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阵列式摄像头:有16个“眼睛”的相机

2013/12/12 10:21:37来源:财经天下 【字体:

导 读:我们早就习惯走到哪拍到哪了。手机照相早已成为全民运动,从微博、微信、Instagram到现在的阅后即焚Snapchat。图片的天然社交属性,让相机成为了移动设备上应用最多的功能。
关 键 词:阵列式摄像头 手机照相 诺基亚

        把16张照片叠加到一起,组合成一张更清晰的照片。

  我们早就习惯走到哪拍到哪了。手机照相早已成为全民运动,从微博、微信、Instagram到现在的阅后即焚Snapchat。图片的天然社交属性,让相机成为了移动设备上应用最多的功能。

  像素与光圈不再是最受关注的话题,高像素在光线差的情况下有可能拍摄出无数噪点,而大光圈相机往往拍不出来清晰的照片。所以相比一味追求高像素的相机,那种能够让人简单操作,而且能够拍出来好看照片的手机相机或许才更受欢迎。

  在今年早些时候,诺基亚投资了一家叫做Pelican Imaging的公司,这家公司推出了一个可以用在手机上的阵列式摄像头。这种阵列式摄像头由 4×4个子镜头组成,其背后的核心思维源于斯坦福大学网站上公布的一篇论文——在相机传感器前面布有16个微镜头,你可以把它们想象成苍蝇的眼睛。每一只眼睛独立工作,16个镜头可以独立收集到16段不同的图片信息,记录下前方场景各个部位的光线。想象一下,这有点像是Instagram的滤镜功能,每一个阵列镜头中的子镜头会捕捉到三基色中的一种,最后这些图像将被解码,并合成为一张JPEG格式的照片。

  阵列式摄像头就像是简化版的“光场照相”(light field),这种系统能够在一瞬间捕捉场景光线方向的所有信 息,并且可以将焦点对准到照片中的任一深度。也就是说拍出来的照片色彩会相对民用相机更纯净,并且能够更多地抑制噪点,提升成像质量。并且在拍照结束之后,你也可以通过相应软件编辑出自己想要的照片。所以这一技术被广泛应用在科学以及工业领域。而毋容置疑的是,将这种技术应用到手机上,将会提高它的成本——之前创业公司Lytro发布过一款只有1100万像素的阵列式摄像头相机,售价已经可以媲美一款普通的家用微单了。

  但是回想一下,你为了选到一张满意的照片,会花费多少时间去拍更多的照片呢?对于只有一个镜头的摄像机来说,全焦效果只有对40厘米以外的景物才能使用,并不能用来拍摄微距。并且在你按下快门之后,你就无法再对焦距进行调整了。但是在Pelican相机的操作中,对焦以及处理景深实际上是在按下快门才开始。Pelican生成的通常是一幅全幅对焦的图片,也就是无论远近,整个画面都是清晰并且在焦点上的。你可以调整焦点,甚至可以设置多个焦点,例如让你和身后的建筑—甚至是远处的行人同时清晰,而其他的部分模糊。

  另外,16个子镜头间的间距还能加深成像景深,这会带来一定程度的3D效果。而通过一段拍摄短片或者是几张连续的图片,就足够满足3D打印的要求了。你可以拿着手机绕着某个物品走一圈,不管是一个玩具还是一座雕像,只要一个3D打印机,就可以将你拍到的内容打印出来。而Pelican现在也正在与第三方合作,去开发一些更有创意并有趣的解决方案。不过,在实现3D打印前,Pelica还有更多的应用。汽车就是其中的一个:阵列式摄影可以更准确地预知路况,并且在司机出现疲劳状况时提醒他。

  虽然听上去很酷,但是阵列式相机还是有几个需要解决的问题。首先是前文提到的成本问题,阵列式摄像头相机的制造过程还是比较困难,所以造价也相对较高。很多人担心的另外一个问题是,这样拍摄出来的图片会不会占据过多空间,因为手机上的储存空间毕竟有限,并且许多人在换手机之前都不会对手机相册进行整理。虽然Pelican称由阵列式摄像头拍摄出来的照片纸会比平台JPEG图片大20%。但是Lytro的一张550x550分辨率的照片,需要用到15MB至20MB的储存空间,这也不由得让人担忧是不是以后手机也应该搭配一个硬盘边走边存。

  另外还有一个问题就是像素问题。如果阵列式摄像头采用原型机上4×4共16个100万像素的镜头组成的话,并不代表这个摄像头是1600万像素。因为这16个镜头并不在同一个平面上拍摄,而是在拍摄了16个不同的平面之后,再组合成一个平面的图像,所以最终出来的照片,肯定要比1600像素低上许多。所以为了让最终的相片能够放大到现在我们使用手机拍摄出的大小,摄像头就要比100万像素更多,或是通过其他方式来提高照片的像素。

  但是不管怎样,阵列式相机还是值得让人期待的。它的“先拍摄再处理”的方式可能会改变我们的行为习惯。毕竟,有些时候你想拍摄的东西,只会在那一瞬间出现。



 
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