手機自拍畫質(zhì)的希望，可能全在屏下攝像頭上了

編者按：本文來自微信公眾號“三易生活”（ID:IT-3eLife），作者 三易菌，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

對于喜歡用手機拍照的朋友來說，從2019年下半年至今的這段時間可以說是相當(dāng)“幸福而又痛苦”的時光。說幸福，是因為1.08億像素的主攝、100倍變焦、4800萬長焦，以及全像素全向?qū)沟燃夹g(shù)先后得以商用，使得這段時間的旗艦機型無論是在拍照功能，還是在實際畫質(zhì)上都上演了一出集體涅槃，瞬間令智能手機與專業(yè)卡片（注意，不是也不可能單反）相機之間的畫質(zhì)差距又拉近了不少。

而說痛苦，除了因為超強的影像堆料與5G時代的來臨，使得相關(guān)機型的價格普遍高企，消費者錢包遭難之外，還有一點不容忽視的事實，那就是以上所述的這些手機拍照新技術(shù)和新配置，基本上全都是針對后置攝像頭而做的改進。至于部分用戶非常在意的前置相機部分，整個行業(yè)在這幾個月、甚至更長的時間里，都幾乎是無所作為的。

最典型的例子就是時至今日，我們在主流旗艦機型上能看到的前攝規(guī)，格普遍還停留在2019年年初的3200萬像素水平，甚至還有不少旗艦手機仍在使用著1600萬或者2000萬像素的前攝傳感器。很顯然這種“后攝突飛猛進、前攝不動如山”的情形，絕對稱不上是正常的技術(shù)發(fā)展狀況。

那么問題就來了，是什么原因?qū)е轮悄苁謾C前置攝像頭的規(guī)格停滯不前呢？答案其實沒有什么新意。說白了，還是整個行業(yè)、包括消費者在內(nèi)對于智能手機“屏占比”，或者說對于屏幕視覺觀感的極致追求。

因為想要智能手機機身盡可能小，顯示面積卻盡可能大，所以就出現(xiàn)了消滅上下邊框的“全面屏”；因為想要全面屏在視覺效果上更加極致，所以就有了從劉海到水滴、從珍珠到開孔的造型變遷。

因為就連開孔屏都會被嫌棄擠占了那么一點點的屏幕顯示面積，所以如今的設(shè)計方向普遍都是將開孔越做越小，以至于就連理論上能夠做到更好前置自拍虛化效果的雙孔雙攝配置，都會被大部分消費者認為“藥丸、太丑”。

需求決定供給，當(dāng)大部分的消費者開始追求旗艦手機屏幕的3K分辨率、高幀率顯示、廣色域色彩，并且對屏幕上哪怕一丁點的遮擋都認為是不完美的時候，廠商的技術(shù)和精力自然也就放在了如何盡可能縮小開孔上。而更小的開孔，不僅意味著前攝更少的進光量、也代表著將無法使用尺寸比開孔大出很多的大底傳感器。于是智能手機前攝的硬件（尺寸）規(guī)格，就這樣被限制住了。

面對這個狀況，一部分有技術(shù)、有追求的廠商還是進行了一些探索的。比如說OPPO與vivo都曾先后嘗試推出了采用升降式前攝的機型；華碩和三星曾經(jīng)在旗下產(chǎn)品上嘗試了自動翻轉(zhuǎn)式的“后攝變前攝”；而努比亞更是率先實踐了前后雙屏設(shè)計，一度被認為是解決全面屏?xí)r代自拍畫質(zhì)下降問題的最好辦法。

但是升降式前攝模組本身體積巨大，會導(dǎo)致手機變重變厚，并且升降式前攝雖然可以有更大的“開孔”，但其厚度卻更受制約，這導(dǎo)致將無法使用復(fù)雜的光學(xué)鏡組，實際上還是限制了CMOS的規(guī)格。而翻轉(zhuǎn)式與前后雙屏的設(shè)計直接以后攝為前攝，看似是自拍畫質(zhì)的最終極解決辦法，但說到底這二者一個耐用度堪憂，一個多少會影響到手機的續(xù)航與維修成本，因此最終還是沒能成為市場主流。

那么，難道智能手機行業(yè)就沒有一個能夠同時兼顧機身美觀輕薄、質(zhì)量可靠耐用、操作便捷直觀這三個優(yōu)點，同時還能顯著提升自拍畫質(zhì)的辦法了嗎？其實還是有的，這就是最快可能在年內(nèi)登場，最慢明年也會到來的屏下攝像頭技術(shù)。

為什么屏下攝像頭有望帶來智能手機自拍技術(shù)的進步？要理解這一點，我們首先需要弄清楚，屏下攝像頭到底是如何工作的。

2019年6月，OPPO在MWC上海展期間首家展出了實際可上手工作的屏下攝像頭原型機，一時間成為行業(yè)焦點。但更重要的是，他們也同時公布了自家屏下攝像頭的專利資料。

從這份專利中我們可以看到，此前據(jù)傳“屏下攝像頭靠的是透明化的屏幕像素”的說法至少當(dāng)前還做不到。因為OPPO利用的其實是屏幕上每個像素之間的間隙部分——通過將像素之間的間隙孔洞透明化，并在其內(nèi)設(shè)置聚焦用的微透鏡，就構(gòu)成了一個類似“復(fù)眼”或者說百葉窗一樣的光學(xué)結(jié)構(gòu)。

從拍照原理的角度來說，這種基于超多微透鏡聚焦的“鏡頭”當(dāng)然也能拍出完整的照片來，但它的難點就在于要讓每一塊微透鏡捕捉到的光線信息“拼合”，需要極為精密的設(shè)計。同時由于單個微透鏡的進光量實在太小，這就意味著屏下攝像頭要想捕捉到足夠的光線信息，就必須要把“鏡頭”所在的區(qū)域設(shè)計得相當(dāng)大。

“等效尺寸”相當(dāng)大，而且視覺上還看不到的“光學(xué)鏡頭”，想到什么了嗎？沒錯，屏下攝像頭的這種結(jié)構(gòu)，決定了它和大尺寸的CMOS堪稱絕配。一方面是因為不再需要顧慮肉眼可見的屏幕開孔問題，另一方面來說，要想充分接收陣列式的微鏡頭捕捉到的光線，本身也需要一塊足夠大的“大底”。

Galaxy S20Ultra的拆解結(jié)構(gòu)，可以看到頂部揚聲器體積不小

那么最后一個問題就來了，對于當(dāng)今內(nèi)部空間寸土寸金的智能手機來說，還有余力在屏幕下方塞進一顆和后攝一樣（甚至更大）的自拍傳感器模組嗎？當(dāng)然有，既然已經(jīng)能夠在機身內(nèi)放下又寬又大的高品質(zhì)頂部揚聲器，那么如果這樣的空間對于前攝模組的安置來說，或許就不會是太大的問題了。