手機想要替代單反也只有這三種方案試試看了,複眼攝像技術

2020-12-06 旅動的心

很多人旅行的時候都有一種想法,遇到高山美景的時候既能拍出單反大片,也要精簡方便,那就是將手機單反化。這裡從民科角度來思考手機實現媲美單反功能,首先必須找出手機與單反構造不同之處找出真正的瓶頸在哪裡。而跟據仔細比較得出以下幾點不同之處:

多組鏡片

撇開多組鏡片不說,單反的鏡片組直徑遠超過手機攝像鏡片直徑,手機攝像頭其實就是一個優質的針孔攝像頭而已,所以,單反鏡頭單位時間裡接收到圖像信息量遠勝手機攝像頭 ,這是關鍵性的一步。如果把立體的景色換成一幅平面圖,只有大直徑鏡頭才可以更好地還原景深的圖像細節,才能更好的分便各像素點的色彩信息(說到這裡就是很多人總覺得單反拍的畫質好,但就是不能具體說出哪裡好的原因,因為層次表達越豐富就越接近現場。單反只是拿來做虛化就太浪費了)。而手機攝像頭由於鏡頭直徑限制,如果想要達到單反的畫質也是可以的,就是減少景物的取景有效面積,相當於專注於一個小範圍。正因如此,手機拍攝同樣的景色範圍毫無疑問其灰度、色彩解析度都要大大降低。換個角度來說,這麼點直徑收到的光信息量就算飽和了也就那麼一點點。在陽光下光線充足的時候拍照比黑夜拍照要鮮豔動人也是這個原理。鏡頭把光源信息聚焦成所需要的成像後,配套要有高解析度的感光模塊,才能充分接受到這些信息(感光模塊相當於視網膜),原理不贅述可以查專業文獻。但有一點需要說明,感光模塊能夠全畫幅接收信息是最好的,不然就得採用合成技術,銜接處稜角清晰度就會降低(肉眼察覺不到)。而目前就算微單、單反也不一定是全畫幅尺寸的,更何況手機。這樣下來,到達感光模塊後的圖像信號在手機裡跟實物對比已經相差幾個層次了,導致手機拍出來的照片更像照片而不是實物。最好的單反鏡片直徑夠大、採用全畫幅,這種底蘊拍出來的圖像景深信息量豐富也沒有太多損失,最終照片就顯得更逼真,色彩還原效果也就更好了。當然,不管是單反還是手機照片,3D的景物平面化了怎麼看還是不同的感受,眼睛所直接看到的景物是有相位差的,這個另當別論了。(要撇開數碼處理來討論)

剛才說單反鏡片直徑大,那麼手機只要做大直徑鏡片不也可以嗎?其實不然,大鏡片伴隨物鏡的焦距也變長了。還別說,目前手機除了長焦距不能集成,其它如cmos傳感器/ccd傳感器、圖像處理器等全部都可以集成了,這點手機跟單反比只要出得起價格,完全可以做到同一檔次同一效果,但就是不能將長焦距的鏡片集成啊,空間有限是硬傷。而且,我們習慣手機別有太多的凸起,以前有諾基亞還是什麼牌子的攝影手機就是裝了個可變長焦距,鏡片的直徑也有卡片機相當,投入市場可就是銷量太低了。這種簡單粗暴地將卡片機和手機結合的方式哪能滿足高品位追求的廣大用友呢?所以,現在又回歸到小攝像頭。經過對比,手機與單反只有這兩處是不可能做到相同的,而且這兩點其實也是一個問題,就是手機鏡頭不可能做到同樣大,否則必然性能相同。那麼問題來了,手機如何才能與單反性能接近呢?辦法是沒有,概念倒還有幾個:

1:手機攝像頭鏡片加大直徑,加長焦距不就可以了?但現在手機越越薄,不縮短就很不錯了,直徑加大焦距必定變長,很多手機鏡頭不得不讓鏡頭略微凸起,但無論如何最多1釐米。於是這裡推出新概念:採用反射鏡將焦距拉長。如圖:

反射式鏡頭

這兩組反射鏡畫的是平面的,實際上應該是弧面的才可以實現精準聚焦。由於機身比較長,完全可以做到長焦距了,而鏡片只能採用大而薄。

2:可以採用CRT陰極射線顯像管的原理,逆向工程實現大畫幅高解析度合成圖像。也就是說,還是採用小小攝像頭,但攝像頭是集成在一個裝有偏轉線圈的模塊上的,我們採用人工模式攝影時,啟動偏轉線圈,讓鏡頭按照程序所設定的路線,對景色進行逐行掃描。之前說過,針對於小範圍來講,手機攝像頭跟單反效果無太大差異。現在通過逐行掃描,將一幅景色分割成了成千上萬副高質量的小畫面,先後分別通過同一個感光模塊轉換後暫存在圖像處理器,再由圖像處理器進行畫面合成,出來就是一幅高清、有細節的單反級別照片了(以時間換空間)。這個原理 並不新鮮,在航天界許多遠行的深空探測器配置的照相機就是這樣分割拍攝然後再合成後發送給地球的,我們才能獲得如此高清的星河等宇宙天體照片(不一定是直接拍可見光照片,也是轉換而來的)

CRT是電子發射,用逆向工程掃描接收

這種方案可以實現單反甚至超越單反畫質,但缺點還是合成的銜接處會影響畫面銳利度。

3:採用複眼技術,近景遠超單反(遠景提升不大)

首先看蜻蜓的複眼是怎樣的?就是一隻眼睛包含成千上萬顆小眼睛。這種組合式眼睛就相當於一個相對固定的CRT景物收集器。也就是說,CRT的掃描的每個點,蜻蜓都由由一顆微小的單眼來完成取景。原理也就是很簡單了,但困難的是怎樣將這麼多小鏡片集成到一顆1cm以內的模塊上呢?答案是可以做到,但還沒做到。為什麼這樣說呢?因為美國德州一家公司十多年前就發明一項科技,就是將1024x768顆微平面鏡集成到了一英寸的集成塊上了,叫做DMD,這種逐行掃描電可控的鏡片被應用到DLP投影機上了(日本Plus公司發明的),使得超大的鐳射煞那間變成可以放在手掌上的投影機了,所以說可以做到。

DMD集成反光鏡

不能做到的是,這種複眼攝像頭雖然在工業上有所採用,但用到的是紅外光等設備,而不是民用鏡頭上,事實上,想將百萬顆以上的凸透鏡或凹透鏡集成到一英寸的晶片上,目前沒有先例,DMD產家這樣的公司才有這個研發基礎。

複眼手機
複眼手機

在這三種手機特別是複眼手機問世之前,多目手機(多攝像頭)手機是很好的選擇,將各種焦距段分工合作是個很好的想法,即使複眼手機新出來,仍然需要多個攝像來獲得遠焦。到時候,外出拍照就輕鬆得很多了。當然,那個時候單反廠家也會生產手機或者生產專業的複眼攝像頭模塊,畢竟領域更有優勢。那個時候,旅行者就可以擁有一部強大的單反手機了。

原創。以上純屬個人觀點,僅供娛樂或參考。

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