屏幕摄像机首次登场!了解技术原理,各家进展和发展的难度带你真正全面认识屏幕-量子位

来了!来了!真的有带相机的手机(原型)来了!

在今天的MWC上海,OPPO公开了装载了画面下照相机的屏幕原型。在“微博”中,“OPPO”和“小米”等企业公开了视频,但实际上能用普通消费者的眼睛看到和触摸,这是第一次吧。

比起不知道如何改变未来的5G,强迫症晚期患者不用忍受的刘海屏幕、穿孔屏幕、珍珠屏幕、水滴屏幕、美女尖尖异形屏幕这样的屏幕下摄像头技术带来的变化更为明显会引起更多的好奇心吧。

OPPO如何实现的

OPPO屏幕下搭载摄像头的屏幕,官方称之为“全景视图”,顾名思义,摄像头就藏在这个可透视的屏幕后面窥视外面的世界。

当然,并不是所有的区域都是透明的,也不是所有的区域都是透明的,分为透光区域和不透光区域。

△(OPPO专利图)

虽然官方没有详细说明透射区域安装,但根据OPPO最新的2018年专利文献(专利编号:CN108551505A),其主要原理是专利中记载的“微透镜技术”。

▲(微透镜技术专利的图像)

其主要原理是,为了利用AMOLED屏幕像素点之间的接缝来实现成像,[OPPO]特别降低屏幕像素透射区域的像素密度,以扩大像素之间的接缝,以便更多的光线能够通过屏幕。

另外,为了确保整个画面的显示效果,OPPO调整了透过画面光的区域的像素排列,用户不知道透过光的区域和非透过区域的显示的不同。

看着这个,一定会有人举手说“只用缝隙中的光就能拍好”。

答案当然是滴,原理很简单

例如,被称为80~90年代风靡一时的视力矫正用的小孔眼镜,以及10多年前的流行单品盲眼镜,即使眼前被各种形状的塑料覆盖,实际上也不会成为妨碍。这与“全景视图”相同。

镜头成像的特征是,通过镜头的平行光折射后聚集在一点,所以如果有光的话可以成像,光的多少会改变图像的亮度。

另一方面,在全景屏幕的透光区域,有这样数量非常多、开口部极小的镜头孔,允许光线从那里到达相机。并且,使用更强的感光元件,降低由于光损失对摄影的影响。

除了硬件支持外,软件算法优化也是必不可少的。特别是光量不足,照片照得不好的情况。

像这样,“用硬件透光的屏幕+用更强的感光元件+软件算法优化的屏幕”才是隐藏在屏幕下相机惊人背后的三个秘密。

效果怎么样

烧鹅在技术上不是一个简单的问题

即使使用了更厉害的受光元件,相机实际接收的光量也不到一半,颜色模糊、起雾,谁也无法接受。

OPPO从官方提供的样本来看,使用屏幕下的相机直接拍摄的照片与目前主流的自拍智能手机之间有很大差距。即使是经过算法优化的照片,在图像清晰度、细节表现、颜色再现等方面也存在很大的不足。

△(图片来源OPPO公式微博)

不仅是硬件,白平衡、HDR、AI消雾等图像优化算法还需要不断进化。

透过光的区域的表示,如果说完全没有差别的话是骗人的,但是仔细看的话没有什么影响。

△(图源科技小辛其他厂商谁打?)

OPPO以外的国产厂商,也致力于画面下照相机的开发研究。

小米:新素材透明屏幕

首先是暴露自己小米,直接做一张还可以显示透明的新材质屏幕,不拍照时是一张正常屏幕,拍照时变成一块透明玻璃。

vivo:一个屏幕上有两种素材

OPPO最亲密的朋友vivo也有自己的一套,使用两种不同材质制作屏幕,屏幕下的相机区域采用更薄、更高透过率的PMOLED屏幕,其余部分使用普通的OMOLED屏幕。(专利编号:CN109545833A)

meizu:石墨烯屏幕的透明度很高

meizu计划在前置摄像头上方的小部分使用石墨烯屏幕,利用石墨烯屏幕的高透明度,屏幕下方的摄像头可以正常工作。(专利编号:CN107734102A)

京东方:机械结构简单粗暴。

京东解决方案很简单,就是让别人在一个屏幕上,我需要两个屏幕,前置摄像头,在机身内,相机顶部的屏幕机械移动。(专利编号:CN10956118A)

华为,电压调整一石二鸟

最后是华为,“显示器+液晶调光膜+补光灯”的组合,结合图像传感器调节电压来控制画面的透明度,给画面下的相机带来光。除了显示器,通过调节智能手机后盖的透明度,你可以同时获得透明的屏幕和透明的后盖。(专利编号:CN109618029A)

国外媒体称,除了这些国产厂商外,苹果、三星、LG等海外厂商也在积极开发屏幕下摄像头,但技术细节尚未透露。

普通人什么时候才能用

2014年OPPO从Find7首次搭载闪存充电技术到手机快速充电,大约需要2年多的时间。

从2018年1月发布首款支持屏幕指纹的vivo X20UD版开始,到屏幕指纹全面爆发,仅仅用了一年左右的时间。

目前的屏幕摄像机解决方案还存在拍摄效果差、屏蔽部位显示效果不同、成本过高、产能良品率跟不上的问题,但随着硬件和软件技术的快速发展明年屏幕摄像头手机可能会开始普及。

给人一种缺乏技术能力印象的中国厂商,可能会在“全显示器”的道路上超过苹果、三星等海外厂商。

-完成-

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