屏下摄像头只是前菜,OPPO未来影像做了哪些底层创新?

在OPPO发布find x3后,其他品牌率先将屏下摄像头技术量产化到了市场,OPPO虽然是最早展示屏下摄像头的厂商,但量产机还是被其他品牌抢先了。

但抢先的不一定是最好的,下半年的屏下摄像头混战,OPPO会参战。除了准备好了可以量产的屏下摄像头技术,在传感器、模组、算法三个维度上的底层创新,去全面提升手机影像的硬实力,于是就有了这场“未来影像技术发布会”。

第三代屏下摄像头技术,想要做到屏幕显示和影像效果兼得

先说说屏下摄像头吧,目前两场的屏下摄像头手机里,自拍效果只能说一般,人脸会不够清晰,画面也不够明亮。这也是为什么OPPO不急于推出量产产品的原因。

在OPPO探索屏下摄像头技术的三年里,目前已经开发到第三代。

第三代屏下摄像头技术,想要做到的是屏幕显示和影像效果的兼得。

左:上一代屏下摄像头自拍样张 / 右:下一代屏下摄像头自拍样张

据说是无论息屏还是点亮状态,整块屏幕都能给人完整纯净、不见瑕疵的视觉观感。 能保证常见场景的清晰成像,更接近普通前置摄像头的成像画质。

首先是创新的屏幕像素排列方式,在不减少像素数量、不改变排列方式的情况下,略微降低像素体积,保证400 PPI果。

然后把屏幕背面的走线变得透明化。

再然后通过定制的专用屏幕,过采用单个像素电路驱动单个像素(“1拖1”)的方式,精确控制亮度差在2%以内,文字会显示的更加清晰。

最后回归到屏下摄像头自拍,自研去衍射、AWB、HDR等AI影像算法集,训练AI去衍射算法模型,有效控制光源中的衍射问题,进而大幅度提升照片质量。

除了屏下摄像头技术的推进,OPPO对未来影像技术的提升,一个是从硬件的角度,包括传感器和模组,而软件层面就是算法。 

传感器:引入白色子像素的全新RGBW捕光传感器

OPPO发布了全新一代RGBW捕光传感器,RGBW和传统的RGGB相比差了一个字母,W就是白色子像素的意思,白色子像素天生对光线更加敏感,替换原来一部分代号为G的绿色子像素,可以显著提升传感器感光能力。

这套传感器是OPPO花了6年时间和OPPO与索尼联合定制研发的。配合OPPO自研的像素四合一算法,和DTI像素隔离技术,进光量提升了60%,噪点降低35%。主要的改善还是在暗光拍摄上,顺带还解决了过去RGBW传感器的例如色彩饱和度不足、后期猜色等固有缺陷。

除了暗光拍摄,RGBW捕光传感器还对人像模式下在肤色、细节、明暗更加敏感,照片和视频都能得到更好的像效果。

​OPPO自研的四合一像素聚合算法首次写入到传感器硬件,行业首次,在解决摩尔纹问题的同时,让算法预先在传感器内运行和计算,提升影像处理效率,并大幅降低功耗,并且实现了多芯片平台兼容。

DTI像素隔离技术可在微观层面减少传感器子像素之间的串扰,让数字信号更为纯净。

这项技术第四季度就会商用,所以OPPO年底新品可以期待一下。 

模组:连续光学变焦、五轴运动防抖技术

手机影像系统从单摄到双摄到多摄,变焦的需求万变不离其宗,人们都希望手机变焦能比肩相机。对于光学变焦的探究,除了对光学模组品质有要求,对模组行程加长带来的响应和稳定性也是难题。

OPPO基于潜望结构改造的连续变焦技术:首次采用G+P(2GM+5P)镜头技术,2片非球面模造玻璃,提高透光性,滤除杂光、降低色散等,带来更高的光学性能。

为了支持更加稳定、精准地控制镜组运动,隧道磁阻传感器(TMR sensor)替代了霍尔传感器,在无损变焦时指哪打哪。

在马达方案上,以前的滚珠马达方案行程太短,新升级的导向轴结构大大提高了镜组大行程移动过程中的动态倾斜角度,支持高倍率的连续无损光学变焦。

一切都是为了无损变焦。

从想要比肩相机的角度出发,连续无损变焦技术能支持等效85mm-200mm焦段的连续光学变焦,从人像到长焦每一个变焦点的清晰成像,无需数码裁切。

变焦全程在同一枚CMOS传感器上完成,保证了取景器和视频画质高度一致,在手动切换不同焦段时,就不需要一枚摄像头切换到另一枚摄像头,不同摄像头之间的切换造成的跳焦、白平衡偏移、色彩失准等问题就一并被解决了。

还有一个模组方面的创新,是OPPO五轴运动防抖技术。现在硬件级五轴防抖终于被引入手机,可以跟相机和运动相机比比了。

OPPO五轴运动防抖是指,在同一个模组内,同时实现镜头防抖和传感器防抖而不是此前双光学防抖的两颗摄像头均支持光学防抖。

五轴运动防抖的难点在于:狭小的机身空间令传感器位移受限,抖动检测联动机制难度高,复杂的机身对模组结构可靠性提出更高要求。

日常生活场景中,手持手机拍摄给机身带来的的抖动是来自四面八方的力,没有规律可循。

五轴运动防抖功能开启时,处理器先从陀螺仪中获得机身的抖动数据,根据不同方向、不同幅度和频率进行拆解,借助软件算法将分拆后的抖动数据分配到镜头和传感器两个活动组件上。

然后再通过滚珠马达与记忆金属分别驱动两个组件的位移。OPPO五轴运动防抖的最高防抖角度是±3°,接近相机五轴光学防抖的效果。

在夜景或运动抓拍等特殊场景下,实验数据,抓拍成片率提升70%。

这个五轴运动防抖技术预计在2022年Q1的OPPO量产产品上正式商用。

从技术发布上可以看到一些未来产品的方向,影像依然是智能手机的重中之重。虽然大家都明白手机和相机从体型上存在的优势和劣势,但依然还是希望手机能尽可能的接近相机。

于是,RGBW捕光传感器、连续光学变焦、五轴运动防抖技术,搭载智能AI影像算法集的下一代屏下摄像头解决方案,OPPO给一起端上来了。从感光能力、变焦能力、防抖能力及未来终端形态四个体验层面,为手机影像技术的全方位跃迁做准备。

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