「威锋网」硬核科普:手机拍照“国产品牌”是如何坐上头把交椅的( 二 )
【「威锋网」硬核科普:手机拍照“国产品牌”是如何坐上头把交椅的】在镜片过滤掉会影响成像效果的红外光和紫外光 , 只留下我们需要的可见光谱 。 在2x2的像素网格中 , 除了红色、绿色、蓝色以外的颜色会被过滤掉 。
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▲由于透明的物体 , 只允许和自己颜色一致的光线通过 , 所以不同颜色的滤光片 , 可以过滤掉其他颜色 , 只留下红绿蓝三色的光线 。 而CMOS可以根据滤光片的位置 , 将收集到的不同强度的电信号转化 , 从而得到我们看到的彩色画面 。 (不懂为什么红色滤光片只能通过红色的朋友 , 你的初中物理需要重新学习)
拜耳阵列的缺陷
由于CMOS面积有限 , 进来的光线本来就很少(这也是为什么夜间拍摄画面亮度暗的原因) , 一个2X2的像素点之间 , 红色只能收集红色光 , 绿色只能收集绿色光 , 而其他颜色的光线就全部被损失掉了 。 就会折损掉一定的光线强度 。
那么 , 为什么是红蓝绿的光学三原色呢?(色彩三原色是另一个概念)
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▲因为不同比例的颜色相加 , 能够得出不同的色彩
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▲“独一无二”的RYYB排列(华为)
拍照的时候 , 光线一暗 , 我们就拍不清楚画面 。 2016年 , 三星S6正式开启了“夜视仪”时代 , 三星旗舰手机在夜间拍照中风头一时无两 , 甚至能够在极度黑暗的情况下拍到肉眼看不见的画面 。
2018年 , 华为和索尼联合研发的IMX600CMOS上市 , 在4000w像素 , 1/1.7英寸 , 1.0um单位像素的基础上 , 豪赌了一把 , 用了谁也想不到的RYYB阵列 。 同年P20Pro横空出世 , 宣告着外国厂商“垄断”手机拍照排名时代的结束 。
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▲底大一级压死人?那我就比你大两级(图片源自网络)
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▲和RGGB相比 , RYYB在2X2像素上分布的是2黄色、1红色、1蓝色 , 直接替换掉了绿色 。 RYYB的黄色像素点上可以同时通过绿色、红色两种光线 。 而滤光片上的红色 , 其实是洋红 , 能够通过红色、蓝色两种光线 , 蓝色是青色 , 能够通过绿色和蓝色 。
此举让RYYB在进光量上比RGGB提升近40% 。 让P20Pro的极限ISO达到了iPhoneXSMax的64倍 。
大底、高像素、高进光量直接让华为坐稳手机拍照头把交椅 , 很长一段时间都没有被友商打破 。
RYYB的优点 , 同时也是自己最大的缺陷
RYYB保留了红光和蓝光 , 用黄光替换了绿光 , 进光量的确是激增 。 但是最终CMOS合成彩色画面 , 还是需要红蓝绿三色 , 所以只能通过算法在机内运算 , “猜出”原本的绿色 。 此举对ISP算力要求极高 , 并且算法也不是容易解决的问题 , 一不小心就会翻车 。
为了避免侵权 , 我们用简单的图示来模拟下色偏 。
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随着时间的推进 , RYYB的色彩算法已经日趋成熟 , IMX600超前的硬件构想 , 在过去2年后仍然没有被完全超越 。
虽然RYYB带来了全新的构思 , 但是其复杂的算法和高昂的定制费用 , 注定了其不会变成业界主流 。
2020年 , “把IMX600交给其他厂家 , 他们能做的更好”这句话仍然没有应验 , 或许跟风能让你成为业界一流 , 但是永远无法成为世界顶尖 。
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