知识科普|“丰满”的全面屏，“骨感”的屏下摄像头
_原题为 “丰满”的全面屏 ， “骨感”的屏下摄像头
实现“正面全都是屏幕” ， 可以看做是过去几年智能手机行业在产品形态变革方面的主旋律之一 。 为了实现100%全面屏 ， 围绕其诞生了诸如屏幕指纹 ， 深度面容识别 ， 屏幕发声等一系列新的技术方案 。
这些新的技术方案最终目的其实都殊途同归 ， 就是将手机正面与屏幕无关的元器件去掉或者隐藏起来 ， 让整个手机的正面能够实现真正一览无余的“全面屏” 。 当相关的技术难题被一一解决之后 ， 最终横亘在终极全面屏前面的似乎就只剩下前置镜头了 。
中兴、小米相继宣布屏下摄像头技术的消息 ， 无疑让屏下摄像头这项技术又离我们更近了一步 。
实现量产并不容易 从实现“完美全面屏”的角度来看 ， 去年比较流行的升降式前置方案算是一个相对成熟的路子 。
不过在全面步入5G时代之后 ， 升降式前置方案似乎在一夜之间全部消失了 。 究其原因 ， 还是在于该方案存在许多难以解决的缺陷 。 比如庞大的结构占用机身内部空间太多 ， 影响手机续航；机械结构存在可靠性问题 ， 同时也难以做到更好的防尘防水标准；增加了机身的厚度和重量 ， 不便于手机“减重”等等 。
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于是 ， 将前置摄像头做到屏幕之后的想法自然就成为了行业下一个重点攻克的技术难题 。
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在过去的一年多时间内 ， 先后有OPPO、小米、vivo等厂商展示过自家的屏下摄像头技术 。 到了今年 ， 先是维信诺这样的上游供应商 ， 后又是中兴表示将正式发布搭载屏下摄像头技术的产品 ， 而前两天的小米更是宣布自家的屏下摄像头技术已经迭代到了3.0的版本 。
如何将摄像头隐藏到屏幕下方这个问题其实可以换一种问法：如何将屏幕做透明？
这其实在之前的小米透明电视的文章中我们就做过了科普 ， 其实两者之间异曲同工 。 将原本的前置摄像头区域的屏幕 ， 做成类似于小米透明电视的“透明屏幕” 。 相机在工作时该区域的屏幕能够正常进入光线 。 相机不工作的时候 ， 整个屏幕正常显示内容 。 这样就相当于将前置摄像头“隐藏”进了屏幕内部 。
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背后的原理依然是利用透明像素技术 ， 将该区域参与显示的一部分像素做成“透明像素” ， 实现该区域屏幕的透明化 。 不过和透明电视单纯追求视觉效果不同的是 ， 屏下摄像头要保证足够的进光量 ， 完成日常的成像 。 因此透明像素的数量就不能太少 。 理论上整个前置摄像头区域的透光率越高 ， 屏下摄像头的成像效果也就越好 。
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所以除了驱动电路和像素结构设计之外 ， 还需要做一些材料、工艺层面的辅助措施 。 比如应该使用透明度更高的新有机膜和无机膜材料 ， 并对膜层结构进行增透处理；尽可能在前置摄像头区域用透明导电层最大限度地代替非透明金属材料 ， 提升屏幕的透明度 ， 抑制光线的衍射 。
除此之外 ， 还有进一步优化前置成像算法 。 要让相机捕捉到更多的光线的同时 ， 又能够消除影响拍摄效果的衍射和炫光 ， 抑制雾化效果 ， 大幅提升照片清晰度和亮度 。
要真正实现屏下摄像头 ， 其实是一个系统性的工程 ， 其中的门道并不简单 。 这也是为什么OPPO、vivo在展示了相关技术之后迟迟没有动静 ， 而小米也宣布至少要在明年才能真正商用屏下摄像头技术的主要原因 。
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天然存在的一个矛盾 也正因为相关技术的复杂性 ， 屏下摄像头方案一直以来都存在一些问题 。
由于屏下摄像头区域的屏幕一部分原本用于显示的像素被做成了透明像素 ， 这就造成这个区域的在分辨率 ， 透明度上和周围的屏幕明显的差异 。 由此带来了两个区域屏幕在显示内容的亮度、色域和视角上的明显差异 。
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这就是之前被大家广泛诟病的“纱窗效应” ， 两个区域的屏幕在显示效果上的差异造成了摄像头位置的屏幕在显示内容的时候会出现网格化 ， 像素化的特征 。 这样原本的摄像头区域在日常使用屏幕的时候就容易出现明显的“穿帮” ， 影响手机整体的显示效果 。 这样的情况 ， 在早期工程样机上体现的尤为明显 。
鉴于这种屏下摄像头带来的显示效果 ， 我们给它取了一个名字：空气刘海屏 。
第二个问题其实就是对于前置成像的影响 。 虽然屏下摄像头区域的屏幕能够保证光线的进入 ， 但毕竟其中一部分像素参与了正常的内容显示 。 由于这部分显示像素需要排布背后的驱动电路 ， 无法做到透明 ， 就相当于遮挡了一部分的光线 。 自然 ， 屏下摄像头在整体的进光量上和传统的镜组相比 ， 打了不少折扣 。
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