手機攝像頭

一般來説，手機攝像頭主要包括內置和外置這兩種，內置攝像頭是指手機內部安裝的攝像頭，使用更為便利；外置攝像頭是指通過數據線或者其他方式將手機與數碼相機進行連接，以此實現拍攝，這種拍攝方式的操作更為便捷。目前手機具備的數碼相機功能仍舊處於發展階段，很多技術研發剛剛起步。手機具備的數碼相機功能主要有連拍、內置閃光燈和自動白平衡等功能，拍攝效果和手機屏幕的分辨率以及手機攝像頭息息相關。

攝像頭主要衡量的參數。分辨率（像素）分辨率是我們最熟悉的參數之一了。分辨率主要由圖像傳感器決定，分辨率越高，圖像就越細膩，效果也越好，但圖像所佔存儲空間更大。通常所説的攝像頭像素是拍照模式下的最大像素，攝影（拍視頻）時的像素通常會比較小，例如N97攝像頭有500W像素，但攝影模式下的最大分辨率只有640 x480。

對手機攝像頭分辨率進行説明，常常使用圖像解析度的專用名詞（如CIF，VGA等）來表示分辨率（像素=分辨率長寬數值相乘，如：640X480=307200，就是30W像素）：

簡稱 （代號） 分辨率 像素

subQCIF：128 x 96

QCIF：176 X 144

CGA：320 x 200

Quarter-VGA: 320 x 240

CIF：352 x 288 10W

EGA：640 x 350

VGA：640 x 480 30W

SVGA：800 x 600

XGA：1024 x 768

XGA-W：1280 x 768

QVGA：1280 x 960 120W

SXGA：1280 x 1024

SXGA+：1400 x 1050

SXGA-W：1600 x 1024

UGA：1600 x 1200

HDTV：1920 x 1080 200W

UXGA：1900 x 1200

UXGA-W：1920 x 1200

QXGA：2048 x 1536 320W

QSXGA：2560 x 2048 500W+

QUXGA：3200 x 2400 700W+

QUXGA-W：3840 x 2400 900W+

該參數主要由數字信號處理芯片（DSP）決定，該參數主要對連拍和攝像有影響。一般傳輸速率越高，視頻越流暢。常見的傳輸速率有15fps，30fps，60fps，120fps等。（fps：幀/秒）。

傳輸速率與圖像的分辨率有關，圖像分辨率越低，傳輸速率越高，例如某攝像頭在CIF（352*288）分辨率下可實現30fps傳輸速率，則在VGA（640*480）分辨率下就只有10fps左右，因此當商家説傳輸速率時一定要清楚對應的分辨率。一般30fps的流暢度已經足夠了，關鍵看此時對應的分辨率有多高。

手機的攝像頭效果是現代手機的重要性能指標之一， 也是手機企業在技術層面的核心競爭力。 而手機的攝像頭性能會受到多方面因素的影響， 具體來説， 主要落實在以下幾個重要方面：

首先，光圈，一般來説，手機攝像頭的光圈與相機的鏡頭具有相似性，其光圈的數值與光圈成反比關係。而現代手機受結構體積的限制，鏡頭的光圈普遍是固定的。因此，其光圈的大小，會直接影響到攝像頭的效果。

其次，快門，快門的時間長短與幀率之間呈現反比關係，因此，快門的速度也會在某種程度上對手機攝像頭的效果造成影響。 再次，光學鏡頭，光圈以及廣角是攝像頭之中兩個比較重要的參數內容。 而廣角與光學鏡頭之間具有密切的關係，因此，光學鏡頭的設計，也會影響到手機攝像頭的性能。 此外，對焦馬達、馬達對焦的準確性以及速度會對手機的成像效果造成直接的影響，並形成不同的用户感受。 因此，對對焦馬達的設計，也是優化手機攝像頭性能的重要內容之一。 最後，防抖技術， 現階段， 大部分手機上的防抖技術都是通過軟件處理，而其防抖的效果，也會在一定程度上對攝像頭的效果形成影響。 ^[2] 

CPU集成了視頻處理系統和攝像頭驅動等，CPU和攝像頭數據信號有8-10個，是根據CPU型號和攝像頭本身來定的，當手機系統進入拍照或攝像狀態，由電源提供一個2.8V電壓，由CPU送出的復位信號使攝像頭進行復位，數據開始傳送同時攝像頭進入工作狀態。

閃光燈的英文學名為Flash Light。閃光燈也是加強曝光量的方式之一，尤其在昏暗的地方，打閃光燈有助於讓景物更明亮。使用閃光燈也會出現弊端，例如在拍人物時，閃光燈的光線可能會在眼睛的瞳孔發生殘留的現象，進而發生「紅眼」的情形，因此許多相機商都將"消除紅眼"這項功能加入設計，在閃光燈開啓前先打出微弱光讓瞳孔適應，然後再執行真正的閃光，避免紅眼發生。中低檔數碼相機一般都具備三種閃光燈模式，即自動閃光、消除紅眼與關閉閃光燈。再高級一點的產品還提供“強制閃光”，甚至“慢速閃光”功能。

變焦分兩種，一種是數字變焦；一種是光學變焦。作用與手機上，多數都採用數碼變焦。

（1）數字變焦

數字變焦也稱為數碼變焦，英文名稱為Digital Zoom，數碼變焦是通過數碼相機內的處理器，把圖片內的每個象素面積增大，從而達到放大目的。這種手法如同用圖像處理軟件把圖片的面積改大，不過程序在數碼相機內進行，把原來CCD影像感應器上的一部份像素使用"插值"處理手段做放大，將CCD影像感應器上的像素用插值算法將畫面放大到整個畫面。

與光學變焦不同，數碼變焦是在感光器件垂直方向上的變化，而給人以變焦效果的。在感光器件上的面積越小，那麼視覺上就會讓用户只看見景物的局部。但是由於焦距沒有變化，所以，圖像質量是相對於正常情況下較差。

通過數碼變焦，拍攝的景物放大了，但它的清晰度會有一定程度的下降，所以數碼變焦並沒有太大的實際意義。

（2）光學變焦

光學變焦英文名稱為Optical Zoom，數碼相機依靠光學鏡頭結構來實現變焦。數碼相機的光學變焦方式與傳統35mm相機差不多，就是通過鏡片移動來放大與縮小需要拍攝的景物，光學變焦倍數越大，能拍攝的景物就越遠。

光學變焦是通過鏡頭、物體和焦點三方的位置發生變化而產生的。當成像面在水平方向運動的時候，視覺和焦距就會發生變化，更遠的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進的感覺。

顯而易見，要改變視角必然有兩種辦法，一種是改變鏡頭的焦距。用攝影的話來説，這就是光學變焦。通過改變變焦鏡頭中的各鏡片的相對位置來改變鏡頭的焦距。另一種就是改變成像面的大小，即成像面的對角線長短在這時的數碼攝影中，這就叫做數碼變焦。實際上數碼變焦並沒有改變鏡頭的焦距，只是通過改變成像面對角線的角度來改變視角，從而產生了“相當於”鏡頭焦距變化的效果。

如今的數碼相機的光學變焦倍數大多在2倍－5倍之間，即可把10米以外的物體拉近至5-3米近；也有一些數碼相機擁有10倍的光學變焦效果。家用攝錄機的光學變焦倍數在10倍~22倍，能比較清楚的拍到70米外的東西。使用增倍鏡能夠增大攝錄機的光學變焦倍數。如果光學變焦倍數不夠，我們可以在鏡頭前加一增倍鏡，其計算方法是這樣的，一個2倍的增距鏡，套在一個原來有4倍光學變焦的數碼相機上，那麼這台數碼相機的光學變焦倍數由原來的1倍、2倍、3倍、4倍變為2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距鏡的倍數和光學變焦倍數相乘所得。

連拍功能英文學名為continuous shooting，是通過節約數據傳輸時間來捕捉攝影時機。連拍模式通過將數據裝入數碼相機內部的高速存儲器（高速緩存），而不是向存儲卡傳輸數據，可以在短時間內連續拍攝多張照片。由於數碼相機拍攝要經過光電轉換，a/d轉換及媒體記錄等過程，其中無論轉換還是記錄都需要花費時間，特別是記錄花費時間較多。因此，所有數碼相機的連拍速度都不很快。

連拍一般以幀為計算單位，好像電影膠捲一樣，每一幀代表一個畫面，每秒能捕捉的幀數越多，連拍功能越快。當前，數碼相機中最快的連拍速度為7幀/秒，而且連拍3秒鐘後必須再過幾秒才能繼續拍攝。當然，連拍速度對於攝影記者和體育攝影受好者是必須注意的指標，而普通攝影場合可以不必考慮。一般情況下，連拍捕捉的照片，分辨率和質量都會有所減少。有些數碼相機在連拍功能上可以選擇，拍攝分辨率較小的照片，連拍速度可以加快，反之，分辨率 大的照片的連拍速度會相對減緩。

通過連續快拍模式，只須輕按按鈕，即可連續拍攝，將連續動作生動地記錄下來。

白平衡英文名稱為White Balance。物體顏色會因投射光線顏色產生改變，在不同光線的場合下拍攝出的照片會有不同的色温。例如以鎢絲燈（電燈泡）照明的環境拍出的照片可能偏黃，一般來説，CCD沒有辦法像人眼一樣會自動修正光線的改變。下面一些圖片，就顯示了在不同顏色光線下的不同圖象。

白平衡就是無論環境光線如何，讓數碼相機默認“白色”，就是讓他能認出白色，而平衡其他顏色在有色光線下的色調。顏色實質上就是對光線的解釋，在正常光線下看起來是白顏色的東西在較暗的光線下看起來可能就不是白色，還有熒光燈下的"白"也是"非白"。對於這一切如果能調整白平衡，則在所得到的照片中就能正確地以"白"為基色來還原其他顏色。當前大多數的商用級數碼相機均提供白平衡調節功能。正如前面提到的白平衡與周圍光線密切相關，因而，啓動白平衡功能時閃光燈的使用就要受到限制，否則環境光的變化會使得白平衡失效或干擾正常的白平衡。

短片拍攝功能即數碼相機具備拍攝視頻文件的功能。有別於DV（數碼攝像機），數碼相機只可以把視頻文件存放在記憶卡里面，由於記憶體的空間有限，所以視頻文件的質量跟大小都比較差。

自動對焦（Auto Focus），通常用於相機和手機的攝像頭拍照，但可不是所有手機都支持自動對焦，一般是320萬像素-1400萬像素。自動對焦用於鏡頭靠近一件物品拍攝，使用“自動對焦”功能。可以讓圖片的模糊、斑點現象消除，而且能把圖片變成清晰、明亮。通常對焦狀態是輕輕按住快門鍵，這時圖片會出現一個光標。白色變成綠色，就説明對焦已對準。如果光表示黃色、紅色或者橙色，就是代表對焦失敗。要放開快門鍵重新對焦。

有些手機或者數碼相機會自動根據場景來做適合的對焦，例如在那些美麗的風景遠拍照。是不能對焦的。如果把鏡頭靠近一件物品（2cm-3cm）就可以自動對焦。

目前我國手機制造市場使用的手機攝像頭芯片有國產、日系、美系和韓系這三種，不同產地的芯片在價格、性能和目標市場等方面有所不同。高端手機大都 應用日系的“sony”芯片，生產的攝像頭具有較高的像素。 一般來説，品牌手機的像素大都會在1200萬以上，但是國內廠家的像素相對低一些，很少有高像素手機攝像頭的製造廠商。 ^[3] 

通過上述分析可知，手機攝像頭存在的像素匱乏問題得到了有效的解決。手機攝像頭的像素已經從過去的11萬迅速提升到幾千萬像素。在未來的手機攝像頭髮展中，手機攝像頭的像素會繼續提升，像素的清晰度也會隨之增加。也就是説，手機攝像頭的像素不會停留在1200萬像素或者1300萬像素，而是會研發出更高的像素。在未來的手機攝像頭領域，高像素將會成為行業的主要發展趨勢。

除此之外，手機攝像頭的成像功能也會是未來發展的主要內容，手機攝像頭不會再侷限於拍攝時的光線，無論在白天或是夜晚、在強光或是暗光環境中，手機攝像頭都能夠正常成像，而且拍攝的照片在清晰度等多個性質方面，也有所提升。目前有些手機的2000萬像素已經到達極限，很多生產廠家將研究開發的方向轉變為雙攝像頭，如華為企業對黑白雙攝像頭的研發，就會通過加強控躁性能實現手機攝像頭強大的成像能力。 ^[1]