图吧小白教程 篇五十七：手机多摄像头原理科普

创作立场声明：等我闲下来了我就去玩胶卷去，手机在我看来只是个写文章做视频获取素材的工具而已，并不适合用来玩

【图吧小白教程】双摄基本原理

手机双摄像头的原理讲解（咕了挺长时间）

现在手机都四摄了，双摄没意思

简单讲讲手机双摄像的发展史

多少年以前，咱用的是诺基亚N70，当时欧版手机有个前置摄像头，国行没有。欧版还支持可视收音机，虽然咱拿到手从来没可视过。当时咱和咱沙雕同学说自己手机有俩摄像头时这同学压根不信，结果看到实物才恍然大悟。这就是咱最早接触的手机双摄的例子

n70其实还行，当年就有200万像素摄像头+30万像素前置了，还支持2G的MMC卡（一般都是兼容SD卡），在当年也算是拍照手机了。滑动的手机镜头盖很有设计感

后来再接触正经的双摄像头，就是安卓智能机的时代了。

当年HTC刚出的时候真的各种玩票，什么双摄裸眼3D之类的都整上了，那会儿手机一面整两个摄像头是为了拍摄裸眼3D图片，录制3D视频，拍出来的照片视频直接在手机上就能裸眼3D观看，感觉非常不错（就是看着有点累）

HTC EVO 3D(G17)

配备了两个500万像素的摄像头，可拍摄裸眼3D视频 高通Snapdragon MSM8x60的双核处理器，每个核心主频1.2GHz，HTC G17搭载了高通Snapdragon第三代产品，采用45nm工艺的MSM8260与MSM8660，MSM8660比MSM8260多支持了CDMA网络。

这手机我小弟手上应该还有一个呢，这会儿收二手应该便宜的掉渣了。人有两只眼睛，手机也有两个摄像头，按说是挺对应的。然而手机双摄拍3D实在没什么卵用，对于画质没有丝毫提升，而且裸眼3D照片也好视频也好除了手机本身也没别的玩意支持，所以很快就被时代遗忘了。

从那以后很长时间，手机一直都是单摄像头的

直到华为P9那个年代，手机才再度出现双摄像头

其实这会儿手机双摄像头就已经有点那个意思了

华为P9开始，华为每一代的旗舰手机都至少标配了双摄像头，原因也简单，过去的大口径摄像头提升像素的效率并不好，拍出来的照片该糊一样糊，而且镜头还变得更长了完全从手机上凸出来了，所以当时的双摄手机，主要是用第二个摄像头改善像素的

如果各位看过【8-Bit Guy】如何用黑白相机拍出彩色照片 的话就应该大概能知道现在的彩色相机是用什么方法拍出来的彩色照片，和视频中用三种滤镜切换拍摄不同的是，现在的手机数码相机是用类似CRT显示器或者随便什么彩色显示器的方法来实现彩色图像的获取的：

一般的彩色传感器都是使用RGBG 排列的拜耳阵列或其变种 RGBW 排列，在这种排列下，全色光在射入每个颜色像素点时被滤光片过滤掉其他颜色，只保留该颜色的亮度信息。

那么这种方法拍摄到的图像，势必会浪费手机三分之二的像素用来获取颜色信息，如果手机上每个传感器只记录亮度不记录颜色，同样规格的传感器像素会上升三倍，这可不是个小数目

唯一的问题是，这样的照片是黑白的

像素虽然高，但是是黑白的

场面一度非常尴尬.JPG

所以我们怎么把照片重新上色得到彩色照片呢？用买各种颜色的滤镜然后自己手动合成吗？不需要，双摄像头的意义就在这里，通过彩色+黑白摄像头组合使用，手机通过算法可以自动对黑白图片上色。多亏了AI技术的发展，现在的手机可以不依靠过去那么强悍的摄像头就能拍出理想的照片。有的时候我也在想，手机要是能装备WAIFU2X之类的算法拉伸的话，高像素镜头就真没那么需要了。

此外华为手机拍照还会经常出现正在改善拍摄画质,请持稳您的设备

因为在检测到光线不足的时候，相机强制开启了HDR模式进行拍摄,HDR需要增加曝光补偿时间，以及后期合成，所以需要稳定设备。

HDR：高动态范围图像（High-Dynamic Range，简称HDR），相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节，根据不同的曝光时间的LDR（Low-Dynamic Range，低动态范围图像），并利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像。它能够更好的反映出真实环境中的视觉效果。

超级夜景的原理，咱之前讲过了：用华为手机专业模式拍摄RAW照片 RAW直接读取传感器的信息，照片后期余地很大。

超级夜景原理是通过长曝光,拍摄很多张不同曝光不同ISO照片,然后通过算法实时堆栈和 HDR。通过软件算法可以挑选不同张片中拍的最好的细节，所以咱可以拎着手机出去拍星星，过去的单摄像头手机强如诺基亚925也是个DD

完全不是一个档次的东西

拿个三脚架或者手可以稳到狙击手级别的精度，就可以拍到天上的星座。

冬季观星

所以这会儿随便拿个三四百块钱收来的手机就可以有这种效果+高性能视频解码+HIFI 3.5mm音频输出，咱还是挺得劲的。当年咱在攒钱上小米6X和捡华为P9的时候堵了一把，幸运的是我赌赢了。

原则上超级夜景不一定非得有

再往后的手机，多摄像头就有不一样的原理了。比如IPHONE7 Plus是用了两个不同焦距的定焦镜头

还有记录景深为目的的双摄像头，实现背景虚化和重对焦，可以先拍照后对焦

这两种我没有也不多说，听说记录景深的双摄经常翻车会把景物拍虚

所以总结一下，过去的双摄基本分为以下四类：

1、彩色相机 + 深度相机（RGB + Depth），主要用于三维重建（HTC 3D）

2、彩色相机 + 黑白相机（RGB + Mono），主要提升暗光/夜景影像拍摄质量（华为P9之后）

3、广角镜头 + 长焦镜头（Wide + Tele），主要用于光学变焦（小米6 iPhone7 PLUS）

4、彩色相机 + 彩色相机（RGB + RGB），主要用于计算景深，实现背景虚化和重对焦（红米Pro、vivo x9 这些我都不熟）

除了三维相机，其余的双摄相机都需要双摄像头距离越近越好，像是咱的手机拆开一看俩摄像头都是一根线上的模块，非常好拆。

此外，现代手机还有潜望式长焦。长焦镜头可以拉近景物，实现远处景物的高清摄影。

远摄相机又想要长焦还不想手机镜头凸出一大截出来怎么办

长焦镜头受手机物理限制，不可能直接拉长镜头，所以手机厂商创造性的开创了潜望镜式长焦镜头。

然而，手机多镜头的情况下只有专门用来拍远处景物的场合手机才会启动长焦镜头。

对于不远不近的景物，长焦镜头是和标准镜头混合使用的，长焦镜头拍不到的景物就需要用标准镜头的结果直接算法拉伸，就像前文说的WAIFU2X一样。至于长焦镜头也拍不好的超远景物，也可以用算法拉伸获得更加优质的数码变焦效果。然而，这种镜头还是定焦的，无法和专业相机一样实现大范围的物理变焦。不过相信技术的成熟不久之后也会出现可大范围变焦的长焦镜头。

所以到最后我们看看华为四摄都是什么摄像头吧

华为P30 Pro搭载后置四摄，主摄像头为4000万像素，具有f/1.6大光圈；搭配2000万像素超广角镜头和f/2.2光圈；第三颗镜头是800万像素长焦镜头，光圈为f/3.4，支持高达10倍混合光学变焦和50倍数码变焦，主镜头和长焦镜头均支持光学防抖。第四颗镜头为ToF传感器，用于采集3D深度信息。可以看到华为P系列发展到P30 Pro已经不再是P9 P10的黑白+彩色镜头的组合了，然而它4000万像素的主摄像头配合广角镜头长焦镜头和3D传感器已经基本通吃市面上所有双摄手机的性能了，如果它有耳机孔将来我们也可以蹲到它500元以下的时候收购

刚刚查了下P30 Pro 没有 3.5mm 耳机孔，那没事了。反正手机拍照只是一方面，另一方面和笔记本一样要综合考虑性能和实用性的，就像笔记本一样。说实在的对于咱来说P9现在就够用我也没想到什么理由换P10 P20 P30之类的手机。多少人现在不也就一个米6坚持到现在。在5G全面普及之前估计我家是没有换手机的动机和理由了，个人来说，5G手机发布之后就可以等4G手机跳水捡垃圾抄底去了，倒也不错

至于小米10 Pro相机1亿像素主摄+1颗800W超长焦镜头（10x混合变焦）、1颗1200W人像镜头（2x光变，等效焦距约50mm）、1颗2000W超广角镜头（117°视角），看参数倒是不错，但是经过实测发现小米的摄像头有点夏普那味，而且外挂5G和卖手机搭散热器的操作即使是多年之后捡垃圾的价格也实力劝退，要知道至强咱收骁龙800的手机都是15不包邮的，大火炉确实不值钱，当年1600像素的神机看着吓人实际上多少年之后时间证明了它是垃圾，拍照效果糊的1P还不如同SOC的三星平板800W像素拍照效果好，而且手机散热和平板也不一样，平板散热多大面积手机多大面积，手机点大火炉那真是3秒真男人当场热缩肛，平板坚持个把小时问题不大，现在也可以看一些压制参数好的H265片源手机就GG所以那手机咱直接就给出去了。倒是体验一把日系的感觉挺不错，给我的印象就是这样，对咱将来选购手机也提供了不错的参考。所以谁说捡垃圾没用，以史为鉴，将来捡垃圾也更难翻车了。