當下各大手機廠(chǎng)商都開(kāi)始采用多攝像頭的設計，而且隨著(zhù)手機的更新?lián)Q代，攝像頭數量也越來(lái)越多。
你有沒(méi)有好奇過(guò)，為什么拍攝一張照片需要這么多攝像頭呢？看似相同的攝像頭之間，又有哪些區別呢？那就一起來(lái)了解下吧~
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我們先來(lái)了解下手機是如何拍照的。
首先，光線(xiàn)穿過(guò)手機的鏡頭進(jìn)入內部的光學(xué)系統。光學(xué)系統其實(shí)是一系列的透鏡，這些透鏡能把從物體同一點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)匯聚到感光元件上。
感光元件再把接收到的光信號轉化成電信號，并將這些電信號編碼成手機芯片可以看懂的一串數字信號01110101……
芯片接收到這些數字信號后，會(huì )將它們存儲，經(jīng)過(guò)一系列處理把它們變成一串指令，告訴顯示屏上的每個(gè)像素點(diǎn)該發(fā)出怎樣的光。
屏幕上每個(gè)像素點(diǎn)發(fā)出的光匯聚在一起，就形成一張完整的照片，呈現在我們眼前。
上面這些看似復雜的過(guò)程其實(shí)可以簡(jiǎn)單地看成三個(gè)過(guò)程：光學(xué)系統接收并處理光線(xiàn)→感光元件把光信號轉化成電信號→手機芯片記錄這些信號并將其呈現在屏幕上。
這個(gè)過(guò)程看似完美，但是卻潛藏著(zhù)一個(gè)很大的問(wèn)題，那就是要想拍出一張完美的照片就要保證進(jìn)入光學(xué)系統的光足夠多、光學(xué)系統足夠復雜，這就需要一套盡可能大的光學(xué)系統和盡可能大的感光芯片，這與手機越做越輕、越做越薄的理念是背道而馳的。
市面上曾經(jīng)出現過(guò)的大鏡頭可變焦手機，現在已經(jīng)被淘汰
而且，當我們拍攝較遠的物體時(shí)往往需要變焦的功能，過(guò)于薄的光學(xué)系統無(wú)法實(shí)現光學(xué)變焦，只能通過(guò)放大像素的方法來(lái)將圖像放大，這會(huì )導致圖像清晰度的下降。
那么怎樣才能再不增加攝像頭厚度的情況下繼續提升手機的拍攝能力，讓畫(huà)面更清晰更明亮呢？增加攝像頭數量就是一種不錯的方法。
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手機背后的攝像頭們看似互相之間沒(méi)有什么區別，但其實(shí)它們的本領(lǐng)各有不同。
首先，手機需要有一個(gè)主攝像頭，用來(lái)采集要拍攝的畫(huà)面。在這個(gè)畫(huà)面清晰度是足夠的，但受限于手機攝像頭光學(xué)系統的大小，這個(gè)攝像頭拍出的畫(huà)面可能無(wú)法足夠突出主體，色彩不夠鮮艷，拍攝夜景時(shí)物體的輪廓也不夠清晰。此外，在拍攝更遠的物體時(shí)，單一的攝像頭還無(wú)法實(shí)現光學(xué)變焦。
所以，大部分單攝像頭手機會(huì )在你按下快門(mén)之前預先用不同的拍照模式，選取不同的焦點(diǎn)拍攝多張照片，在你按下快門(mén)后再將這些照片內的信息匯總，通過(guò)手機芯片高速的計算，合成出一張效果更佳的照片呈現給我們。
單攝像頭畫(huà)面大多也是多張合成的
這種方法雖好，但是一個(gè)攝像頭無(wú)論再怎么改變模式，它能獲得的圖像信息也是有限的，要想把照片拍得更好就要獲得更多不同類(lèi)型的圖像信息。
于是人們在主攝像頭的基礎上又添加了多個(gè)輔助攝像頭，這樣就可以在拍照時(shí)同時(shí)采集到更多的信息。
>>>>多攝像頭測距
我們人眼在觀(guān)察物體時(shí)，往往被注視的物體最清晰，沒(méi)有被注視的其他物體和背景相對模糊。要想讓拍攝出的照片達到和人眼一樣的效果，我們需要一個(gè)大光圈，高進(jìn)光量的大鏡頭，大概有半個(gè)手機那么大，和手機外包裝盒一樣厚，這顯然是不現實(shí)的。
既然不能在手機上安裝足夠大的鏡頭，那不如就用多個(gè)小鏡頭試試。于是，人們在手機上安裝了多個(gè)參數不同的小攝像頭。
這些攝像頭的位置，參數都不同，因此拍攝出的畫(huà)面有很大的差異，通過(guò)比較不同攝像頭各自拍攝出來(lái)的照片的不同，手機就可以利用算法識別出畫(huà)面中哪個(gè)物體離我們近，那個(gè)物體離我們遠。
知道了畫(huà)面中各個(gè)物體的遠近后，手機就可以利用設定的程序，將離我們近的主體盡可能清晰地顯示，再將離我們遠的背景部分刻意模糊掉，這樣就達到了和人眼類(lèi)似的效果。
>>>>黑白攝像頭
什么決定著(zhù)手機拍照的清晰度呢？小伙伴們可能會(huì )異口同聲地說(shuō)——像素。然而，這個(gè)答案并不準確。
拍照的本質(zhì)是記錄光線(xiàn)中攜帶的信息，并再次用畫(huà)面表現出來(lái)。拍攝的畫(huà)面要想清晰，不光要有足夠多的像素，還要保證每個(gè)像素點(diǎn)都獲得足夠多的光線(xiàn)，也就是進(jìn)光量要足夠。
然而受限于尺寸，手機芯片上每個(gè)像素點(diǎn)很小，能收集到的光普遍較少，即便像素再高也無(wú)法拍攝出足夠清晰的畫(huà)面，尤其在夜間，光線(xiàn)弱的時(shí)候，更是會(huì )出現噪點(diǎn)多，畫(huà)面內物體邊緣模糊的現象，這時(shí)候就需要黑白攝像頭來(lái)彌補。
對于彩色攝像頭，需要在感光元件上同時(shí)采集紅、綠、藍三種光。
這就意味著(zhù)，對于一個(gè)5000萬(wàn)像素的攝像頭來(lái)說(shuō)，需要在本來(lái)就不大的感光芯片上分割出5000萬(wàn)個(gè)紅色像素、5000萬(wàn)個(gè)藍色像素、5000萬(wàn)個(gè)綠色像素，一共15000萬(wàn)個(gè)區域，每個(gè)區域分到的面積十分的少，這使得每個(gè)像素接收到的光也會(huì )很少。
而黑白攝像頭只需要區分光的明暗就好，不需要分別光的顏色，對于5000萬(wàn)像素的黑白攝像頭，只需要在感光芯片上分割5000萬(wàn)個(gè)區域即可，平均每個(gè)像素可以接收光照的面積是彩色攝像頭的3倍，能夠更清晰地將畫(huà)面呈現出來(lái)。
黑白攝像頭光學(xué)元件可采集光的面積是普通攝像頭的3倍
當手機擁有黑白和彩色兩種攝像頭時(shí)，就可以同時(shí)拍到一張色彩鮮艷但有些許噪點(diǎn)的圖像和一張更加清晰、噪點(diǎn)更少的黑白照片。手機芯片會(huì )將兩張照片中的信息匯總，通過(guò)算法合成出一張既清晰，色彩又絢麗的照片，兩全其美。
>>>>不同焦距的攝像頭
解決了虛化和進(jìn)光量不足的問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現光學(xué)變焦也是手機攝像頭的一大缺陷。
我們知道，要想實(shí)現光學(xué)變焦，就需要使鏡頭伸縮，來(lái)改變光學(xué)系統的焦距。然而手機的光學(xué)系統被固定在一個(gè)很小的空間內，無(wú)法實(shí)現伸縮，自然無(wú)法光學(xué)變焦。
既然一個(gè)固定焦距的攝像頭不行，那么多個(gè)具有不同焦距的攝像頭是不是就能實(shí)現了呢？
目前可實(shí)現變焦的手機一般是搭載兩個(gè)或多個(gè)不同焦距的攝像頭，拍攝時(shí)，不同焦距的攝像頭同時(shí)進(jìn)行拍攝，獲得遠近不同的圖像信息，手機芯片將這些信息整合，最終合成出你想要放大的對應倍數的圖像，并保證放大前后畫(huà)面同樣清晰，達到和光學(xué)變焦相同的效果。
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講到這里，可能有小伙伴會(huì )有這樣的疑問(wèn)：多攝像頭拍攝無(wú)非是用算法把多個(gè)攝像頭拍攝到的信息合成在一起，那么合成的照片是真實(shí)的嗎？
其實(shí)，無(wú)論是數碼攝像頭、膠片相機，還是我們的眼睛，這些工具或器官記錄下來(lái)的畫(huà)面其實(shí)都不是真實(shí)的畫(huà)面本身，而是經(jīng)過(guò)大腦或芯片處理過(guò)的信息。拍照的本質(zhì)其實(shí)就是在收集信息，然后把這些信息用我們人類(lèi)能理解的畫(huà)面展示出來(lái)。
多攝像頭其實(shí)就好比多個(gè)觀(guān)察員，它們各司其職，把物體的輪廓、顏色、遠近等信息記錄下來(lái)。而手機芯片像一個(gè)畫(huà)師，它利用攝像頭收集來(lái)的信息再次把畫(huà)面塑造在我們眼前。
怎么樣，有沒(méi)有恍然大悟呢？
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