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手机极限暗光拍摄体验:进光量提升40%的RYYB传感器才是正解

程序员文章站 2023-02-05 20:31:10
因为传感器(cmos)尺寸和镜头光圈大小的限制,手机的相机模组往往进光量小且传感器单位像素面积不大,所以暗光拍摄对于手机一直是硬伤。即使厂商可以靠提高传感器的感光度(i...

因为传感器(cmos)尺寸和镜头光圈大小的限制,手机的相机模组往往进光量小且传感器单位像素面积不大,所以暗光拍摄对于手机一直是硬伤。即使厂商可以靠提高传感器的感光度(iso),来实现暗光环境下画面亮度的提升,但后果就是传感器会收到更多的杂讯,从而产生更多的噪点,提高亮度的同时,画面质量却大大下降。

但是对于手机在暗光下的拍摄,我们也并非毫无办法。手机厂商针对暗光拍摄,分别从软件硬件方面,研究出了许多改善措施。比如软件层面,现在就有各种超级夜景技术。通过拍摄多张短曝光照片合成,实现不逊色于专业相机的夜间成像效果。但是对于极限暗光下的摄影来说,这个技术还是显得力不从心,毕竟一张超级夜景照片就需要至少4——5秒的时间生成,摄影动辄每秒60帧的处理量是巨大的,手机soc难以承受。

手机极限暗光拍摄体验:进光量提升40%的RYYB传感器才是正解
最初 手机厂商采用黑白镜头辅助主摄的双摄方案 改善暗光拍照的画面表现

而硬件层面,厂商更多的是从镜头 、从传感器本身入手。既然手机的尺寸决定了光圈、传感器尺寸都难有大幅度的提升,滤光片的优化似乎是目前来看最简单直接的提升进光量的而方式。像在华为p9上,就有黑白镜头加主摄的组合,黑白镜头直接丢掉了滤光片,进光量非常高,可以记录更多的明暗与画面细节,再与主摄的彩色画面合成,实现暗光下的细节、亮度、画质的均衡

手机极限暗光拍摄体验:进光量提升40%的RYYB传感器才是正解
ryyb阵列将绿色滤光片换成黄色 进光量有了近40%的提升

而现在,黑白镜头其实已经不太多见了,一方面超级夜景之类的软件算法已经能够胜任夜景拍照,另一方面主摄在暗光拍摄方面有个更好的选择。全新的ryyb传感器,与一般传感器滤光片采用的rggb的拜耳阵列不同,将原本的绿色滤光片替换成黄色,相当于红色绿色两种光源都可以进入,有了额外的红色光源进入,进光量提升接近40%,更加方便极限暗光条件下的拍摄。我们可以看到,在ryyb传感器的反算法成熟以后,黑白镜头的作用也被其取代,让厂商可以将更多的像广角、长焦镜头放置到十分紧张的手机空间之中。

仅就纸面数据来说,采用ryyb滤光片的传感器,其进光量是同等规格rggb滤光片传感器的140%,然而实际效果究竟如何,我们可以通过一个小测试一探究竟。

笔者本次采用了荣耀v30 pro和某安卓旗舰机进行对比。荣耀v30 pro使用的cmos是索尼imx 600,单像素达2μm(四合一),采用了ryyb阵列外加f1/1.6的大光圈。作为对比的某安卓旗舰,主摄cmos是在旗舰机中很常见的imx 586,单像素1.6μm(四合一),传统的rggb阵列,光圈同为f1/1.6。我们在极限暗光下摄像比较二者的画质区别。

手机极限暗光拍摄体验:进光量提升40%的RYYB传感器才是正解
极限暗光摄影对比

手机极限暗光拍摄体验:进光量提升40%的RYYB传感器才是正解
极限暗光摄影对比

通过对比我们可以发现,作为对比的imx 586,在暗光环境下一片漆黑,除了远处的灯光能记录下画面外,暗处几乎无法辨别。而采用ryyb阵列的imx 600在暗光环境下堪比夜视仪,依然能够记录下周围环境的景物,40%的进光量带来的提升可见一斑。

手机极限暗光拍摄体验:进光量提升40%的RYYB传感器才是正解

相较于传统的标准拜耳阵列,ryyb阵列对于手机暗光下的成像能力的提升是非常明显的。想要手机的暗光成像能力提升,或者说以当下的技术水平,想要在手机那紧凑的空间中进一步提高传感器的进光量,或许ryyb阵列才是正解。