你的手機是如何拍照的_風聞

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－文字稿－

當你打開手機，準備拍照，鏡頭會首先把被攝景物投影在圖像傳感器上，與此同時，影像處理器會通過測光、測距，算出合適的參數並指示鏡頭對焦。

隨着你按下拍攝鍵，圖像傳感器就會完成一次曝光，並通過影像處理器變成圖片，再經手機應用的後期處理，最終呈現在屏幕上。

而這其中的每一步，都關係到這張照片的畫質，尤其在光線昏暗的夜晚。

拍照，最基本的是視角。這是凸透鏡的成像原理，一個物體由無數個點光源組成，單個點光源從各個方向發出光線經透鏡折射後，都將匯聚在一點上，最終所有點光源都投射在一個平面上，也就是圖像傳感器的位置，形成清晰的倒像，而這個角度就是視角。

其中，平行光經透鏡折射後將匯聚在焦點上，焦點到透鏡的距離稱為焦距，而物體和傳感器到透鏡的距離稱為物距和像距，三者的關係滿足高斯公式。

可以看出，當焦距越長，或傳感器越小，視角就越窄。

受尺寸限制，手機鏡頭的像距很短，所以物理焦距也必須非常短，通常在 4mm 左右，遠小於單反相機標準鏡頭 35-50mm 的焦距。

不過，手機的圖像傳感器也很小，配合短焦鏡頭，視角正好與標準鏡頭類似。

選好視角，好看的照片還要靠曝光，主要由光圈值、快門速度和感光度決定。

光圈是鏡頭上用於控制通光量的結構，相當於人眼的瞳孔。鏡頭焦距越長，視角越窄，入射的光線也就越少，需要更大的光圈直徑以獲得更多的光。

所以，光圈值被設定為焦距的分數，稱為光圈 f 值。對於單反相機鏡頭，光圈值 f/2.8 ，即光圈直徑是焦距的 1/2.8 ，就算大光圈了。

而手機鏡頭由於焦距短，一般最大光圈可達 f/2.0 ，OPPO Reno 系列使用的 IMX 586 甚至達到了 f/1.7 。

f 值越小，就能給圖像傳感器投射越多的光，提高成像質量，這對於夜間拍攝尤其重要。

除了大光圈，夜間拍攝還要儘可能放慢快門，延長曝光，但這樣一來，手持拍攝的抖動就成了大問題。而長焦鏡頭對抖動更加敏感。

於是，OPPO 在 Reno 10 倍變焦版里加入了稜鏡光學防抖，利用兩個以上的壓電傳感器獲取抖動的加速度信息，然後通過長焦鏡頭內一枚稜鏡的移動來補償抖動產生的影像錯位。

當然，影響成像質量最核心的還是圖像傳感器。

這是一塊 CMOS 圖像傳感器，上面排列着上千萬的像素，每個像素裏的光電二極管在遇到光時，就會因為光電效應積累一定數量的電荷，將光信號轉為電信號。

由於光電二極管無法識別顏色，所以不同像素上還要覆蓋紅綠藍三種濾色片，按 1:2:1 的比例設置，以模仿對綠光敏感的人眼，這稱為拜爾陣列，能分別識別三原色。

此外，每個像素周圍都有專門的放大電路，能把轉化出來的電信號不同倍率地放大，可以理解為相機的感光度。

感光度越高，相機對光線越敏感，照片也越亮，但噪點也會越多。這是因為每個像素都會因為電路干擾產生固定的噪音信號，在高感光度下，噪音信號也會被放大，出現噪點。

噪點問題可以通過增大像素面積來緩解。在有噪音信號的情況下，大像素可以收集更多有用的光信號，增加信噪比，從而減少噪點。

手機使用的主流傳感器一般在 1/2.9 到 1/2.3 英寸之間，而 OPPO Reno 等機型，就使用了更大的 1/2 英寸傳感器。

Reno 的傳感器還使用了像素聚合技術，通過改變濾色片的排列方式，在光線充足時使用單像素曝光，而在光線不足時就將四個像素拼成一個，四倍的像素面積，帶來更加純淨的夜景照片。

需要注意，圖像傳感器上的信息輸出後，是拜爾式排列的 RGB 點陣，必須再經過 ISP 圖像信號處理器轉化為我們常見的點陣圖片。

而近年流行的多攝像頭，如加裝黑白攝像頭以保留更多暗部光線信息；或用景深攝像頭拍攝多張對焦距離不同的照片，記錄景深信息，就需要多個 ISP 。

然而，手機鏡頭畢竟太小，圖像傳感器的寬容度有限，無法同時覆蓋太高和太低的亮度範圍。在夜間拍攝時往往高光部分一片全白，而暗部漆黑一片，還有噪點。

這就要靠手機應用的後期力量了。

比如 HDR 高動態範圍成像，用不同的曝光水平拍攝多張照片，再將這批照片中細節最好的部分合成為一張照片，讓夜景照片也能擁有更多細節。

而在 Reno 上，OPPO 的超清夜景 2.0 還實現了對夜景人像的專門優化，將人和周圍的景物分別處理，避免出現臉色慘白的情況，還原真實的人臉膚色。

同時，OPPO 還改進了超清夜景模式算法，將拍攝的等待時間從 4-5 秒降低到 2-3 秒。

在這些技術的加持下，即便是貞子，也能在夜間拍攝時重獲少女心。