# 在双镜头年代，你的手机镜头已经不再是镜头 - 作者：莊偉宏 Odin - 发布时间：2016-09-24 12:19 - 分类：公司 - 原文：https://www.ifanr.com/719027 ![dog-eyes](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/dog-eyes.gif) 正如不少媒体所预料，iPhone 7 Plus 进入了双镜头的时代。 虽然说 iPhone 绝不是第一个使用双镜头的手机，[但爱范儿主笔 Odin 曾指出](http://www.ifanr.com/706535)，苹果甚少采用最前沿的技术，但往往会把还未能量产、或成本太高的新技术，透过大量生产的方式来降低售价，这些零件才能得以普及，促使整个产业跟进。 ![iPhone 7](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/iPhone-7-1.jpg) 同样地，iPhone 7 绝不是第一个采用双镜头设计的手机 ，但考虑到 iPhone 的影响力，爱范儿相信：手机的双镜头年代快将开始。 ### 手机镜头的死胡同 为什么手机要用双镜头？关键在于手机照相能力已到了尽头。 手机作为一个大众化的消费级产品，一直都处于照相能力的军备竞赛之中。最初手机照相能力之争，重点在于分辨率：由 60 万、200 万、500 万、800 万一直斗到千万级以上，非要把手机的画面放大到“数毛”的阶段，业界才发现手机 CMOS 的尺寸与分辨率已经去到难以共存的地步。 然后，产业之间开始不断地增加镜片数目、也不断地增大镜头光圈、不断地增大 CMOS 面积、不断地加入光学防抖等零部件，直至连 iPhone 也有一个丑得不能再丑的凸出镜头（下图），直至连 iPhone 也要[为加入光学防抖而砍掉 3.5mm 耳机](http://www.ifanr.com/718184)，大众才开始留意到：**手机内部已经难以单纯透过硬件来提升成像能力。** ![apple-iphone-6s-live-_2160_12](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2015/09/apple-iphone-6s-live-_2160_12.jpg) 更重要的是：手机厂商值得为了提升相机的成像能力而作进一步的牺牲吗？在经济学上有一个边际效用递减定律 (Law of diminishing marginal utility)，指的当消费者会增加一个单位产品所取得的额外效用，会随着数量的增加而下降，直至边际效用达到负值时（即每增加一单位产品，效用反而减少），消费者将不会喜爱该产品。 ### 手机镜头的边际效用定律 同样地，手机镜头的性能增长，也受到边际效用递减定律所桎梏[（下图](https://zh.wikipedia.org/wiki/报酬递减)）。在手机镜头发展的初期，手机的拍摄质素实在太烂，所以我们可以每一次增加分辨率、每一次增加新的镜片、每一次加大镜头和感光元件，都会带来用户在拍摄体验上的飞跃。 但是，成像能力的飞跃到了 iPhone 5s 开始进入死胡同。 ![utility](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/utility.jpg) [当时就有不少评测者](https://www.dpreview.com/articles/1379469167/camera-showdown)，开始把 iPhone 5s 与专业级的单镜反光相机 (DSLR) 相比；但这绝不是指 iPhone 5s 的真的达到专业级相机的水平，**而是指一般用户开始不太在意手机与专业级相机照片的细微差距 ──** 尽管对于摄影爱好者来说，差别是巨大的。后来**，**华为偷偷的把佳能相机的照片，偷偷扮成是旗下手机拍摄的照片[（下图）](http://www.androidpolice.com/2016/07/04/huawei-publishes-implied-p9-camera-sample-but-exif-data-reveals-4500-camera-took-it/)，就已经反映了就连厂商也觉得普通用户根本也不在意，所以才敢指鹿为马，“以次充好”。 ![Huawei 5D3](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/ap_resize.php_.png) 当普通用户已经不再重视那些“细微”的成像提升，但手机公司为了与对手竞争，仍然肆意的把相机元件提升，**直至 iPhone 6 那个丑陋的“凸镜头”后，导致怨声四起，业界才开始留意到：手机的空间已经不容我们无限量增加提升成像能力** 。 当年用户会被 iPhone 5s 的镜头所打动，但很难再为 iPhone 6s 的镜头而心动。同样地，我们不是说单镜头不能再继续提升，**但改良镜头时所付出愈来愈多的成本、在机身里所作出愈来愈多的妥协，只能换来摄影爱好者的赞美，但对于一般消费者来说，却是愈来愈微不足道。** 故此，**厂商必须在最小的牺牲下，为用户带来最新的价值。所以，双镜头就应运而生了。** ### 手机镜头作为传感器 双镜头的重要性在哪里？**因为它拍出来的不光是“成像”，而是“数据”。** 因为相机镜头发展至今，已经由单纯的“镜头”，变成手机的其中一个“传感器”。爱范儿主笔 Odin 在 2013 年 iPad Air 推出时，曾对苹果没有提升这“生产力工具”的摄像镜头[表示失望](http://www.i-odin.com/?p=2784)，原因是： > 请不要光是把“相机”视作为“相机”，要把它视作为“传感器”，就知道它的潜力所在 ── 有了相机，你可以把平板当成扫描器 (Scanner)；也可以把平板当成是增长实境 (Augmented Reality) 的屏幕… **事实上自手机进入智能化时代开始，开发者就不断为手机镜头加入“拍照”以外的新功能**：手机应用 Scanner Pro 会把手机镜头当作扫描器 (Scanner)，微信 (WeChat) 也大量把手机镜头当成二维码扫描器，甚至用作移动支付之用（下图）；也有手机应用能把镜头用作测距，或是把把镜头作为 AR 应用。 ![QRcode](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/QRcode.jpg) 尽管照相机进入数码化已经有不短的日子，但一直以来手机厂商重视的是“成像”不是“数据”，所以大家的关注点仍然是“光学”。直至 HDR (High Dynamic Range) 流行后，**手机厂商才开始采用多重照片合成，来改善相片质素。** 苹果在 2011 年的 iPhone 4s 开始，在索尼的 CMOS 以外再自行研发自家的图像信号处理器 (ISP, Image Signal Processor)，在 iPhone 5s 发布会里，苹果展示 iPhone 如何在一次的拍摄里生成海量的照片，再合成最好的照片（下图）。**当中的每一次光学成像，在处理器里已经不再是单纯的光学影像，而是数据和算法。** ![iPhone-5s-camera](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/iPhone-5s-camera.gif) 同样地，双镜头的重要性并不是因为它有双镜头。 单纯从硬件来看，**双镜头拍出来的成像，极其量就是两张不同质素的照片，单独看起来意义不大。但如何发挥双镜头的优势，关键已经不单单是光学，而是合成算法** ── [爱范儿早前就曾报道过](http://www.ifanr.com/708062)，苹果近年虽然在人工智能上默默无闻，但实际上他们早就对此深度研发；刚好在 iPhone 7 的发布会上，苹果的高管 Phil Schiller 指出，他们在 iPhone 7 的镜头里大量使用机器学习 (Machine Learning)（下图）。 ![iphone-7-camera](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/iphone-7-camera.gif) 简言之，未来手机镜头将会步入新的时代：影像算法和人工智能。 ### 双镜头的“传感器”作用 目前的消费级设备上的双镜头运算，主要以两种方式为主，一是双目“叠加”，二是双目“视差”。 手机的双镜头运算，目前主要以“叠加”来增强摄影功能。HTC One 和 iPhone 7 一样，均以双镜头为手段，**让手机在没有变得更厚的情况下，把两个影像数据对比，然后进行像素叠加**，借此达至无损／低损的数码变焦功能。 而华为在双镜头的处理则有点不同：它们以一个黑白、一个彩色的镜头组合，利用黑白传感器有更佳光线感应能力的优势，再把彩色镜头的色彩信息叠加（下图），借此取得更好的低光拍摄能力。不过，两者都可以把不同焦距的效果叠加，然后让用户能在后期调整景深。 ![Huawei P9](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/Huawei-P9.jpg) 相反，**目前不少非手机设备的双镜头运算，却是以“视差”来测距，借此进行 3D 建模。**目前的体感游戏设备、VR 设备、以致无人机和无人驾驶汽车的自动避障功能，均过双镜头摄影机透过镜头之间的距离，使影像出现“视差”，然后再把两个不同的影像数据对比，用三角算法计算出镜头与对像之间的距离[（下图）](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E8%A7%92%E6%B5%8B%E9%87%8F)，并即时绘画立体影像，借此渲染虚拟影像、或计划安全的行驶路线。 ![distance](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/03/distance.png) 然而，由于 VR/AR 技术、以及自动避障技术愈来愈流行，导致早前不少媒体误以为 iPhone 为首的双镜头阵营，将会把手机带到 VR 世界里。 **问题是“双目叠加”和“双目视差”的设备，在目前的科技下仍然是个矛盾命题**：双镜头的两个影像的差距愈少愈好，系统才能更准确的把影像无瑕叠加，故此，两个镜头必须尽量靠拢在一起；但 VR/AR 所用的双目视差，两个影像必须有够差距，两者之间的夹角才能增加，运算精度才能提高，所以两个镜头之间的距离必须愈远愈好。 ![Stereoscope](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/Stereoscope.jpg) 除了是双镜头距离之间的矛盾之外，目前使用双目视差来进行 3D 建模，**所需要的计算能力远远比影像叠加要高。**大疆 Phantom 4 就以专门的 FPGA 来进行双目运算，而 HTC Vive 更需要高端桌面电脑才能推动，而坊间大部份的无人驾驶汽车也要使用“核弹头”级别的专门图像处理器来计算。但以目前手机芯片的处理速度和手机的续航力来说，根本不足以进行 3D 建模。 **简言之，iPhone 在短期内，不可能透过双镜头做到任何与 VR/AR 有关的事。** 但是这代表苹果“未来”真的不可能透过相机头加入 VR/AR 阵营吗？我们并不知道。但是，[爱范儿早前引述](http://www.ifanr.com/717830)苹果 CEO 库克的说法：VR 和 AR 两者，他们更重视的是 AR。而 AR 正是需要大量使用镜头作传感器的交互方式。 也许 iPhone 在今天的水平仍然不足以在 AR 做些什么事，**但苹果在 iPhone 7 上开始，累积双镜头的算法，等候几年后的硬件爆发时，就可能是时候了。** ### 手机摄影将会进入新时代 虽然如此，也许目前的科技未能协调两者的矛盾，但在双镜头的带领下，未来手机摄影仍然不可避免的进入“智能”、甚至是“计算机视觉”的时代。 以往“爱范儿”也能造手机的时代已经改变，手机厂商将很难光以强大的供应链能力，以采购元件和把开源系统进小修小补，就能推出手机。所以，没有算法和人工智能技术的厂商，将会愈来愈吃亏[（大家还记得有多少人吐槽华为的双镜头吧）（下图）](http://www.ifanr.com/645116)。 ![xhua](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/04/xhua.jpg) 苹果也是一样。早前爱范儿负责影音的编辑梁梦麟，[评价 iPhone 7 Plus 的虚化时](http://www.ifanr.com/720977)，觉得这效果比起先前引入双镜头的手机厂商来说还是可以，朋友圈来的好评度颇高，但从摄影师的角度去看，这些照片（下图）距离相机还是有很长的距离。而且与通过光学效果实现虚化相比，苹果在现阶段的数码算法还不能达到这个高度。 ![bw2](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/bw2.jpg) 很明显，苹果在这方面还有很长很长的路要走。 同样地，相机元件厂商未来也要面对巨大的挑战。以往只提供硬件平台的他们，将要进一步提更完善的相机算法方案，更可能要与手机芯片制造商合作，把计算能力和影像计算整合，并为未来的手机元件产业带来更大的冲击，就例如高通 (Qualcomm) 就[准备好双镜头模组方案](https://www.qualcomm.com/news/snapdragon/2016/09/14/take-amazing-photos-qualcomm-clear-sight-dual-camera-tech)，手机厂准备打开钱包买新组件吧。 且让我们拭目以待，这一次的双镜头革命会如何改变手机生态吧。 题图来自 [giphy](http://giphy.com) --- 26/9/2016 更新： 关于读者问及苹果移除 3.5 寸耳机与相机的关系，请看下图： ![iPhone 7 different2](https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2016/09/iPhone-7-different2.jpg)