2000年，夏普推出全球首款搭載攝像頭的手機(jī)J-SH04，只有11萬像素。接下來的十年，手機(jī)攝像頭功能的提升，都是圍繞著像素的增強(qiáng)。但從2016年雙攝像頭的出現(xiàn)到2018年華為P20 Pro的三攝像頭拍攝，多攝像頭帶來的高級(jí)攝像頭樂趣，不僅為用戶提供了一種不同于大多數(shù)單攝像頭手機(jī)的體驗(yàn)，也成為手機(jī)廠商在打造新產(chǎn)品時(shí)的焦點(diǎn)。從過去半年發(fā)布的新產(chǎn)品來看，三款相機(jī)已經(jīng)成為新一代智能手機(jī)的賣點(diǎn)之一。那么，多攝像頭是以量取勝的噱頭，還是基于雙攝像頭的功能提升？

為什么多攝像頭的概念會(huì)火？

首先，我們需要定義“多攝像頭”。其實(shí)雙攝像頭流行的時(shí)候，有的廠商在文案里加了“三攝像頭”或者“四攝像頭”，指的是整機(jī)前后的攝像頭總數(shù)。但是多攝像頭，我們指的是單側(cè)攝像頭組的攝像頭總數(shù)。由于廠商設(shè)計(jì)和產(chǎn)品定位不同，會(huì)出現(xiàn)米托手機(jī)、vivo NEX雙屏版等專門設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。我們認(rèn)為多攝像頭不僅限于后置攝像頭。

如前言所述，在過去的十年里，制造商們長期以來一直在努力提高手機(jī)的像素。即使是上一代iPhone發(fā)布的時(shí)候，主流機(jī)型的相機(jī)依然在200萬像素和500萬像素上下徘徊。其中一個(gè)主要的限制與今天一樣——由于移動(dòng)圖像傳感器的技術(shù)進(jìn)步，高質(zhì)量的傳感器無法集成和小型化。同時(shí)，在iPhone誕生之前，智能手機(jī)并不是市場的主流。雖然當(dāng)時(shí)流行的產(chǎn)品已經(jīng)具備了拍照、音樂、游戲、看視頻等功能。，手機(jī)的內(nèi)部集成度遠(yuǎn)不如現(xiàn)在的智能手機(jī)，目前的SoC基本沒有配備ISPs、DSPs和相應(yīng)的軟件算法。

▲iPhone 7 Plus推動(dòng)雙攝像頭普及

另外，手機(jī)之間的照片共享也是依靠藍(lán)牙、彩信等老手段，或者通過數(shù)據(jù)線連接電腦。那時(shí)候用手機(jī)拍照只是字面意思，更別提細(xì)節(jié)了，更別提色彩、寬容度、暗光、夜景。用暴力提高手機(jī)照片質(zhì)量的唯一辦法就是提高像素，這就導(dǎo)致了消費(fèi)者的錯(cuò)誤認(rèn)知，認(rèn)為拍照的能力等于像素的變化。

像素追逐的游戲一直持續(xù)到幾年前。近兩年，隨著包括索尼、三星、OV在內(nèi)的上游圖像傳感器的成熟，提供了更多的相位聚焦和大尺寸傳感器，增加了更多除了像素變化以外的提高圖像質(zhì)量的技術(shù)和封裝算法。芯片制造商也提供匹配的SOC?？梢钥吹剑絹碓蕉嗟氖謾C(jī)停留在1200萬像素和1600萬像素，但是成像質(zhì)量已經(jīng)超過了以前經(jīng)常使用的2000萬像素的機(jī)型。人們逐漸淡化了對(duì)像素的追求，更喜歡實(shí)際拍照。

但是，“以量取勝”仍然是人類最原始的認(rèn)知。像素穩(wěn)定后，由于現(xiàn)代審美和便攜性的需要，以及現(xiàn)階段各種技術(shù)的發(fā)展，很明顯厚度不足1cm的手機(jī)無法容納和相機(jī)一樣的變焦鏡頭。以三星2014年發(fā)布的Galaxy K Zoom為例。整機(jī)厚度超過2cm時(shí)，換成十倍光學(xué)變焦，尺寸基本和卡片機(jī)一樣。2015年，華碩推出Zenfone Zoom，將鏡頭模組改為潛望鏡式，光學(xué)變焦能力降低至三倍，機(jī)身厚度仍接近12mm。如果把市面上一款主流的6寸全屏幕手機(jī)升級(jí)到同樣的厚度，結(jié)果將是一場災(zāi)難。

多攝像頭群的出現(xiàn)正好解決了手機(jī)鏡頭應(yīng)用場景單一的問題。在雙攝像頭模塊中，包括廣角+長焦、廣角+超廣角、廣角+深度(模糊)等。通過各種組合的相應(yīng)算法，達(dá)到接近光學(xué)變焦或模擬光學(xué)焦段的效果。

▲在一個(gè)攝像頭上實(shí)現(xiàn)變焦功能，必然會(huì)增加手機(jī)機(jī)身的厚度，不同焦距的攝像頭組合起來也能達(dá)到同樣的效果。

在華為P20 Pro和Mate 20 Pro上，可以看到逐漸完善的三攝像頭組合播放。前者基于華為獨(dú)有的黑白+彩色雙攝像頭增強(qiáng)畫質(zhì)，源自模擬三倍和五倍光學(xué)變焦，同時(shí)通過新的主攝像頭高像素傳感器增強(qiáng)照片細(xì)節(jié)。后一種進(jìn)一步擴(kuò)展了超宏觀、超廣角的拍照功能，應(yīng)用頻率相對(duì)較低，但極其實(shí)用。在傳統(tǒng)相機(jī)上，匹配功能需要獨(dú)立鏡頭逐一實(shí)現(xiàn)。雖然畫質(zhì)不同，但Mate 20 Pro的超微距、超廣角照片可以應(yīng)對(duì)手機(jī)拍照的應(yīng)用場景。

從現(xiàn)有應(yīng)用來看，上游技術(shù)提供的雙攝像頭方案分為多種，包括增強(qiáng)圖像質(zhì)量、擴(kuò)展焦距、提供人像模糊等的組合。如果手機(jī)廠商選擇了任意一個(gè)，就意味著產(chǎn)品的攝像頭功能僅限于相應(yīng)的屬性。雖然多攝像頭的組合可能比雙攝像頭的成本更高，但是多攝像頭帶來的變化和應(yīng)用場景的組合明顯比單攝像頭和雙攝像頭更豐富，消費(fèi)者可以在一部手機(jī)上獲得過去多種機(jī)型的全面拍照體驗(yàn)。在智能手機(jī)高度集成，傳感器和光學(xué)技術(shù)沒有重大突破的今天，多攝像頭顯然是未來手機(jī)攝影的發(fā)展方向。

▲有些手機(jī)更注重自拍功能，有多個(gè)前置攝像頭，這也是多攝像頭手機(jī)的一個(gè)發(fā)展方向。

多攝像頭手機(jī)準(zhǔn)備好了

據(jù)多家研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2018年第二、三季度全球手機(jī)銷量排名中，華為取代蘋果位居第二。一部分原因來自榮耀品牌對(duì)手機(jī)銷量的推動(dòng)，另一部分是P20 Pro三款相機(jī)的明顯實(shí)力，幫助華為品牌車型實(shí)現(xiàn)了超出預(yù)期的銷量。憑借既定的口碑，Mate 20 Pro在歐洲的預(yù)售銷量比P20 Pro增長了40%。預(yù)計(jì)2019年，華為三攝像頭手機(jī)將占華為智能手機(jī)的24.1%。

▲雖然全球智能手機(jī)市場疲軟，但華為手機(jī)出貨量和市場份額逆勢大幅增長。

2018年，全球雙攝像頭智能手機(jī)普及率超過40%，而國內(nèi)手機(jī)市場更是糟糕。國內(nèi)各大智能手機(jī)品牌雙攝像頭機(jī)型占比已經(jīng)超過50%，其中華為和小米超過70%。隨著雙攝像頭的迅速普及，華為三款攝像頭的成功將帶動(dòng)高端智能手機(jī)升級(jí)到多攝像頭模塊。根據(jù)2018年前十個(gè)月國內(nèi)四大品牌旗艦機(jī)的銷量，預(yù)計(jì)2019年三攝像頭智能手機(jī)出貨量將達(dá)到1.35億臺(tái)。

事實(shí)上，一些品牌已經(jīng)開始遵循多攝像頭方案。比如OPPO的R17 Pro在其新一代暢銷機(jī)型R17系列中試水，采用傳統(tǒng)雙攝像頭和ToF攝像頭相結(jié)合，在傳統(tǒng)攝影之外增加了立體捕捉能力，依靠TOF傳感器實(shí)現(xiàn)了3D掃描和AR功能。

更接近華為解決方案的是三星的A系列新產(chǎn)品。憑借其半導(dǎo)體部門在圖像傳感器領(lǐng)域的辛勤工作，三星在2018年的三款A(yù)系列產(chǎn)品上嘗試了不同的多攝像頭方案，包括A7(目前還沒有國行)和帶三個(gè)攝像頭的A8，以及首款帶四個(gè)攝像頭模塊的a9。其中A7采用廣角+超廣角+深度的組合，A8采用廣角+長焦+深度的方案，更受用戶歡迎。A9s直接封裝前兩個(gè)方案，形成廣角+長焦+超廣角+深度的組合。

有趣的是，僅從像素來看，這三種方案中每個(gè)焦段或功能對(duì)應(yīng)的傳感器像素是完全一致的:主攝像頭廣角端2400萬像素(支持四像素積分技術(shù))，遠(yuǎn)攝端1000萬像素，廣角端800萬像素，深度模糊攝像頭500萬像素。鑒于三星和索尼在傳感器領(lǐng)域的合作，類似的方案也會(huì)出現(xiàn)在其他品牌的機(jī)型上。比如在一些具有上述焦段或功能組的雙攝像頭機(jī)型上，可以看到對(duì)應(yīng)像素的攝像頭。

當(dāng)然，定位中檔車型的A系列自然達(dá)不到S系列和Note系列的畫質(zhì)。例如，模糊效果是通過500萬像素深度相機(jī)獲得的。在高端機(jī)型上(如iPhone系列)，往往是通過廣角和長焦雙攝像頭的組合直接達(dá)到，甚至達(dá)到的效果比配備獨(dú)立模糊鏡頭的機(jī)型更好。三星A系列更重要的意義在于用自己的品牌試水。畢竟三星ISOCELL也會(huì)為其他品牌提供圖像傳感器解決方案，A系列使用的解決方案肯定會(huì)出現(xiàn)在很多國產(chǎn)品牌機(jī)型上。

另一方面，實(shí)驗(yàn)性的多攝像頭嘗試也在為旗艦系列鋪平道路。據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》和ETNews報(bào)道，三星2019年的旗艦產(chǎn)品Galaxy S10系列將搭載后置四攝像頭型號(hào)，其組合介于Mate 20 Pro和R17 Pro之間，除了負(fù)責(zé)傳統(tǒng)攝像頭功能的三攝像頭外，還增加了一款帶有AR應(yīng)用的ToF攝像頭。

事實(shí)上，在今年的Galaxy S9+和Note 9中，三星已經(jīng)做出了接近三攝像頭的嘗試，通過在雙攝像頭鏡頭上增加光圈調(diào)節(jié)功能，達(dá)到了畫質(zhì)控制的效果。按照三星旗艦系列的相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，Galaxy S10很可能更傾向于廣角+長焦+超廣角的組合進(jìn)行傳統(tǒng)拍攝，進(jìn)一步拓展相機(jī)鏡頭在各種場景中的應(yīng)用。

已經(jīng)退出中國市場的LG，其實(shí)已經(jīng)推出了相應(yīng)的三攝像頭型號(hào)V40 ThinQ，也是選擇廣角+長焦+超廣角，通過內(nèi)置攝像頭按鈕一個(gè)一個(gè)切換。LG對(duì)超廣角癡迷已久，從G5開始嘗試135超廣角。但在雙攝像頭組合中，超廣角的應(yīng)用頻率遠(yuǎn)小于長焦，因此一直不是主流選擇。在多相機(jī)方案中，增加更多鏡頭自然是為了彌補(bǔ)這些低頻應(yīng)用的焦段。在V40 ThinQ上，LG也做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，把長焦、廣角、超廣角的鏡頭視野調(diào)整到45、78、107，正好構(gòu)成了類似三倍光學(xué)變焦的效果，平衡了不同距離拍攝圖片的視野和質(zhì)量。

▲越來越多的品牌在對(duì)準(zhǔn)華為Mate 20，推出三攝像頭旗艦機(jī)型。

至于華為，已經(jīng)將自己的品牌形象等同于三個(gè)攝像頭，據(jù)可靠消息稱，下一代旗艦P30 Pro還將配備類似三星Galaxy S10系列的四個(gè)攝像頭，即三個(gè)攝像頭+ToF攝像頭。不久前，華為榮耀品牌推出的V20采用了4800萬像素+ToF攝像頭的“雙攝像頭”組合。榮耀給出的ToF相機(jī)應(yīng)用包括深度測量、骨骼識(shí)別、運(yùn)動(dòng)捕捉等。，轉(zhuǎn)換成用戶的實(shí)際應(yīng)用場景，即視頻實(shí)時(shí)瘦身、體感游戲等。

毫不奇怪，P30 Pro的ToF攝像頭也會(huì)增加類似功能。由于Mate 20 Pro開發(fā)的三攝像頭功能足夠全面，現(xiàn)有新聞只提到P30 Pro將切換到索尼的主攝像頭傳感器，質(zhì)量更高，同時(shí)增加了十倍光學(xué)變焦的支持。只有這兩點(diǎn)才會(huì)讓P30 Pro的多攝像頭達(dá)到更高的水平。

多桿組合拳

需要強(qiáng)調(diào)的是，多拍也不代表照片質(zhì)量更高。比如2018年，Google Pixel 3系列仍然使用單鏡頭，加上更強(qiáng)的算法，畫質(zhì)并不遜色于大多數(shù)雙鏡頭。但是，多攝像頭提供的選擇必須是多樣的。比如我們前面提到的產(chǎn)品，更多的相機(jī)組合帶來的功能一定更全面。利用現(xiàn)有的雙攝像頭組合，我們可以預(yù)測第三攝像頭甚至第四攝像頭會(huì)分為兩個(gè)方向，一個(gè)是多鏡頭的主焦點(diǎn)，每個(gè)鏡頭模塊各司其職，比如LG V40 ThinQ。另一種像華為，更喜歡多個(gè)傳感器設(shè)備協(xié)同工作，提高圖像質(zhì)量。

前者很好理解。參考上面提供的幾個(gè)模型例子，結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，基本上是把卡式相機(jī)上的變焦按鈕改成應(yīng)用界面的1X、2X、3X、5X按鈕或者變焦滑塊，用戶可以直接感知到多鏡頭對(duì)焦段在多鏡頭拍攝中帶來的變化。后者，畫質(zhì)，可能是很多人無法理解的。

到目前為止，大多數(shù)CMOS圖像傳感器都采用拜耳陣列(RGBG)。因?yàn)檫@個(gè)像素陣列，以一個(gè)1200萬像素的RGBG傳感器為例，在拍照時(shí)實(shí)際上只形成了300萬個(gè)RGB像素，但是借助相應(yīng)的逆算法，最終得到了一張1200萬像素的照片。所以實(shí)際成像質(zhì)量低于1200萬RGB像素產(chǎn)生的照片質(zhì)量。

雖然傳感器制造商已經(jīng)嘗試了RGBW等改進(jìn)的排列方法，但在現(xiàn)階段，一種技術(shù)中配備四個(gè)像素的傳感器很受歡迎。所謂四像素集成技術(shù)的工作流程比普通的RGBG傳感器更特殊，大致可以分為三點(diǎn)。首先，傳感器采用四個(gè)相同顏色的像素。其次，在暗光下，同時(shí)對(duì)四個(gè)相同顏色的像素進(jìn)行采樣，得到一張具有四種光感的低像素照片。最后通過算法對(duì)像素進(jìn)行重排，恢復(fù)出原來的小尺寸單像素，最終輸出高像素的照片。

▲多攝像頭模塊依托四像素合一技術(shù)，不僅在更多的焦段上賦予了豐富的功能性，還保持了高質(zhì)量的輸出。

當(dāng)然，如果傳感器像素足夠高，制造商可以直接將輸出像素保持在四個(gè)像素合一的水平。比如華為P20 Pro的主攝像頭，傳感器像素高達(dá)4000萬像素，實(shí)際輸出像素始終鎖定在1000萬像素，但畫質(zhì)明顯優(yōu)于大多數(shù)1200萬像素的機(jī)型。

四像素合一技術(shù)的主攝像頭，與其他傳感器適當(dāng)匹配，不僅可以兼顧豐富的功能，還可以在更多的焦點(diǎn)片段中保持高圖像質(zhì)量。雖然多傳感器和鏡頭的配合會(huì)比雙攝像頭更復(fù)雜，但依靠高像素、四像素傳感器的主攝像頭將是三攝像頭、四攝像頭等多攝像頭方案的趨勢。比如三星的A系列多攝像頭方案，同樣是2400萬像素，但其最高畫質(zhì)像素其實(shí)只有600萬像素。如果使用2000萬像素甚至1600萬像素，畫質(zhì)會(huì)進(jìn)一步降低。這與手機(jī)廠商在相機(jī)性能上取得突破的初衷完全相反。

ToF相機(jī)似乎與成像質(zhì)量無關(guān)，更多地用于人臉識(shí)別，但它也將成為“多相機(jī)”的趨勢。手機(jī)的AI概念炒作了一兩年，芯片廠商不斷強(qiáng)調(diào)自己的下一代SoCs具有很強(qiáng)的AI計(jì)算能力，但用戶能感知的應(yīng)用仍然局限在語音助手、系統(tǒng)自優(yōu)化、攝像頭自動(dòng)化等有限領(lǐng)域。

依靠ToF的深度感知和3D識(shí)別，不僅可以解放SoC的性能，還可以有效地結(jié)合原本需要花費(fèi)大量資源的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能，給我們的日常生活帶來變化。AR購物、AR試衣、游戲等功能。，借助ToF相機(jī)可以達(dá)到一個(gè)新的應(yīng)用水平。ToF相機(jī)可能不是必不可少的選擇，但和NFC一樣，它會(huì)成為一些人青睞的功能。

人工智能算法降低了使用門檻

但是，多攝像頭的普及程度可能沒有我們預(yù)期的那么好。隨著消費(fèi)者對(duì)功能的追求越來越豐富，新的硬件和功能的加入必然帶來更多的學(xué)習(xí)成本。一些使用P20 Pro的用戶仍然不知道點(diǎn)擊按鈕可以在三倍縮放和五倍縮放之間切換。如果多攝像頭的功能更加復(fù)雜，甚至導(dǎo)致應(yīng)用界面復(fù)雜化，會(huì)給學(xué)習(xí)能力弱的消費(fèi)者帶來困擾。這時(shí)候AI攝影將是降低多相機(jī)學(xué)習(xí)成本的關(guān)鍵。

▲AI智能拍攝可以簡化用戶使用多攝像頭模塊拍照的步驟，多攝像頭模塊可以充分發(fā)揮智能場景，硬件和算法的結(jié)合帶來豐富的趣味性。

除了照片色彩優(yōu)化和美觀功能，AI拍攝的賣點(diǎn)之一就是自動(dòng)優(yōu)化場景判別。用多攝像頭硬件擴(kuò)展這個(gè)功能，通過AI識(shí)別場景，參考自動(dòng)構(gòu)圖功能，給出提醒或者自動(dòng)切換鏡頭焦距，可以極大的方便不熟悉的用戶更好的使用多攝像頭。比如三星Galaxy S9+和OPPO R17 Pro在夜間拍攝時(shí)提供大光圈自動(dòng)切換，在細(xì)節(jié)上會(huì)帶來更愉悅的用戶體驗(yàn)。

同時(shí)，如果廠商能進(jìn)一步優(yōu)化算法，結(jié)合取景畫面自動(dòng)提供匹配的多鏡頭高質(zhì)量或多鏡頭高性能調(diào)用，也能無縫輸出用戶拍攝過程中多鏡頭帶來的豐富體驗(yàn)。這些都有助于向用戶普及多攝像頭功能，而不是將技術(shù)創(chuàng)新與更高的購買成本和學(xué)習(xí)成本掛鉤，設(shè)定用戶購買和選擇的門檻。

在這一點(diǎn)上，華為Mate 20 Pro做的不錯(cuò)，包括三個(gè)攝像頭擴(kuò)展的AI錄像功能。切換模式后，就跟每天錄視頻一樣。用戶不會(huì)關(guān)注硬件本身，只是簡單的感知新硬件和高質(zhì)量算法帶來的興趣。

寫在最后

隨著上游廠商方案的豐富和成熟，未來的多攝像頭必然會(huì)像現(xiàn)在的雙攝像頭一樣成為主流機(jī)型的必備選擇。我們希望廠商在打造多攝像頭機(jī)型時(shí)能緊跟標(biāo)桿產(chǎn)品，而不是一味的追求外在和文字游戲噱頭，希望2019年的各種多攝像頭機(jī)型能以更加更新的視角帶給消費(fèi)者全新的拍攝體驗(yàn)。