手机拍照哪家强?摄像头谁能打?

镜头排座座

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繁星是无法超越的。

——庞加莱

(Jules Henri Poincaré,

1854.4.29-1912.7.17)

但光阴是可以记录的,我们每天看见的繁星,都是数十万年乃至更久远时空的光线,片刻也因此可以被固定为永恒。

人类的本质是复读机,手机的本质是照相机。

就是名媛拼完丝袜总得拍下来让我们看看,也算娱乐大众,反正我没钱她骗不着我。

小姐姐明明爱前置,后置摄像头是钢铁直男审美的绝对领域,信奉的设计理念大就是美,多就是好。

前置反正就一颗,流派就三种,挖孔、隐藏—弹跳式和还未大规模上市的屏下。老将中兴这次抢了首发,不知哪位愿意一试,也算为国产进步而努力了。

现阶段前面都是美颜算法的领域,除了高贵的苹果前置是照妖镜,其他均可一键美颜,厂商也乐见其成,互不打扰相安无事。

不过美图手机还是凉了,看来小姐姐们还是喜欢软的算法,B612、美图秀秀、激萌、轻颜相机等等,总有一款适合你。

这波进化史,先是从数量变多开始的,逐渐蔓延到像素、AI等领域。现在除了相机公司大家都很开心,因为确实省钱了。

多摄指的是N>2,这波指的2017年后的智能机。

Mate20,则是比拼多摄的真正起点。从它开始,各家卖手机diss友商,主要就是拼摄像头和拼算法,表现就是摄像头怎么排的问题。

后置多摄在功能机就有人搞过,2000年夏普开发出第一台可以摄影的手机,当时也算是震惊天人的佳作。

索尼、夏普和黑莓都有相关机型,排列组合摄像头这个概念从此一发不可收拾。

这也情有可原,系统都是安卓改,芯片都是高通加MTK,机圈粉丝情绪那么浓,总得有点差异化的东西。

Mate20累计出货量达到1600万台,跟这四个摄像头关系甚大。主摄、广角、超广角,再加上自己的算法优化,真正让手机摄像成为可能。

请注意我说的摄像,因为iPhone是手机摄影的绝对巅峰的存在,包括到现在为止。

而Mate20形似火箭筒的组合模式,摄影主打差异化,即夜景模式,还记得当时看评测,印象最深的就是夜景优化算法。

摄像的4K UHD模式算是第一次让人有点技术领先的错觉,但也只是一瞬。2017年的iPhoneX就标配了4K (60 fps) 帧率,做到了差异化是针对国内友商说的,iPhone X做到了6300万的销量足以让所有人清醒。

快醒醒,继续加大数量!

☉左Mate20,右iPhone 12,多摄还会存在一段时间

这是生产力,啊不,新概念的大进步,5G+4K/8K+AI全都有,反正参数越高越好就完事了。

数码圈说手机摄像头默认为谈论的后置,这固然是一种性别刻板印象,不过现实如此,后置摄像头承载了全村人的希望,比如广角一二三颗,2K4K还得防抖补光。

一颗属实压力有点大,那就多来几个。

有梦想就要去实现,iPhone 12又来了,mini是真迷你,那是要啥啥没有,不过其他版本还是应有尽有,主摄、广角、长焦和激光雷达一应俱全。

那就借此机会聊聊手机后置摄像头进化史,补上手机摄影这回事,声光电就圆满了。

像素世界大战

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吾日三省吾身,怎么能拍好照片?

2000多年前,墨子试验了小孔成像原理,可惜没有坚持下去,都怪汉武帝独尊儒术,要不然摄影术可能就是我们先发明了。

要说厉害还得是牛顿大爷,亲自用三棱镜科学实验,从而发现色散现象。说人话就是发现了白光实际上是七色合一,有种万物归一,大道至简的感觉。

1857年三原色理论被正式确定,今天的RGB就是红绿蓝三原色的缩写。

三原色各自组合,可以千变万化以至无穷,从此我们的世界丰富多彩了起来。

2010年,iPhone 4第一次把像素加码到5百万,随后就开始一路狂飙。

华为的RYYB本质上是对这种模式的微调和算法优化,并不是说突破了三原色成像的原理,真要突破了诺贝尔奖都不在话下,到时候就是我们制裁别人了。

这是色彩的基础原理,要不然整天黑白照看着,那可不是文艺,而就是阴间来电了。

☉以前不服跑个分,现在都到DXO打榜去了

不管是算法优化还是硬件优秀,我们要的是美美哒的照片,一般路人只关心能不能做到,根本不关心是怎么做到的,网上炒得声浪再大,线下还是卖的火热。

现在像素动不动就上一亿像素,瞅着老吓人了,从理论上来说,像素指的是单位面积内能容纳取样点的能力,因为摄像头直接处理的不是光线,而是二进制的比特数据,所以包含的数据量越大,理论上也就会接近物体的真实面貌。

可你也不要觉得像素真的要做到极端大。举个例子,胶片其实理论上像素没有上限,AI自动上色老电影也是这个原因。但是胶片机的王者柯达还是被CMOS干死了,最重要的原因是数码好使轻便又廉价,而不是胶片本身有问题。

因为过于优秀而死亡,简直是黑色幽默。

所以没必要被一亿像素吓到,日常iPhone 12的1200W也很好使,而且还更环保。

还有焦距,现在惯常宣传长焦镜头,其实是有点问题的,因为长短焦并不冲突,实际上每个镜头都可以拉到无限远,但是没有任何意义,因为取不到任何景。

焦距主要看需求,你要是买手机目的是看对面1000M的女宿舍,那建议你换望远镜。

还是那句话,厂商在捡你能听得懂的,他好宣传的,没必要为某些概念着急上火。

大家来评评理,好好看看下面这张辽宁舰,我要不说,你敢相信这是6.5W吨的航母?

☉说的就是广角镜头,滥用超广角是典型的敷衍作风

摄影技术的进步,首先从不滥用广角镜头开始,好好学学构图原理远比用啥相机有意义。

这里必须感慨下诺基亚808 PureView,那可是2012年的4100万像素,可惜生不逢时,最终成为优秀的废品。

现在冷饭热热竟然重新成为大餐,时也运也?

还有万物皆可的人工智能,AI自动防抖、AI人像模式,看来手机可以争取早日取代专业设备?

但这是不可能的,体积限制了手机摄像头的传感器数量和功效,传感器才是手机摄影的核心技术。

人间至美传感器

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提到传感器,就要说清楚传感器的科学原理。

牛顿发言后是爱因斯坦,继续扩展人类对光的认识。1905年,他成功解释了光电效应,插一句,爱因斯坦1921年得诺奖是因为光电效应,从来都不是因为相对论。

光电效应指的是是指光束照射物体时会使其发射出电子的一种现象,光具有波粒二象性指的是光即是一种波也是一种粒子,属实缝合怪。

光电效应可以把光子转化为电子,电子可以被描述为二进制的0和1,一条龙推理下来,算法和传感器分别负责软硬件,诸位美丽的容颜才有机会被数码时代留下来。

☉光电效应,照顾到大家情绪,就不写方程式了

所以摄像头就是捕捉光线的设备,而传感器负责转化光线为电子脉冲信号。如果没有光电效应,摄影术只能停留在达盖尔的化学时代。

科学理论听起来很简单,因为自然界的种种现象,对于人类来说就是一层窗户纸,捅破了也就破了,第一次过后就轻车熟路了。

但是工程应用就是另一个问题了,要不然大富大贵的就该是尼古拉·特斯拉而不是爱迪生。

现在手机就是传感器的集大成者,CMOS也是索尼在手机领域最后的骄傲。

所谓的CMOS,基本上就是索尼IMX系列产品的同义词。用了索尼哪一代产品,对于手机厂商来说是可以宣传的点,足见其影响力。

CMOS的作用,就是在摄像头捕捉光线后,激活像素阵列的光电效应,随后将光信号转化为电子脉冲信号,再之后就将电信号输出。

可以把CMOS理解为一个发电机组,刮的是风下的是雨,最后流出来的是电。

而光输入——信号转换——电信号输出,CMOS传感器全包了。这也是为啥现代人能把摄像头装进手机里的根本原因,传统的数码相机不算机身光镜头就得半斤。

传感器越做越小,大家都就有想法了,现在CMOS市场大概有130多亿美元一年,到2022年,突破200亿美元基本问题不大。

所以84年的奥林巴斯倒了,相机市场也越来越不行,但是索尼还会活得好好的。

索尼目前在和台积电合作生产CMOS传感器,每年手机CMOS市场都是索尼独占过半,但是现在相机市场乏力,安防、电动车市场方兴未艾,一切都还有改变的机会。

索尼现在也是彻底想明白了,自己做的手机不会有人买的。当不了手机的霸主,那就当供货商的巨头。

☉这一堆都是索尼大法

然而地主家的余粮也不好吃,索尼最近不太好过。随着美国对华为的绝罚,索尼已经削减了4.7亿美元的支出,如果特朗普还是不允许,那索尼每年要损失数十亿美元的收入。

全能选手Samsung

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索尼拿下的传感器市场,不能说前景不广阔,竞争环境自然也慢慢变得群狼环伺。

眼巴前的对手,就是老冤家三星。

三星真的是啥都干,手机不行(中国市场不行),那就造存储器和CMOS,能挣钱就完事,出现在CMOS领域这里也不奇怪。

先前小米的一亿像素摄像头用的是三星的HMX,准确来说是1.08亿像素,但是现在传言今年底三星要造出来1.5亿像素的Nonacell传感器,而且有望出售给小米和OV。

至于给不给华为,那就听天由命了。

现在世界上手机CMOS市场格局很简单,索尼一半,三星吃下大概两成份额,剩下的才是豪威的残羹冷炙。豪威本次算是搭车小米,本次上车小米10至尊版,这也是首次国产高端机型搭载国产CMOS传感器。

☉自产自研一条龙,整机零件全都行

不过贸易战来了,短期来看确实会割裂生态链,一众中国厂商大受打击,但长期来看,反而会激发出新的市场活力。

豪威科技今年发布了自家的OV64C传感器,支持8K视频拍摄的6400W像素,可以说跟上节奏,要不然小米也不会传帮带。

根据预测,2024年平均手机摄像头数量会达到3.4个,反向一想,也就是说到时候千元机都会搭载几千万的多摄,等等党永不吃亏。

但差距其实还很大,三星眼看着要往2亿像素的高点扩张了。

这还不算夸张的。在扩张手机CMOS领域的同时,三星也在布局6亿人眼像素级的人工智能CMOS传感器,不过这是瞄向未来车联网市场的远景规划,短期内不会真量产。

现在车用摄像头主要是后视摄像头,2019年出货量在6500万台左右,能让你倒车就足够了。但从长期来看,实现车路协同,不上高精度摄像头是做不到的。这又是一块大蛋糕。

2020年二季度,索尼市场份额是42.5%,而三星已经突破到21.7%,也算把皇帝拉下马了。

但实际数字差距没这么大,2020年上半年全球手机CMOS市场规模在63亿美元左右,索尼营收大概在27亿美元,三星在20亿左右。

只有7亿的差距了。

从三星2002年进入CMOS领域算起,已经一代人的时间了,这还不算长期的投资和亏损成本,索尼目标是2025年要达到60%的市占率,在长崎砸了1000亿日元开建新工厂,接下来还有好戏看。

先别害怕,三星也不是一天建成的。

二战后,三星的整个进阶史,某种意义上说就是对日本消费电子领域的全面进攻,从整机到细分领域,再到日韩小号贸易战后的材料部分。

整体态势是日退韩进,这到不是说索尼比不上三星,而是因为韩国是三星的,索尼是日本的,这还怎么玩。

当然三星也不是就全面代表韩国了。SK海力士也在搞CMOS芯片,目前市占率是3.4%,但是有梦想谁都了不起,值得鼓励。

这不是坏事。厂家打起来,消费者才能受益,Samsung不发力,我们也用不上一亿像素。

一切历史都是当代史,日本厂商现在普遍退回供货商领域,基本丧失对品牌和渠道的把控。

可以说是秦失其鹿天下共逐之。

那我们该从三星里学什么,是越大越好?还是越精越好?

我感觉还是适合自己最好,你让华为去干三星的活,客观上也不允许。巨型财阀对小国来说还好,对我们不是什么好事。

我们的细分巨头在哪里

每日都要灵魂一问,我们的国产进度现状如何。

整机有华为,细分有豪威科技。

但是有无和先进还不是一回事,相机CMOS的水平现在还真不行,安防有海康威视带动,有传言说华为芬兰研究所也做CMOS,但现在没消息。

华为也不能全干了,产业链还是需要大家协同分工。

手机市场现在就这样了,也许电动车时代弯道超车?

电动车时代,电动车测距就有两条路,一条是说过的激光雷达,还有就是摄像头也是个机会,所以豪威科技也许行,反正比亚迪微电子也有相关产品线。

钱砸的多了,总归有行的,如果不行,那就是因为砸的钱还不够多。

☉最终还得拿产品说话

中国不能吃掉所有产业链,但架不住美国非要你全知全能。技术密集型企业也得茁壮生长,紧赶慢赶希望占个好位置填补空白。

索尼发货华为还得申请,空白就有市场,有市场就有人去做,那些不用申请的企业机会就来了。

华为不是万能的,集成电路大基金这种模式也不可能面面俱到,技术进步大部分还是要靠市场。我们产业链不单单是CMOS的问题,是现阶段所有的技术问题都会面临一个问题:

解决了有无,但还不够先进。

这篇主要针对手机CMOS,下次有机会可以说说安防或者车联网,情况稍微好一点。

参考文献:

索尼已暂停向华为供应相机 CMOS:正申请解禁https://readhub.cn/topic/7ZY1AmOyXkt

CMOS图像传感器解读,中国厂商不会缺席https://news.moore.ren/industry/90712.htm

豪威科技甩出6400万像素传感器,副总裁:明年赶超三星!https://www.sohu.com/a/374837599_115978

https://stock.tianyancha.com/ResearchReport/eastmoney/0e5a2de97df935f3e1bad6262236147f.pdf

CMOS影像感測器新商機湧現 索尼市佔第一、三星緊追,其他廠商紛紛投入https://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=16904

报告:三星智能手机图像传感器上半年营收超 20 亿美元,仅次于索尼https://readhub.cn/topic/80vIfpKFw8K

https://search.bilibili.com/all?keyword=CMOS%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8&from_source=nav_search_new

硬货|图像传感器大PK:CCD和CMOS谁更强https://info.xitek.com/favorites/201608/18-290145.html

https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP201710270983030393_1.pdf

图像传感器的市场状况和主要厂商https://www.eet-china.com/mp/a20144.html

本回完