手機的拍照功能已成為智能手機產(chǎn)商比拼的關(guān)鍵

毫無疑問，手機的拍照功能已經(jīng)成為了用戶越來越關(guān)注的焦點，同時也成為了眾多智能手機廠商比拼功力的關(guān)鍵所在。2018年智能手機行業(yè)在拍照方面迎來了一個新變革，那就是從后置雙攝向后置三攝時代的演進。今年3月發(fā)布的華為P20 Pro就率先采用了后置的徠卡三攝，拍照性能再度提升到了一個新的高度。

根據(jù)華為公布的數(shù)據(jù)顯示，華為P20系列上市之后僅2.5個月就賣出了600萬臺，相比前代的P10系列，全球銷量同比增長81%。而華為P20系列熱銷的關(guān)鍵，一方面在于其出色的硬件配置，而更為關(guān)鍵的則是其出眾的拍攝效果。

根據(jù)知名相機評側(cè)機構(gòu)DxOMark Mobile的評測結(jié)果顯示，華為P20 Pro在拍照性能評分上遠超越蘋果iPhone X，以109分的高分排名第一，相比排名第二的HTC U12+也高出了5分之多。各大專業(yè)攝影網(wǎng)站也對華為P20 Pro給出了極高評價，也有不少手機評測機構(gòu)在對比中表示華為P20 Pro已經(jīng)超越了iPhone X的拍攝體驗。

那么，實際拍照的效果有多大的差距呢？對此芯智訊拿iPhone X與華為P20 Pro分別針對近景、遠景、變焦等場景下的拍攝效果進行了簡單的對比：

iPhone X與華為P20 Pro近景拍攝效果對比

iPhone X與華為P20 Pro遠景拍攝效果對比

iPhone X與華為P20 Pro變焦拍攝效果對比

從上面的對比效果來看，華為P20 Pro在色彩表現(xiàn)力、細節(jié)表現(xiàn)等方面顯然要更勝一籌。

解析華為P20 Pro拍攝效果出眾的秘密

那么為何華為P20 Pro的拍攝效果能夠做到這么好呢？

首先是硬件強大。華為P20 Pro的后置三徠卡鏡頭包括一顆4000萬像素的主攝像頭、一顆2000萬像素的黑白攝像頭、一顆800萬像素的長焦鏡頭，分別采用f/1.8+f/1.6+f/2.4大光圈。

其中，4000萬像素的主攝像頭采用了與索尼聯(lián)合研發(fā)的 1/1.7 英寸的IMX600傳感器，單像素大小最高可達2微米，已經(jīng)非常接近相機CMOS標準。它比 iPhone X 上 1/2.9 英寸傳感器以及三星 Galaxy S9 的 1/2.55 英寸的傳感器還要更大一些，其 ISO 最高能達到 102400。

同時，華為P20 Pro也是目前唯一一款達到1/1.7英寸類型圖像傳感器的手機產(chǎn)品。傳感器尺寸的增加，意味著單像素的捕捉光線能力更強，同樣環(huán)境下，可以拍攝出亮度更高、噪點更少、更清晰的照片。

同時，后置的三顆攝像頭在硬件層面上還具備了 OIS 光學防抖功能。并且華為還為其配備了激光對焦，使得對焦更加的快速和精準。

當然，拍攝最終效果不僅取決于以上這些與攝像頭密切相關(guān)的硬件，同時也要看光圈、感光度、快門、色溫、曝光補償?shù)饶芰?。從實際拍攝來看，光線好的情況下，主要差別在于白平衡，暗部噪點等。要做好這一點，還需要顏色傳感器（Color Sensor）的幫助。

而華為P20 Pro就配備了兩顆顏色傳感器，使得拍攝時可以更精準的調(diào)節(jié)白平衡，比如可以讓人像面部更自然，色彩復現(xiàn)更加準確，畫面效果更加的生動。

芯智訊經(jīng)過對華為P20 Pro拆解發(fā)現(xiàn)，華為P20 Pro后置三攝的下方，也就是在閃光燈的旁邊的那顆顏色傳感器是由艾邁斯半導體（ams）提供的，具體型號為TCS3430。

據(jù)了解，ams的這顆顏色傳感器TC3430最初是專為iPhone X定制的。而資料也顯示，TCS3430比iPhone 6S或7中的環(huán)境光傳感器多出約4倍的光電二極管，并且傳感部分采用圓形布局，大大提高了對于環(huán)境光的感測能力。

另外，在華為P20 Pro的前置攝像頭的旁邊也配備了一顆顏色傳感器，這顆傳感器同樣也是由ams供應的，型號為TMD3725。

手機中的顏色傳感器到底有什么用？

顏色傳感器在終端設(shè)備中起著極其重要的作用，比如色彩監(jiān)視器的校準裝置；彩色打印機和繪圖儀；涂料、紡織品和化妝品制造，以及醫(yī)療方面的應用，如血液診斷、尿樣分析和牙齒整形等。色彩傳感器系統(tǒng)的復雜性在很大程度上取決于其用于確定色彩的波長譜帶或信號通道的數(shù)量。除了應用在手機中，目前也有客戶把RGB顏色傳感器用于照明產(chǎn)品的色溫檢測評估，根據(jù)傳感器讀出的室內(nèi)光線的色溫值實現(xiàn)照明顏色的調(diào)節(jié)。還有一些智能洗衣機搭載顏色傳感器，當進行衣物洗滌時，顏色傳感器通過檢測機內(nèi)水的反射光RGB值，可大致判斷衣物的掉色程度或者臟的程度。

相對來說，XYZ傳感器在手機和平板電腦上的應用潛力大，例如可以檢測室內(nèi)的燈是熒光燈、LED燈還是鹵素燈，以進行合理的調(diào)光。此外，還能檢測蘋果、牛奶等，還可以用于網(wǎng)購，例如衣服色彩的精細辨別、裝修材料色彩的選擇等，還可用于投影儀。

白平衡英文名稱為White Balance。物體顏色會因投射光線顏色產(chǎn)生改變，在不同光線的場合下拍攝出的照片會有不同的色溫。例如以鎢絲燈（電燈泡）照明的環(huán)境拍出的照片可能偏黃，一般來說，CCD沒有辦法像人眼一樣會自動修正光線的改變。

有白平衡矯正和沒有白平衡矯正的對比

以往屏幕色彩管理大都采用RGB顏色傳感器， RGB并不是從人眼真實的色彩感覺出發(fā)，而是通過紅綠藍三色調(diào)和出的各種顏色，來“欺騙”人眼和大腦，對真實色彩的還原度誤差在10~15%之間。XYZ是人眼標準反應曲線的模型，同時也展現(xiàn)了視網(wǎng)膜的長、中、短感光錐細胞對于光的光譜功率分布反應。雖然紅、綠、藍被視為可視光譜的代表，但它與實際的RGB顏色分布并不符合。

XYZ感測技術(shù)可實現(xiàn)如同人眼般的色彩感知

據(jù)了解，目前能夠提供顏色傳感器的供應商也有不少，不過大多數(shù)都只能檢測紅、綠、藍（RGB）和紅外線，做不到XYZ的檢測。

比如羅姆的BH1749 NUC，目前這顆IC也被應用到液晶背光電視、手機和平板電腦中。光寶（Lite On） 381色溫傳感器，在兒童教學玩具中可以用于檢測顏色的顯示，用于環(huán)境中色溫的自動調(diào)節(jié)照片，據(jù)了解目前也有不少廠商采用。

而華為P20 Pro所采用的ams的這顆顏色傳感器TC3430就是基于XYZ感測技術(shù)。數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的RGB傳感器達到三通道15%-20%的精度誤差，這也是為何以往很多用戶吐槽手機自動顏色調(diào)節(jié)體驗不好。而最新的XYZ顏色傳感器可以精確到1%～5%的精度，提供的顏色測量可精準匹配人眼對可視光譜的反應。

根據(jù)資料顯示，TCS3430創(chuàng)新地采用了X、Y、Z通道以及兩個紅外（IR）通道。兩個紅外通道用于推斷光源類型；Y通道為可見光光譜中的綠光部分提供照度測量。這款傳感器的架構(gòu)使得其能感應很寬的光譜，結(jié)合擴散片（diffuser），6通道傳感器芯片能感測紫外光、紅光、綠光、藍光、近紅外1（NIR1）和近紅外2（NIR2）。這使得智能手機可利用該傳感器感知環(huán)境的相關(guān)色溫（CCT）水平，進而調(diào)整顯示顏色和亮度。因此TCS3430可同時用作環(huán)境光傳感器與顏色傳感器，甚至可以幫助手機攝像頭的ISP來改善白平衡。同時針對不同的拍攝場景，通過AI自動識別，可以有針對性的對拍攝圖像進行優(yōu)化。

paper like技術(shù)，在不同的光源條件下顯示出不同的光照效果

在今年上海舉辦的慕尼黑電子展上，ams就展示了這顆傳感器。這顆傳感器的優(yōu)劣直接影響到手機顯示的真實效果，出色的顏色傳感器可以還物品真實的顏色，使智能手機擁有紙張般的顯示效果（paper like）。該傳感器還可以用來幫助智能手機相機傳感器的環(huán)境光的顏色檢測，以增強和改善圖像白平衡，以提供更逼真和充滿活力的圖像。

除了在后置攝像頭采用顏色傳感器TCS3430，華為P20 Pro的前置攝像頭附近還用了一顆顏色傳感器TMD3725，這顆傳感器主要用來調(diào)節(jié)屏幕的亮度和色溫，結(jié)合ams自有的paper like技術(shù)，可以在不同的光源條件下顯示出不同的光照效果。而且還顆通過反射二極管能量的光電二極管檢測來對對象進行監(jiān)測，比如識別人臉遠離時可實現(xiàn)自動滅屏的功能。

值得一提的是，除了華為P20 Pro之外，華為P20也同樣配備了這兩顆傳感器。另外據(jù)芯智訊了解，華為即將推出的Mate20系列也或?qū)⒗^續(xù)配備顏色傳感器。

總的來說，顏色傳感器在攝像頭領(lǐng)域的應用剛剛開始，未來還有很大的想象空間。事實上，目前在后置攝像頭采用顏色傳感器來調(diào)節(jié)白平衡的廠商并不多，其中很重要的一點是場景算法非常難做。另外，由于攝像頭和顏色傳感器的白平衡需要復雜的系統(tǒng)來進行平衡，因此需要引入AI自動識別，對場景進行識別。這些都需要傳感器廠商和手機廠商一起來對攝像頭進行配合調(diào)試。據(jù)芯智訊了解，除了華為目前成立了專門的攝像頭研發(fā)部門，小米也成立了攝像部門，在對白平衡顏色傳感器進行研究。

雖然說目前能夠提供顏色傳感器的供應商也有不少，但相對來說，ams的優(yōu)勢在于奧地利總部擁有自己的顏色傳感器制造工廠，良率和效率管控都做得非常好，并且已經(jīng)獲得了蘋果、華為等一線廠商的采用。據(jù)了解，一顆顏色傳感器成本不過幾毛錢，但是對于用戶體驗卻會帶來不小的提升，而且應用前景很多。相信隨著國內(nèi)手機消費者對手機拍照需求的提升，相信顏色傳感器將很快在中高端機型中得到普及。