS的速率播放120FPS的视频,速度是原始视频的1/4。不过不清楚5S本身还有没有保留原始视频,希望如此。

  iPhone 5S取消了的是OIS(光学防抖技术),我不认为这会是5S的卖点,所以不奇怪苹果会取消掉。诺基亚、HTC、LG都有在使用。对iPhone来说没有OIS并非世界末日,苹果选择了自动图像防抖,将多张图片的清晰部分整合成一张清晰的图片。这种技术在光线好的条件下很有帮助,但还是不能从根本上解决弱光的模糊问题。

  目前还不清楚2x2的像素合并是否还应用于5S上,但是720p120视频录制要求更高的敏感度更高的帧率,如果取消了反而令人感到奇怪。

  从苹果在官网提供的拍照样张来看,没有一张照片超过ISO 100的,事实上大部分都在ISO 32,降低噪点,曝光时间也很快。但是苹果没有提供足够多的室内弱光照片,所以很难判断闪光灯是否有改善。

  总的来说,5S的摄像头系统得到如此多的改善,我感到非常高兴。同时也看到未来智能手机摄像头更趋向于增大像素,因为苹果和HTC都倾向于往这一方向发展,这是很令人欣慰的。另外,双LED闪光灯有是另一个低光拍摄的改善,高帧率视频录制仍有机会实现1080P60。对于拍摄界面的改变,我 很高兴苹果终于解决了图片预览时的显示比例问题。

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