影响手机拍摄质量的三驾马车是什么 后置摄像头越来越多的工作原理
把手机当成相机来做是手机制造商的重点。如今多少像素、多少颗摄像头成为宣传卖点。后置摄像头从一颗到两颗、三颗、四颗，作用有什么不同？拍出好的照片依靠的是摄像头数量还是像素？镜头小光圈有什么影响？摄像头的变焦、超广角都有什么作用？摄像头数量越多越好吗？下面来看看智能手机后置摄像头的工作原理，以及多颗摄像头的作用、影响成像的三驾马车到底是什么。希望看了本文，你不再对手机摄像头和拍照质量影响因素陌生。
2000年9月，夏普带来了首款内置11万像素CCD摄像头的手机——J-sh04。至此，手机圈的摄像头开始了从无到有，从单到多的旅程。
时至今日，前置双摄、后置三摄已然成为了不少新品的主打卖点。那么，如何才能衡量一款手机拍照效果的好坏呢？
拼像素多少很肤浅
步入智能手机时代后，众多手机厂商曾针对像素值进行过一番“军备竞赛”。比如，第一代iPhone配备了固定焦距的200万像素摄像头、iPhone 3GS带来了320万像素自动对焦摄像头，随后智能手机摄像头还逐渐经历500万、800万、1200万的进化……
直到诺基亚808 PureView和lumia 1020达到了巅峰，4100万像素摄像头傲视群雄，堪称手机中的单反机。
随着诺基亚的没落，以Android系统为代表的手机圈却逐渐走向了和堆像素背道而驰的道路。
2016年，很多手机都以武装迈过2000万像素门槛的摄像头为荣，比如努比亚Z11 mini S的2300万像素、锤子M1的2300万像素、小米Note 2的2256万像素等等。
然而，进入2017年后，众多旗舰手机却纷纷将主摄像头的像素值控制在1200万像素。
难道手机拍照比拼的不是像素值越大越好吗？
影响拍照的三驾马车
摄像头像素值越高，意味着可以拍出更高分辨率的照片，但也仅此而已。
对智能手机而言，更快的对焦速度、更好的降噪效果、更真实的色彩还原、更少的细节损失才是王道，而这些可不是依靠单纯的堆像素可以实现的。
真正影响手机拍照成像效果的，还是影像传感器、光学镜头和影像处理器这“三驾马车”。
1、影像传感器：即摄像头传感器（CMOS），比如索尼IMX519、三星ISOCELL Fast 2L3、豪威OV16880等等。传感器将决定摄像头的像素值、是否支持相位对焦和全像素双核对焦、传感器尺寸和单像素面积等核心参数。
传感器越先进，意味着手机将获得越好的拍摄潜力和资质，华为P20和魅族15系列配备的IMX380传感器就号称是卡片机级别的感光元件，拥有高达1.55微米的像素尺寸。
需要注意的是，哪怕两款手机采用了相同的传感器型号，但厂商却可在此基础上搭配不同大小的光圈，添加独立的光学防抖模块，所以其实际的成像效果也会存在差距。
2、小知识：光圈的意义
光圈是什么？影响多大？对摄像头而言，光圈大小是个非常关键的指标，它将决定单位时间内摄像头的光线通过量，因此光圈越大在低亮度环境下的拍照效果就越好。
由于光圈是由镜头里面的几片极薄金属片组成，它们的尺寸取决于手机厂商的设计需求，与CMOS传感器关系不大。同样的传感器型号，有些手机的摄像头光圈只有F/2.0，而有些手机则可达到F/1.7，此时自然是后者可以拍出更好照片，还原暗光下的更多细节。
就目前的手机镜头光圈而言，三星Galaxy S9采用的F1.5和F2.4可谓是未来的发展方向，白天切换小光圈防止过曝、夜晚切换大光圈提升暗处细节。
3、光学镜头：由于光线中包含红外线等诸多“杂光”，如果它们直接通过CMOS传感器时会严重影响成像质量。因此，完整的摄像头模块都需要在CMOS传感器的前面需要加入用于滤光的玻璃，也就是所谓的“镜头玻璃”。
低端手机摄像头大都配备5层塑料镜片（5P镜头），而中高端手机则会将其中的某些塑料镜片换成玻璃镜片，更好一些的则会添加额外的蓝玻璃滤光，组成所谓的6P镜头。
镜头的片数越多，光线过滤、成像失真和色彩还原效果越好，而华为之所以和徕卡联姻，为P系列和Mate系列推出徕卡定制的镜头就是这驾马车重要性的真实体现。
4、影像处理器：即ISP，早期高端智能手机多以内置独立的第三方ISP芯片为荣。随着SoC内集成ISP性能越来越强，第三方ISP芯片逐渐淡出市场。
比如，联发科Helio P60就内置三核ISP、高通骁龙660内置Spectra 160 ISP、骁龙835内置Spectra 180 ISP和骁龙845内置的Spectra 280 ISP性能就依次增强。
ISP可用于对多颗摄像头协同拍照进行原生优化、实现更好的视频降噪、匹配更多种自动对焦模式等等。
实际上，除了上面涉及的“三驾马车”外，影响最终拍照效果的还受制于相机APP的实时调校和后期优化。关于这部分内容，智趣狗未来几天会单独发布和AI相关的内容加以详述。
一颗镜头难以为继
随着消费者对手机拍照性能的要求越来越高，哪怕是再高档的三驾马车也有力不从心的感觉。
比如，很多用户都喜欢拍出媲美单反的背景虚化效果，但在只有一颗摄像头时，想在图片中“扣”出拍摄的主体并淡化背景，对成像算法的要求极为苛刻；再比如，当你想拍出远处风景或人物，通过数码变焦得到照片的细节却糟糕得一塌糊涂；最后，如果传感器规格稍差，就注定无法和采用更高端传感器的对手抗衡。
因此，在很早以前手机厂商们就发现只靠一颗镜头打天下迟早将遭遇瓶颈，如果坚持“单身”就注定被对手反超。
三星Galaxy S8和其前辈就曾奉行“单挑”，依靠1200万像素摄像头挑战一众武装双摄的竞品，并曾一度占据上风。但随着iPhone X、华为Mate 10等新品的上市，Galaxy S8的拍照性能就渐渐落于下风，并最终在Galaxy S9+身上“脱单”以双摄示人。
时至今日，如果没能武装至少两颗（后置）摄像头的手机，就都不好意思位列“高端”阵营。
前置镜头逐渐脱单
在智能手机时代，前置摄像头的发展要落后于后置摄像头，苹果是在iPhone 4时才首次引入30万像素前置摄像头，而HTC则是到G11才带来了130万像素前置摄像头。随后，前置摄像头开始了提高像素，以及不断优化美颜自拍的旅行。
如今，智能手机的前置镜头则开始比拼是否支持自动对焦，以及是否武装了第二颗景深镜头，借助双摄模块实现硬件级别的背景虚化效果。
比如，金立S10/S11、vivo X9/S9s、华为畅享8 Plus等产品就是前置双摄的代表，从而获得了大光圈（前拍照后对焦）的拍照体验，自拍时也能虚化人物以外的背景，获得类似单反的大片效果。
后置镜头成功脱单
智能手机时代，HTC可以算是双摄手机的开拓者。早在2011年，HTC推出的G17就通过2颗500万像素摄像头（又称3D摄像头）获得了直接拍摄3D照片和视频的能力。
随后，在2014年HTC还发布了武装400万像素主摄像头+200万像素景深摄像头的HTCOne M8，而这款产品也成为了包括OPPO R15标准版、vivo X21等一众新品的“前辈”。
和前面提到的前置双摄一样，这种“一大（主摄像头，像素值较高）一小（景深摄像头，像素值较低）”双摄的最大特色就是支持硬件级的背景虚化效果。
问题来了，“一大一小”双摄在拍照时，景深镜头只负责记录远近信息，对画质没有任何增益效果。为了实现“1+1》1”的目标，在智能手机领域又逐渐衍生出了“黑白+彩色”、“广角+长焦”、“智选双摄”这三种概念。
“黑白+彩色”双摄方案最早由奇酷360旗舰版提出，目前新品代表有华为P20、Mate 10系列、荣耀10/V10、索尼XZ2 Premium、坚果3和联想S5等，此类产品的拍摄原理是彩色摄像头负责强化色彩还原，黑白摄像头则负责强化画面细节捕捉，通过ISP和软件算法会对两张彩色和黑白照片进行合成，最终获得一张色彩和细节更加优秀的照片。
“智选双摄”方案是OPPO R11s提出，一加5T采用的也是这套技术。其原理是两颗摄像头没有主次之分，只是其中的1600万像素摄像头善于捕捉细节，另一颗2000万像素摄像头暗光下表现更好，它们的光圈都是F/1.7，系统可以在不同的光线环境下来调用其中一个成像质量更好的摄像头来进行成像。
“广角+长焦”双摄方案是由iPhone 7 Plus提出，目前新品代表有OPPO R15梦镜版、三星Galaxy S9+、魅族15系列、小米MIX2S和努比亚Z17S等，此类产品的特色是通过长焦镜头可以进行2倍光学变焦拍照，但能否为长焦镜头准备额外的光学防抖模块，是其能否在暗光环境下正常工作的关键。
此外，这颗镜头平时也能扮演景深摄像头的角色，背景虚化效果依旧给力。虽然“黑白+彩色”和“智选双摄”手机也有2倍拍照模式，但其本质上只是2倍无损变焦（类似软件合成），细节表现肯定逊色于原生的长焦镜头。
后置双摄像头有什么用
1、主摄+景深
这是如今双摄手机中普及度最高的方案，由1颗主摄，与200万到800万像素不等的景深镜头构成。前者负责成像，后者负责记录景深信息，可以实现先拍照后对焦的功能，可以拍出硬件级的背景虚化效果。
先拍照后对焦功能
2、黑白+彩色
这是前一种的进阶版，将景深镜头换成了黑白镜头。黑白镜头在可以记录景深信息之余，还能捕捉更多的画面细节，与彩色主摄生成的图像合并，从而拍出更好的照片。
3、主摄+长焦
手机拍摄远处景物时，以往只能通过数码变焦的形式实现，细节损失得一塌糊涂。而长焦镜头的引入，则可赋予手机直接进行2X或3X拍摄。
需要注意的是，厂商总喜欢用“光学变焦”来宣传，但这种双摄手机在进行变焦时并没有镜头内的物理位移，仅仅是将拍照用的镜头从主摄切换到了长焦，用2X或3X无损变焦来形式其实更加准确。
4、主摄+超广角
考虑到很多用户喜欢拍摄建筑或多人合影，此时将景深/黑白/长焦镜头换成超广角镜头，就可轻松满足这一需求。比如vivo X23就采用了IMX363主摄+125°超广角镜头的组合，后者解决了用户以往在拍摄风景或合影时的掣肘，更带来更强的视觉冲击。
超广角拍照模式
以上就是如今双摄手机的常见组合方案，“主摄+辅摄”一招走遍全天下，大家的区别仅仅是辅摄镜头有所差异而已。
三颗镜头也不多
纵观时下的高端手机领域，“广角+长焦”和“黑白+彩色”是最受厂商青睐的双摄方案，因为它们都能实现背景虚化，并在暗光细节或记录远处风景方面有着无可争议的优势。但是，用户的追求是无止境的，难道就无法将这两个流派的优点合二为一吗？
好消息是，华为P20 Pro做到了。这款产品通过独特的三摄方案，不仅具备“黑白+彩色”的细节表现力，还实现了“广角+长焦”的光学变焦，同时还让我们看到了一个久违的特征，那就是诺基亚lumia 1020时代的超高像素重出江湖！
P20 Pro在有限的空间里一口气塞进了三颗后置徕卡镜头：包括一颗4000万像素的主摄像头、一颗2000万像素的黑白摄像头、一颗800万像素的长焦镜头。此外，P20 Pro还在上方两枚镜头中央嵌入激光接收和发射器，进而实现激光对焦。同时，三枚镜头下方还嵌入闪光灯及色温传感器，这7大组件、3枚镜头携手，最终融合成了最新、最先进摄影设备系统。
和其他双摄手机相比，华为P20 Pro在拍照方面占据两大优势。其一是DxOMark拍照子项评分高达114，遥遥领先其余TOP6的P20（107）、三星S9+（104）、谷歌Pixel2（99）、iPhone X（101）和Mate 10 Pro（100）。其二是P20 Pro支持3倍光学变焦，比业内主流的2倍光学变焦照得更远。
而成就这两大优势的背后原因，就是华为P20 Pro的主摄是来自与索尼联合研发的IMX600传感器，诠释了“底大一级压死人”的金科玉律。IMX600传感器尺寸达到了1/1.7英寸，比一般手机专用传感器的1/2.3英寸足足大出34%的面积！
同时，IMX600还采用了Quad Bayer阵列（同色4像素为一组排列）设计，在低光环境下可将像素4合1，秒变单像素面积2μm的1000万像素传感器，已经非常接近相机CMOS的2.4μm单像素面积了。
曾经用过诺基亚808 PureView和lumia 1020这类超高像素手机的用户，很多都有过被高感画质变差问题所困扰的经历。这一次P20 Pro的4000万像素是否也会降低高感画质呢？
请放心，P20 Pro的默认分辨率只是1000万像素，4000万像素拍照模式需要用户手动开启。同时，华为还为IMX600找来了一个更有实际意义的战场——手持夜景。以往很多手机要想拍出完美的夜景大片，哪怕摄像头支持光学防抖，也需要借助三脚架才能保持绝对稳定的情况下延长快门曝光时间。而P20 Pro主打的夜景手持长曝光模式，只靠双手就能保证6秒的拍摄稳定！
华为P20 Pro的800万像素长焦镜头也与市面上其他双摄手机常用的长焦镜头不同，它原生就支持3倍光学变焦，所以可以记录更清晰的远处风景。同时，点击拍照界面的变焦按钮，P20 Pro还能实现5倍混合变焦，通过三摄的巨大总像素和图像优化运算，其效果要比以往通过剪裁实现的数码变焦要好很多，从此手机“打鸟”不再是梦。
总之，华为P20 Pro的徕卡三摄为智能手机打开了一扇新的窗户，借助更多定制镜头实现远超双摄，媲美专业单反相机的拍照体验。可惜，这种豪华三摄模块的成本也是较为高昂的，短期内很难在主流价位手机间普及。所以，智能手机厂商都展开了“曲线救国”之旅，借助新兴的AI来优化最终成像的效果。
后置三摄有什么作用
华为P20 Pro算是三摄手机的典型代表，它采用了1颗4000万像素的主摄像头（IMX600传感器）、1颗2000万像素的黑白辅摄、1颗800万像素的长焦镜头组合。其中，前两颗负责日常拍摄，最后一颗负责3X光学变焦模式拍摄。
OPPO R17 Pro同样采用了三颗摄像头，分别由1200万像素主摄+2000万像素辅摄+TOF 3D立体摄像头组成，其中TOF 3D镜头并不参与拍照，只能用于记录空间信息，从而实现更有趣味性和实用性的AR/VR体验。而R17 Pro的另外2颗镜头则可根据环境和场景的变化而切换镜头，主摄还主打F1.5/F2.4的灵动光圈。
三星最新发布的Galaxy A7是三摄手机的最新成员，它采用了2400万像素的主摄+500万像素景深辅摄+800万像素超广角镜头，前2颗镜头可实现硬件级背景虚化效果，最后1颗则可进行120°超广角拍照。
此外，联想早期推出的PHAB2 Pro也算是三摄手机的代表之一，只是它采用了的是1600万像素的主摄，以及用于AR技术感知运动的深度感知摄像头以及运动追踪摄像头的组合。主摄负责成像，其余2颗用于AR应用。
后置四摄不嫌多，但要理性对待
当摄像头数量变成N。对手机后置镜头，你觉得3颗就够了吗？
三星Galaxy A9 Pro 2018的答案是，4颗才够味！这款手机据说要采用四颗竖行排列的镜头阵列，包含800万像素广角镜头、2400万像素主镜头、1000万像素变焦镜头和500万像素景深镜头。
诺基亚早前也曝光过一款采用了左轮式转盘的五摄手机，具体型号有可能是Nokia 10，只是摄像头的具体参数并不知晓。
而富士康在收购Light后，也曝光过一款采用了后置9颗镜头的概念手机，据说其具备单反级光学性能，可拍摄最高6400万像素的照片！
可以预见，3颗摄像头，已经不再是智能手机的极限了，未来三摄很可能只是入门，四摄、五摄算是进阶，并永无止境？
然并卵，更多摄像头到底有用吗？
从已经上市的多摄手机来看，拍照好不好，80%得看主摄传感器的素质，15%靠相机成像算法，另外5%则来源于另外1颗镜头的辅助，比如景深镜头的虚化效果、黑白镜头的细节补充。
问题是，类似长焦、超广角、TOF 3D等镜头，并不能和主摄搭配，它们所带来的只是特殊的拍照模式或功能。
以Galaxy A9 Pro 2018为例，它的4颗镜头，只能带来普通拍照（主摄），以及另外3个拍照模式：超广角模式（超广角镜头）、2X变焦（长焦镜头）和背景虚化模式（景深镜头）。
如果你追求顶级的大片效果，认准更高品质的主摄就足够了；如果你喜欢更多趣味拍照模式，更多摄像头的手机大都可以带来更多玩法，比如更多摄像头+光场相机模式，可通过多个摄像头进行记录原片，后期方便用户实时选择对焦点。
当然，一款手机想同时启动更多摄像头负责成像，还需要ISP具备更强大的运算能力，而目前骁龙、麒麟、猎户座的旗舰级SoC暂时却仅支持双摄成像。所以，你觉得更多镜头的实际意义大不大？
后置多摄像头工作方案
俗话说，没有一张照片是一个镜头拍不好的，如果有，那就两个，再不行。 那就三个！！
市面上出现了几种不同的双摄方案。之后的多摄像头方案，基本上都是一颗主摄负责主要成像，其他的副摄辅助成像。
1、华为做了彩色主摄+黑白副摄的双摄。这个黑白副摄的作用，你大概可以理解成在原先彩色主摄拍出来的画面中把轮廓又勾勒了一遍，这样细节就会更多。并且黑白镜头由于不存在滤光，进光量会比彩色镜头大，对夜拍的提升比较大一点。
2、苹果、小米等做的彩色主摄+长焦副摄。由于之前市面上都是单个主摄，因此在变焦的时候（就是你双指放大拍远处），实际上是把主摄的拍到的东西的中间那一块放大，这样变焦效果就比较差，可能还比较抖。而长焦副摄的加入，大大提升了变焦拍摄的质量。长焦似乎也有辅助虚化的能力。长焦的放大本质上是焦距有改变，可以参考一下初中凸透镜蜡烛火光成像的实验。
3、千元机大多数采用的彩色主摄+200W/500W副摄。这个情况下凑数的可能性比较大了。这个副摄基本上就是用来虚化的，除此之外没有什么作用。
4、以荣耀V20为例的主摄+tof。tof负责采取3d信息，这样就可以玩体感游戏之类。不过通常情况下的拍照仅仅只是主摄工作。所以单纯拍照你可以理解成V20只是单摄手机。
每个都有自己的优势，也都有自己的劣势。第一个变焦能力弱，第二个夜拍没有第一个好，第四个功能丰富但是本质上是单摄。
因此市面上就出了多摄像头方案。
三摄：以华为P20 Pro为例，三颗摄像头分别是一颗彩色镜头+一颗黑白镜头+一颗长焦镜头，长焦的载入能让景深和虚化的虚化效果达到更好的效果。
四摄：以三星 Galaxy A9s举例，超广角镜头+变焦镜头+主摄镜头+景深辅助镜头。三星的四个镜头将取景拍照的功能更加细化，主要功能还是辅助成像。
至于以后发展的那些手机6摄7摄多少摄，觉得可能是打造出来吸引消费者眼球的，拍照方面不一定比三摄四摄强很多。
可以说，未来，多摄+AI将是智能手机们比拼的重中之重。
以上就是手机摄像头工作原理、多颗摄像头的作用介绍。想要拍出好的照片，要有影像传感器、光学镜头和影像处理器这“三驾马车”。三驾马车不够用，考虑多加摄像头，两颗、三颗、四颗摄像头以不同功能组合在一起，比如长焦镜头、黑白摄像头等，未来就是多摄加上AI处理图像能力的比拼，手机芯片性能能影响到图片的质量。手机拍照好坏，单单看像素多少就很片面。光圈等因素都有作用。关注教程之家，解锁更多数码资讯。
