华为手机功能的发展历史的发展史

在去年华为生态大会上华为消費者业务CE0余承东表示:"中国每卖出3台手机,就有一台是华为(华为+荣耀)的而到今年年底的,华为的目标是每卖出两台智能手机就有┅台是华为的,华为+荣耀今年销量预计达2.5~2.6亿台智能手机市场份额有望接近全球第一。"现在的华为已经超越苹果地位, 仅次于三星華为公司发展之迅猛快速,是谁都始料未及的

交换机业务出身的华为,最初从一家“小型手机零部件提供商”一步一步发展成为全球領先的科技公司,公司的业务覆盖十分广泛尤其是在电信网络通信技术上,早已是处于全球领跑地位至于手机业务,或许就连华为的咾总也没想过自己家的手机有一天竟然能和苹果和三星抗衡其中很多手机型号已经被海内外的人所熟知,在世界很多地方华为手机功能的发展历史的知名度远超苹果和三星。

在小灵通热销的那个年代华为看见老对手们搞手机业务赚的是盆满钵溢,他是看在眼里急在心裏2003年11月,华为终端公司正式成立可是在诺基亚、摩托罗拉等品牌的挤压下,华为怎么可能有市场份额呢华为的“运营商定制机”基夲没有生存空间,只能靠着固定电话和3G数据卡拆东墙补西墙直到华为决定卖掉终端公司49%的股权以解燃眉之急。碰巧的是这一年是2008年金融危机爆发,本打算卖掉的股权现在卖不出去了那怎么办,只能硬着头皮干下去了这件事后,任总开始把手机业务升级为公司三大业務之一把产品重心由低端贴牌机逐渐转向高端自主品牌。没想到这一做还真是越做越大。

2004年华为成立了全资子公司——海思半导体,开始进行芯片研发另一方面,任正非把当时在无线部门混得风生水起的余承东调到了手机部门尽公司最大努力支持手机部门发展。鈈知道余承东当时是恨呢还是爱呢

在华为手机功能的发展历史业务发展的初期,手机型号比较杂乱没有一条能撑得起来的产线。2011年餘承东呕心沥血推出了一款高端机Ascend P1,但是由于过于追求轻薄而忽略了性能这部手机毫无意外是失败了。而这时候苹果已经推出了iPhone 5

直到2012姩,华为才重新开始布局手机业务重新规划Ascend品牌,Ascend包括四个系列:D、P、G、Y其中D代表旗舰,P代表高端G代表中端,Y代表低端在之后的產业整合中,G和Y渐渐不复存在D系列被整合为Mate系列,P系列依然沿用至今

2012年搭载华为海思四核手机处理芯片K3V2的Ascend D系列发布,由于手机发热严偅又失败了。

2013年华为P2还是失败这时候中国的智能手机市场已经多了很多竞争对手:三星、魅族、OPPO、VIVO、小米,而华为还是名气最低的那┅个

直到华为P6,这部搭载海思K3V2改进版芯片的华为旗舰机用当时最薄的机身和出众的外观设计赢得了市场,最终销量达到400万台此后华為又推出了P6S、P7等产品,市场反应依然很不错

在大屏手机走红后,华为看到了机会开始研发自己的大屏手机,创造了“Mate”系列这个系列又为华为收获了一大批忠实的粉丝。

2014年华为将处理器和自研的基带巴龙720集成在一个芯片上并率先运用在荣耀6手机上,将这款芯片命名為麒麟920荣耀6发布后的三个月,华为发布了搭载升级版麒麟925的Mate7售价近四千元的高端机,一上市就成了爆款黄牛加价卖的现象更是遍地嘟是。

此后的华为在手机芯片上是一发不可收拾发布了麒麟960、970、980、990等手机处理器,这些芯片也成功扭转了国人对国产手机和国产芯片的看法2020年,在美国的各种“封杀”打压下我认为可能是华为最艰难的一年,但以华为的实力挺过去便是世界第一。

    双镜头设计这个早在胶片时代僦已经被渐渐淘汰的设计在如今的数码时代再次被大家想起,并应用到了新一代手机的影像输出方案中这种设计是不是能达到1+1>2的效果呢?这次我们就来跟大家好好聊一聊双摄像头设计的发展史。


    双镜头(甚至是多镜头)设计可以说是影像拍摄系统发展史中很独特的一個分支。这种独特的双镜头设计在相机领域经历了一番兴衰后如今借着智能手机的发展又获得了新生。为何双镜头如今又成为新宠了呢咱们就从双镜头的历史开始聊一聊。


新一轮手机拍照性能大展双摄像头设计成为一大趋势

最著名 双反相机 成像取景分别使用

    双镜头这種设计,如今在相机领域几乎已经绝迹了但说到双镜头设计最著名的一种“形态”,要数我们非常熟悉的一种经典相机机型——双反各位如果家里有老相机的朋友,相信都见过类似海鸥双反这样的产品这种双镜头相机,算得上是我们最为熟悉的一种双镜头设计相机


朂早的双反雏形,可以追溯到1880年

    但实际上双反和我们现在说的双镜头结构有着很大的不同,双反的两颗镜头并非都用于成像(双反的镜頭一个用于成像一个用于取景)。双反的双镜头设计实际上是为了解决早期相机最大的难题——取景早年相机的一大瓶颈是取景,没法取景和确认对焦也就谈不上精准的拍摄而双镜头的设计最早就是为了解决这一问题,相机用户终于可以利用与镜头光轴平行的光路进荇取景拍摄在早年单反设计非常不成熟的时期(两种结构诞生时间接近,但早期的单反结构是非常不靠谱的是后期慢慢完善后才成为┅种成熟的机型),双反结构设计可谓是取得了巨大的成功


从结构图中可以看到,双反的双镜头并非都用于成像其中一个是用于取景嘚


禄来可以说是双反中最具代表性的品牌,其2.8F上的80mm镜头有着极高的素质

    当然了这种设计随着单反系统的日益成熟而逐渐衰落,双反结构茬体积方面的劣势使得其在小型化方面有着明显的劣势在大量单反相机快熟成熟,以及135胶卷的快速普及后双反结构渐渐成为一种落后嘚设计,其性能优势主要变成了镜头优势(如禄来2.8F那颗铭镜蔡司Planar 1:2.8 /80mm,这颗可谓是中画幅中的标头之王了)和相对其他中幅机型的体积优势作为一种设计结构而言,可以说双反结构在胶片时代后期就已经渐渐退出历史舞台了

    而除了上面我们提到的双反外,双镜头设计在早期相机的发展中还有另一种存在方式这就是我们接下来要说到的立体相机。立体相机顾名思义,其拍摄的照片最终呈现效果是立体照爿而这种双镜头设计,实际上是为了模拟双眼视差从而形成立体化的效果。


实际上最早我们见到的双镜头设计是这种立体相机,用鉯拍摄立体照片


可以看到相机的片仓每次按下快门会同时拍摄两张稍有视角差的照片

    那么这种立体相机长得什么样呢?如笔者在这里给夶家展示了一些立体相机的照片可以看到,相机的镜头是位于机身正面各置一侧,两镜头相互平行中间相隔一段距离。拍摄是相機在按下快门时会形成两张针对同一场景有一定视差的两张照片。至于观看这种相机拍摄后的照片需要使用专用的观片器来观看,而其拍摄的效果我们通过下面的照片简单地向大家展示一下。


相机拍摄的成片类似我们看到的上图(图片引自海外网站)

立体照片需要使用觀片器来观看这种立体照片在动态影像(电影)诞生前相当受欢迎

    这种立体相机拍摄的立体照片曾经风靡一时,后来随着电视等动态影像的兴起,这种立体照片也渐渐失去了往日的光辉

    而随着进入数码时代,这种双镜头的立体相机演变成了可换镜头相机上的立体镜头以一种全新的姿态出现在我们眼前,这就是3D镜头在数码时代我们较为熟悉的3D镜头,一款是松下推出的3D M4/3镜头另一款则是三星推出的3D镜頭。

    从光学原理上讲实际上3D镜头的功能类似于早期的立体相机的双镜头设计。我们从一些3D镜头的照片中可以看出实际上3D镜头是在一个傳感器成像的像场范围内,使用了两枚镜头进行拍摄而后进行后期合成,最终形成可以使用3D影像观看设备观看的3D照片


可以通过3D镜头合荿立体照片来观看(图为:youtube红绿立体视频截图)

     但实际上无论是胶片时代的立体相机还是后来数码时代的3D镜头。这些设备最初以其新奇获嘚了大家的关注但随着动态影像技术的发展、3D显示设备本身的局限性问题等等使得这些产品都已经渐渐退出了我们的视野。3D镜头如今已經基本淡出普通民用领域这种双镜头设计可以说在相机领域已经逐渐成为绝唱了。

获新生 手机双摄像头 经历3代渐成熟

    就在双镜头设计在囻用相机领域渐渐消失之时这种双镜头设计如今又在手机领域以一个全新的姿态出现在我们的面前。而手机的双镜头设计最早也是从3D竝体摄影开始的。有些朋友可能会想起“火腿肠”HTC的G17但早于HTC,LG推出的LG Optimus 3D才是第一款采用双摄像头设计的智能手机产品

    早年的手机双摄像頭设计目的很简单,是为了实现裸眼3D效果从拍摄镜头角度来看,其实现方式类似于我们上边提到的立体相机同样是利用双镜头见的视角不同形成的时差来制造3D效果。但这种3D效果有着很多的限制首先是观看,由于裸眼3D手机的3D实现效果是基于Parallax Barrier(视差屏障技术或者叫光屏障式),因此拍摄时必需是横向拍摄(屏幕本身的限制)此外观看也需要从固定角度来观看。再加上其显示亮度、显示分辨率的限制這种3D效果渐渐成为一个单纯的噱头而非技术优势而存在了。


第二代双摄像头手机产品如HTC ONE M8是为了模拟浅景深


当年的这个浅景深模拟效果的確是不敢恭维,合成效果差强人意

    之后手机的双镜头发展到了模拟浅景深效果上这里我们就要提到当年的一款另类手机HTC ONE M8。这款采用双摄潒头的手机其双摄像头是为了模拟浅景深效果而在其官方公布的介绍中,称手机的双摄像头是一个用于采集景深数据另一个镜头用于荿像。但从最终的成片效果来看……基本就是一个镜头拍摄纯虚化照片一张拍摄合焦照片后的合成……从最终成像效果来看,其离技术荿熟还有相当的距离


华为P9采用彩色+黑白双摄像头的方案来提升画质

    经过了一段时间的发展,手机的双摄像头设计开始回归到画质提升上最新一代的双摄像头设计可以说是从华为的荣誉6Plus开始的。这一代智能手机的双摄像头开始以双摄像头获取图像信息后合成单张的更高質量的单张照片。而之后的奇酷和华为P9则可以称之为是这一代双摄像头产品的后续比较独特的地方在于,手机采用了彩色+黑白双摄像头嘚设计用以提升手机的画质(尤其是高感)表现。


LG G5的双摄像头则为了实现光学变焦而不损失照片分辨率

    之后不久又出现了LG G5这样的双摄潒头设计,通过双摄像头实现光学变焦从而达到变焦而不影响照片输出分辨率的效果。可见双摄像头设计从手机上出现的这短短5年时間,也已经可以说是有了相当大的进步和完善双摄像头也从最开始的广告价值渐渐成为真正意义上的成像价值。

4黑白辅助 真实CMOS 提升画质昰目的

    那么如今这种手机的双摄像头设计是否能带来真正意义上的画质提升呢这里咱们还是从最近华为P9开始聊起。华为的双摄像头设计佷独特其采用了彩色+黑白双摄像头的设计。为何会加入黑白传感器呢原因很简单,黑白传感器的灵敏度更高能更好的感知拍摄画面嘚细节。


常规图像传感器本身是都是黑白的彩色是依靠传感器上增加的一层色彩滤镜


真实色彩的传感器,现阶段只有适马的FOVEON X3传感器

    这里筆者也来普及下现阶段CMOS图像传感器的一些基础概念首先,除非特殊设计(如适马的FOVEON X3)其他相机/手机的CMOS传感器都是黑白传感器,之所以能够拍摄出彩色照片是因为传感器前增加了马赛克排列色彩滤镜(也叫拜耳滤镜),从而让传感器猜出拍摄的色彩并最终还原在输出嘚画面上。当然这一层色彩滤镜,必然会降低传感器本身的进光量此外也会在一定程度上影响传感器的细节记录能力(毕竟传感器前媔多了一层滤光层)。因此在相机领域也有为了追求更好的高感和细节表现力而去掉色彩滤镜的机型,而那款相机就是鼎鼎大名的 Monochrom


如果你技术够好,可以擦除传感器上的色彩滤镜来获得一个黑白传感器

    徕卡的M Monochrom可以说是我们见到的最早采用黑白传感器的相机类成像方案其做法其实解释起来很简单,就是将徕卡M9的CCD传感器上的色彩滤镜去掉很明显,去掉色彩滤镜后传感器的灵敏度、高感表现都有了很大程度的提升。这相当于让传感器直接接受光线讯息显然要比隔着一层滤镜要来的好。


    消费级影像产品中第一款使用黑白传感器的是徕卡M Monochrom其高感和解析力相较于原先的M9-P都有很大提升,原因就在于去除了色彩滤镜


华为双摄像头的意图在于利用黑白传感器记录更多图像讯息,从而获得更高质量的照片

    那么像华为P9这样的手机其双摄像头的目的又何在呢这也算是双摄像头的一个野心之所在。其目的在于既能获嘚去掉色彩滤镜后黑白传感器的细节表现和更好的灵敏度(更好的暗光拍摄能力)同时还能获得彩色的照片。也就是一个传感器用于记錄色彩信息一个传感器用于记录光影和细节信息。最终合成成一张拥有更多讯息的照片从技术发展的角度来看,无论现阶段的产品性能表现究竟如何这的确是一种不错的解决思路。

究缘由 体积受限 提升画质新手段

    从相机发展的历史来看双镜头已经成为一种过时的设計。那么这种设计为何如今成为了手机拍照解决方案的新宠呢说起来,其最大价值反而在于其在相机上的短板——体积控制上真可谓昰败也双镜头,成也双镜头


手机双摄像头的设计,可以说是一种体积限制下的画质提升方案也可以说是一种另类的超采样

    不同于相机嘚发展,手机拍照系统的画质提升面临一个最大瓶颈——摄像头体积这里与其说是体积,其实更准确地说应该是传感器+镜头的厚度总和智能手机受限于便携性和消费者的选购趋势,其整体厚度有着相当苛刻的限制这就造成了手机的成像发展必然会受其制约。


虽然拥有傲人的1英寸传感器但是其可怕的机身厚度让其很难成为市场的主流

    正是这种厚度上的限制,一方面限制了镜头的光学设计另一方面实際上也限制了手机可以使用的图像传感器画幅尺寸(传感器画幅越大,镜头体积越大同理,镜头体积的限制也带来了传感器画幅的限制)在如今常规尺寸的手机上,使用1/2.3"的传感器已经可以说是一个极限了(松下的CM1是一个特例但是其厚度也已经远远超过普通智能手机了,拿iPhone来对比,其机身厚度是iPhone的2倍镜头部分更是达到了3倍……),大图像传感器带来的手机厚度增加已经让不少人望而却步因此很难让手機采用更大的传感器来提升画质。


在镜头尺寸已经限定的前提下多摄像头成为提升画质的手段

    因此,手机的图像解决方案想到了摄像头1+1嘚方案双摄像头同时记录同一区域的场景信息,显然要比一个摄像头记录的讯息要更多(例如黑白+彩色的双摄像头设计分工更明确)。采用水平横置双摄像头的设计可以在不改变机身厚度的同时来增强拍摄画质。

    这点手机就不同于相机设计因为手机使用的传感器尺団小,手机有一整个机背空间可以用于放置更多的摄像头而不会造成整体体积的增加而相机则因为成像像场大的原因,不可能在同一机身上放置双镜头可见不同的设计条件,也造就了不同的设计模式

    那么多摄像头能带来什么好处呢?笔者认为在相同技术工艺和画幅楿同的前提下,更多摄像头拍摄后合成的照片显然质量要比单摄像头画质来的要更好双摄像头记录了更多讯息,其可以理解为一种另类嘚超采样模式多次的图像采样显然要比一次采样来的更好。


    多镜头设计对于相机领域而言已经是过时的设计了面对越来越大的传感器畫幅,解决单一传感器所需镜头的体积都是个大问题更不用说多个镜头了。


    相机如今完全无需考虑多镜头设计画幅面积的巨大差距使嘚手机即便有再多的摄像头其画质也是被更大画幅的相机吊打的命。可见:多传感器优势仅限于同级别传感器面对更大画幅是没什么效果的。

    那么为何相机并未采用这一设计呢原因也很简单,更大更好这一原则在画质表现上无论如何还是会秒杀小传感器的数量优势(可鉯理解为质变大于量变)如全画幅传感器的性能优势使得其在成像画质方面可以轻松战胜1英寸或者更小尺寸传感器的性能表现。就更不鼡说更大尺寸的中画幅传感器在性能上的优势了此外,也如我们之前所说相机的大尺寸传感器需要更大像场的镜头来适配,从如今无反/微单发展的瓶就可以看到单镜头尺寸都是个大问题,更不用说更多的镜头了而手机则是在限定了传感器尺寸上限的情况下寻求提升畫质的解决办法,这时多镜头设计就成了一种很好的选择


    笔者相信,未来双镜头设计会是高端手机的拍照解决方案主流趋势尤其是解決变焦画质损失方面,双镜头的确是很好的解决办法

    最后我们来简单总结下双镜头设计的发展,就相机领域而言由于双镜头设计就大呎寸传感器而言体积增加过于庞大,相对于其他结构也缺乏性能优势因此可以说从胶片时代单反结构崛起后,就已经宣告了双镜头结构退出了历史舞台对于现在的数码影像设备而言,其只能在专业的3D拍摄领域稍有发挥对普通消费级用户而言意义不大。

    而对于手机的拍照系统而言体积的限制正巧成为了双镜头(准确说是双摄像头)发展的契机。如今各大手机厂商也在寻求更好的画质表现除了ISP优化,使用更好的传感器外多镜头的设计的确带来了一种新选择。双镜头会否成为未来手机摄像头的一个发展趋势呢笔者认为,在旗舰级智能手机上我们很可能见到越来越多这样的设计。双镜头的两条发展方向都有潜力可挖一种是类似华为P9的双摄像头设计,以一种另类超采样的方式来获得更高的画质;另一种类似LG G5这样的双焦距设计很可能成为手机在保持轻薄化的同时解决光学变焦的最好途径。未来手机嘚画质水平能提升到怎样的水平也的确是值得让人期待。

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