隨著背面裝了雙攝像頭的iPhone 7 Plus的問(wèn)世，在很多手機(jī)粉（尤其是果粉）眼里，這樣的設(shè)計(jì)成了手機(jī)的帶有重大意義的新“標(biāo)配”，認(rèn)為高質(zhì)量手機(jī)攝影的全新時(shí)代正在到來(lái)。

　　但是，蘋(píng)果這一“標(biāo)配”其實(shí)不是什么新的東西，有的廠家的智能手機(jī)已經(jīng)使用雙攝像頭好多年了。那么，到底為什么蘋(píng)果公司還要設(shè)置雙攝像頭呢？這個(gè)設(shè)計(jì)是不是會(huì)成為你最想要的手機(jī)功能呢？

　　設(shè)置多個(gè)攝像頭的4個(gè)理由

　　我們先來(lái)看一下iPhone 7 Plus發(fā)布之前，雙攝像頭手機(jī)到底是用來(lái)做什么的。

　　翻一下智能手機(jī)的歷史，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在手機(jī)的背面設(shè)置多個(gè)攝像頭，有4個(gè)理由：

　　第一，拍攝“3D照片”。

　　HTC EVO 3D的這個(gè)想法可以追溯到2011年，不但帶有一個(gè)3D攝像頭，還帶有一個(gè)3D顯示屏。雖然這個(gè)概念不錯(cuò)，但是出來(lái)后就被很多用戶(hù)看作是噱頭，認(rèn)為實(shí)用價(jià)值不大，很快就在市場(chǎng)上消失了。

　　幾款LG Optimus 3D拍照手機(jī)的命運(yùn)也很類(lèi)似。2012年，這幾款手機(jī)曾經(jīng)散到了世界各地，想通過(guò)3D拍照效果來(lái)吸引用戶(hù)，甚至在LG的平板電腦里也作了這樣的配置。但是，制造商很快就放棄了這種手機(jī)的生產(chǎn)，取而代之的，是以每年增加像素?cái)?shù)作為目標(biāo)。于是，多攝像頭拍照手機(jī)又回到“休眠”狀態(tài)。

　　第二，作為深度相機(jī)。

　　到了2014年，HTC提出一個(gè)非常類(lèi)似的雙傳感器概念。背后帶有雙攝像頭的HTC One M8的問(wèn)世，又吊起了人們對(duì)于雙攝像頭手機(jī)的胃口，并激起了對(duì)這種手機(jī)的興趣。之后不久，一些廠家也推出了這類(lèi)手機(jī)，包括華為的榮耀6 Plus（2014）和更近的小米公司的紅米Pro手機(jī)（2016）。

　　這些雙鏡頭相機(jī)可以用我們的眼睛一樣的方式，看到圖像深度和3D。用兩個(gè)攝像頭“眼睛”來(lái)看的話(huà)，需要計(jì)算任何場(chǎng)景下的“景深圖”。第二個(gè)輔助攝像頭的功能就是記錄景深數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)“先拍照后對(duì)焦”的功能。

　　“深度相機(jī)”的最大問(wèn)題是處理質(zhì)量參差不齊。如果你想拍攝一個(gè)不規(guī)則形狀的物體，拍完后看上去可能是邊緣成鋸齒狀的圖像，甚至多出邊緣線(xiàn)。輔助深度計(jì)算的傳感器一般具有較差的質(zhì)量，因此無(wú)法提高拍攝質(zhì)量。就像3D攝像頭一樣，深度相機(jī)后來(lái)也被看作是一個(gè)噱頭而沒(méi)有得到市場(chǎng)認(rèn)可。

　　有的智能手機(jī)如HTC One M8使用它來(lái)模擬可變光圈，這意味著改變讓光線(xiàn)通過(guò)的透鏡的孔徑大小。而除了一些老的諾基亞手機(jī)之外，幾乎每臺(tái)拍照手機(jī)上只帶固定光圈。如果光圈做得很大，可以讓圖像的背景變得模糊，只把焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)與你所要的拍攝對(duì)象。傳感器尺寸越大、單像素面積越大，畫(huà)質(zhì)越好。一個(gè)全幀傳感器的面積，要比拍照手機(jī)所用的傳感器要大50倍。只有使用這種大面積的圖像傳感器，才會(huì)拍攝到專(zhuān)業(yè)級(jí)、具有藝術(shù)感的攝影效果。

　　第三，使用計(jì)算攝影技術(shù)。

　　華為公司前些日子推出了P9智能手機(jī)，配置了雙鏡頭，大大改進(jìn)了圖像處理的性能。這次，P9配置雙攝像頭的目的已經(jīng)不再是作為深度相機(jī)。蘋(píng)果iPhone 7雙攝像頭也和P9具有類(lèi)似的應(yīng)用。?

　　這就是采用雙攝像頭的第3個(gè)理由，利用這幾年興起的所謂“計(jì)算攝影”（computational photography）技術(shù)。這個(gè)技術(shù)就是使用很多個(gè)小攝像頭組合在一起，通過(guò)軟件智能算法處理，來(lái)克服拍照相機(jī)的傳感器尺寸太小而造成的圖像質(zhì)量問(wèn)題。這個(gè)技術(shù)用到智能手機(jī)上，把拍照手機(jī)的圖像質(zhì)量提升到單反相機(jī)的水平，是最恰當(dāng)不過(guò)了。

　　第四，拍攝快速移動(dòng)的物體。

　　具有最好的低光照性能的手機(jī)，目前都采用光學(xué)防抖，來(lái)提高他們的夜間拍攝的圖像質(zhì)量。有個(gè)小馬達(dá)在不斷輕微移動(dòng)，以彌補(bǔ)拍照時(shí)手的自然抖動(dòng)，同時(shí)讓快門(mén)保持較長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)著。然而，曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)拍攝快速移動(dòng)的物體并不利。光學(xué)防抖可以彌補(bǔ)拍照者手的移動(dòng)，而不能彌補(bǔ)拍照對(duì)象的移動(dòng)。所以世界上最好的防抖系統(tǒng)也存在這樣的問(wèn)題，而雙攝像頭可以解決這個(gè)問(wèn)題。這是使用雙攝像頭的第4個(gè)理由。

　　Light L16是一個(gè)基于安卓系統(tǒng)的獨(dú)立的數(shù)碼相機(jī)，帶有3種不同焦距的16個(gè)攝像頭，用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)等效于28?150mm變焦的相機(jī)。

　　蘋(píng)果收購(gòu)LinX的用意

　　實(shí)際上從蘋(píng)果公司在去年4月收購(gòu)以色列公司LinX，就可以知道蘋(píng)果下一步想要干什么。

　　在蘋(píng)果買(mǎi)斷之前，LinX公司就已經(jīng)公布了他們?cè)敿?xì)的多圖像傳感器模塊的開(kāi)發(fā)計(jì)劃，有幾個(gè)設(shè)計(jì)方案。第一種方案就是我們?cè)贖TC One M8所看到的，使用兩個(gè)彩色圖像傳感器，用于創(chuàng)建“景深圖”。這個(gè)方案現(xiàn)在可以忽略了。

　　另一個(gè)方案，最有可能就是iPhone 7 Plus雙攝像頭的基礎(chǔ)技術(shù)。一對(duì)攝像頭，一個(gè)僅僅用于拍攝單色（黑白）圖像，另一個(gè)拍攝彩色圖像，這也正是華為P9手機(jī)采用的方案。LinX公司的說(shuō)法是這種設(shè)置將改善低光照性能，提高整體畫(huà)面質(zhì)量，并且比同樣解析度的單光圈攝像頭有更低的成本。

　　圖像質(zhì)量的最終結(jié)果取決于彩色和黑白攝像頭的圖像信息的合并。這反過(guò)來(lái)又取決于彩色攝像頭在光線(xiàn)到達(dá)傳感器之前將光進(jìn)行濾色的方式，一般使用拜爾濾色器(Bayer Filter)。美國(guó)柯達(dá)科學(xué)家拜耳最為人熟知的發(fā)明是拜耳濾色器，目前幾乎所有的數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和手機(jī)攝像頭都采用了這一技術(shù)。

　　一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圖像傳感器是由數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的小“感光單元”的像素組成，這些點(diǎn)受到光的刺激。就像液晶電視是由紅、綠、藍(lán)的子像素組成，以不同光強(qiáng)度點(diǎn)亮后可提供任意顏色一樣，圖像傳感器也具有紅、綠和藍(lán)色子像素，用于確定每個(gè)像素的顏色。拜耳濾色器用來(lái)確認(rèn)，只讓正確顏色的光命中這些子像素。

　　但這個(gè)時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了。朝向紅色子像素的綠光和藍(lán)光將被拒絕接收；綠光和紅光將不被藍(lán)色子像素接收，如此等等。這意味著大量的光被拜耳濾色器浪費(fèi)了。而一個(gè)黑白傳感器可以避免這個(gè)問(wèn)題。它不需要拜耳濾色器，因?yàn)樗⒉恍枰_定顏色。如果讓大量的光射到傳感器，低光照畫(huà)質(zhì)就可得到明顯改善。

　　因此，如果使用雙攝像頭設(shè)置的話(huà)，單色傳感器將可增大動(dòng)態(tài)范圍，增加細(xì)節(jié)和降低噪聲水平（黑白傳感器所吸收的光要比彩色傳感器所吸收的光高出3倍），而另一個(gè)傳感器只用來(lái)填顏色。在攝像頭采集圖像之后，需要軟件智能處理如何把兩個(gè)攝像頭獲得的信息混合在一起，但這樣所得出的圖像與真實(shí)世界總是稍稍會(huì)有差別。與拍攝對(duì)象越接近，差別的感覺(jué)會(huì)越明顯。因此，圖像處理很重要。

　　我們?cè)賮?lái)看看LinX公司所公布的“下一代”多攝像頭的設(shè)計(jì)方案。也許最有意思的是一個(gè)2x2攝像頭陣列的設(shè)計(jì)。它使用類(lèi)似把兩個(gè)攝像頭放在一列的想法，但增加更多的“眼睛”。這可以進(jìn)一步增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍，或者進(jìn)一步從一開(kāi)始就降低圖像噪聲。

　　LinX公司最后一個(gè)設(shè)計(jì)是使用兩個(gè)小的傳感器，為大的圖像傳感器充當(dāng)測(cè)距器。由于這些配對(duì)傳感器可以測(cè)出一個(gè)拍攝對(duì)象有多遠(yuǎn)，自動(dòng)對(duì)焦就可直接對(duì)準(zhǔn)到正確的位置，而不用去尋找。這個(gè)設(shè)計(jì)，有可能會(huì)替代當(dāng)前iPhone一直在用的“相位檢測(cè)”對(duì)焦方法。

　　多攝像頭拍照手機(jī)還有一個(gè)重要的應(yīng)用，不同焦距長(zhǎng)度的攝像頭可以模擬光學(xué)變焦，并使用軟件做到“無(wú)縫”變焦。LG G5也有類(lèi)似的功能，尤其在拍攝靜物照的時(shí)候，可以使用一個(gè)輔助的攝像頭來(lái)放大或縮小。

　　未來(lái)5年：“下一代”多攝像頭攝影

　　多攝像頭攝影現(xiàn)在已經(jīng)有了更進(jìn)一步的進(jìn)展，我們很可能在未來(lái)5年內(nèi)看到“下一代”的帶有多攝像頭的拍照設(shè)備。

　　其中一個(gè)就是正在熱議中的Light L16，這是一個(gè)基于安卓系統(tǒng)的獨(dú)立的數(shù)碼相機(jī)，帶有3種不同焦距的16個(gè)攝像頭，用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)等效于28~150mm變焦的相機(jī)。據(jù)這家公司稱(chēng)，畫(huà)質(zhì)媲美甚至超越全幀單反相機(jī)，但整個(gè)厚度只比iPhone再稍厚些而已。16個(gè)小攝像頭（透鏡大小相當(dāng)于拍照手機(jī)所用的透鏡大小）布滿(mǎn)這個(gè)相機(jī)的背面（這個(gè)相機(jī)目前做的與iPhone大小相仿，只是稍厚點(diǎn)）。Light L16還可以做到SR（超分辨率）和HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）的圖像拍攝效果。

　　目前，Light L16的價(jià)格不菲（1699美元），但已經(jīng)預(yù)訂到2017年，而且宣布已全部訂完。這是一個(gè)全新的相機(jī)，它的新穎點(diǎn)不光是使用了16個(gè)攝像頭，還在于使用了先進(jìn)的智能軟件。它也給iPhone及其他智能手機(jī)的拍照功能指明了今后產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向，即繼續(xù)走“多攝像頭”的技術(shù)路線(xiàn)，同時(shí)真正把“計(jì)算攝影”技術(shù)落實(shí)到軟件上，并使軟件變得更智能（蘋(píng)果iPhone 7已經(jīng)采用了“機(jī)器學(xué)習(xí)”算法）。

　　據(jù)報(bào)道，蘋(píng)果公司研發(fā)拍照功能的團(tuán)隊(duì)人數(shù)達(dá)800人（包括原LinX公司）。他們?cè)趇Phone上增加“額外”的攝像頭，不再是為了過(guò)去那種僅可以“玩玩”的3D了，而是為了追求更完美的圖像質(zhì)量，如增強(qiáng)夜間拍攝效果、擴(kuò)大拍攝場(chǎng)景的視野、增加光學(xué)變焦功能等。對(duì)于那些喜歡用手機(jī)拍攝的用戶(hù)，雙攝像頭讓他們總算有了新的盼頭。手機(jī)攝影已成為人們現(xiàn)實(shí)生活中的一部分。忘掉VR、AR和MR，先來(lái)嘗試一下雙攝像頭的智能手機(jī)吧！