時間飛快，距離蘋果秋季發(fā)布會結束也快一周有余了。不管是包贊也好，還是吐槽也罷，反正整整小半年的iPhone7/iPhone7Plus也算是塵埃落定。不管果粉和科技達人們如何期待，反正那些幻想著出現(xiàn)觸控夢想的朋友，編者覺得你該醒醒了。不過這次庫克倒是帶來了一個以舊換新的技術——只有iPhone7Plus才有的雙攝像。

盡管熬夜通宵換來的只是雙攝的消息，站在蘋果的角度來說，這很蘋果，不過都有了3月雞肋的影響，作為混跡了略久的編者，也算是有了一定的免疫。雖然品牌的這次“新花樣”讓我有點不知所措，不過在行業(yè)或是市場的角度看，這個花樣倒是玩的有想法，有規(guī)模，有遠見。

有人說，蘋果的這次舉動，并不是拿雙攝當“大爺”一樣看待，而是項莊舞劍意在沛公。這話如何說起呢？對于今年8月份，庫克在接受華盛頓郵報的記者JenaM cG regor采訪時透露了一些關于該公司在增強現(xiàn)實領域的計劃。他承認蘋果內部有不止一個團隊正在研究A R技術。

而且對于有心的科技達人不難發(fā)現(xiàn)，去年蘋果收購的以色列科技公司Linx，它所生產(chǎn)的攝像頭不僅能夠捕捉2D圖像，更能夠還原整個場景的深度信息。說的簡單點，目前iPhone7Plus的雙攝像頭系統(tǒng)，便是基于L inx的技術。拍攝能力與精度的提升，以及對深度信息的感知處理，都讓iPhone7Plus成為一個準3D掃描與A R手機。那么現(xiàn)在編者不用再多說什么了吧，雖然不直到蘋果是不是不切實際，但是為此突擊遠大目標，倒是很辣眼。

既然蘋果如此“處心積慮”的想要深挖雙攝的精髓，到底雙攝像頭的操作原理是什么？講的通俗點，雙攝像頭就是模擬人眼的應用。通過算法算出，被拍攝物體與左/右攝像頭的角度θ1和θ2，再加上固定的y值（即兩個攝像頭的中心距），就非常容易算出z值（即物體到Camera的距離），讓我們來看看下圖的演示。

不過這也很容易推算，若兩個攝像頭中心距過小的話，可計算的物體距離就會很近。若想算出很遠距離，就必須讓左右攝像頭的距離拉遠。而在光學變焦上主要是左右攝像頭使用不同的FOV（可視角），這樣兩個攝像頭取景不同。當用戶需要廣角照片，則用視角為85度的左攝像頭取景，獲得廣角效果。當用戶需要長焦照片，則用視角為45度的右攝像頭取景，獲得長焦效果。

為了使左右攝像頭拍攝的物體重疊度高，光學變焦的雙攝像頭模組不能像做距離應用的攝像頭的模組那樣距離過大，而是需要將左右攝像頭擺得越近越好。

提到雙攝像頭的算法，不得不提到ISP（Image Signal Processing 圖像信號處理器），ISP主要作用是對前端圖像傳感器輸出的信號做后期處理，主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點去除、內插、白平衡、自動曝光控制等，依賴于ISP才能在不同的光學條件下都能較好的還原現(xiàn)場細節(jié)，ISP技術在很大程度上決定了手機的成像質量。

功能機時代，ISP都是做在攝像頭上的，不同像素的攝像頭搭配不同性能的ISP。由于手機攝像頭像素逐漸走高，對ISP性能的要求就不能同日而語，若將ISP集成到攝像頭Sensor上，肯定會造成攝像頭的模組過大，甚至影響拍照效果。所以智能機時代，ISP一般都是在主芯片SoC上。部分品牌客戶為了實現(xiàn)更好的效果，甚至不惜成本的外加一顆ISP用來達到更好更專業(yè)的拍照效果。

好的拍照算法就需要搭配好的ISP，ISP和算法相輔相成，缺一不可。而雙攝像頭對ISP性能要求更多。首先，為了使的左右攝像頭的信號能夠同時被處理，單一的ISP已經(jīng)無法滿足雙攝像頭的需求。這就需要雙路ISP實現(xiàn)此功能。

一般來講，目前的智能手機的攝像頭接口都是MIPI接口。之前手機平臺都只有2路MIPI接口，分別給前攝像頭和后攝像頭。做雙攝像頭，就要求平臺至少支持三路MIPI接口。其實在之前的高端平臺上，為了實現(xiàn)更高像素，已經(jīng)用雙路ISP了（比如為了支持16M的攝像頭，會用2路8M能力的ISP），這類平臺很有可能只有兩路MIPI。但這個無法阻止工程師去做前單攝像頭+后雙攝像頭。

對于上面的原理部分，想必不少朋友都是和看天書一樣吧，既然如此，我們找點有趣的。既然傳感器有分COMS與CCD等派系之分，那么雙攝像頭也有多種派系。

同像素平行雙攝像頭采用了平行設計，兩個攝像頭硬件規(guī)格一模一樣，共同合作發(fā)揮作用。這種雙攝像頭可以共同參與成像，并且拍照時進光量與感光面積 是單鏡頭的2倍，假若后置兩顆800萬的鏡頭，成像分辨率可以達到1300萬像素，有效像素尺寸提升到1.98um，成像質量可以與多數(shù)家用數(shù)碼相機媲 美。

千萬不要認為將相同的兩個鏡頭拼到一起就可以發(fā)揮出應有的作用，實際上其背后也要有強大的技術支持，不僅要開創(chuàng)獨特的算法保證兩個攝像頭的對焦和深度信息問題，還要解決雙攝像頭的擺放問題。對于專業(yè)的攝影師，他們很清楚拍照都有固定的取景范圍必須保證兩個攝像頭的取景視野不會重疊，而且當前的手機技術，并不能將兩枚 攝像頭做到像人眼一樣真正平行，所以目前僅能將兩枚攝像頭取景交錯角縮小到θ=0.1，再通過算法讓合成的照片不至于出現(xiàn)疊影。

金無足赤人無完人，這種雙攝像頭的擺放問題就導致了這類雙攝像頭的缺陷，如果在日常使用中出現(xiàn)意外導致兩個攝像頭的擺放位置出現(xiàn)位移，那么內置的算法就難以再對攝入的照片進行優(yōu)化，因此搭載這類雙攝像頭的手機一般都需要強硬的外殼支撐，避免雙攝像頭位置發(fā)生錯位。

同像素黑白雙攝像頭，對于它的后置的主副攝像頭分別采用了索尼IMX278與經(jīng)過特別定制的索尼IMX MONO兩種鏡頭，同為1300萬像素但工作原理不同于同像素平行雙攝像頭，兩個鏡頭前者為彩色攝像頭，而后者為黑白攝像頭，在兩者的共同作用下，提升成像質量。

這種彩色+黑白夜視智慧雙攝像頭，可以說是手機拍攝性能的一次革命，因為這種雙攝像頭可以很好的處理目前絕大多數(shù)攝像頭都難以處理的夜拍情況，這種鏡頭在夜拍狀態(tài)下表現(xiàn)非常優(yōu)秀。通過將兩顆鏡頭拍攝的相片合成，來實現(xiàn)暗光下亮度提升2倍、噪點降低95%的效果。

這種雙攝像頭在面對多數(shù)的拍攝場景下，只啟用主攝像頭即可，而在弱光環(huán)境下，啟用副攝像頭可以提升畫面的純凈度。此外這種雙攝像頭還提升了對焦速度，其利用雙攝像頭和對焦物體之間的三角測距原理，在閉環(huán)對焦馬達的協(xié)助下可以實現(xiàn)較高的對焦速度。

談到了有關雙攝的派系，自然也要了解有關雙攝的作用。通過非數(shù)碼變焦的方式可以拍攝距離較遠的物體，并且實現(xiàn)物體放大的效果。而且很多企業(yè)通過測試雙攝像頭系統(tǒng)和傳統(tǒng)智能手機之間的對比，兩者與要拍攝的物體距離都大約在0.3米，而雙攝像頭模塊無論在1倍還是3倍變焦的情況下都輸出了非常清晰的1300萬像素照片。

其次，雙攝像頭第二個好處就是使用兩個獨立的模塊，并且都擁有獨立的傳感器，這樣即使是在低光的環(huán)境下可可以大幅提升畫質。在拍照時將兩顆攝像頭的像素實時互相匹配重疊，并且能自動辨識拍攝場景，在兩個攝像頭之中自動檢測出更接近真實拍攝目標的一個。因此，不僅可以明顯減少噪點，同時整個成像畫面也會更加干凈。

看來由于技術的相應突破，雙攝的發(fā)展趨勢也有了很大的改觀。可以說它的有利發(fā)展將會帶動整個市場的走高?？梢钥吹降氖?，曾幾何時國內大廠們還在比拼誰的手機更劃算，誰打的“性價比”更響，不過現(xiàn)在手機商們更在意“差異化”的發(fā)展，越來越多的消費者已經(jīng)不再敏感于價格優(yōu)勢，而是偏向于技術手段和真正的使用價值所考量。編者也是深挖了一下這幾年大廠們想法，手機差異化設計，尤其是在像素升級上的改變，讓這個差異化變得更有前景和方向。中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2015年全球智能手機出貨量達到14.33億部，預計到2020年全球智能手機出貨量接近20億部，雙攝像頭手機滲透率將超過60%，手機雙攝像頭市場規(guī)模將達到750億元。

2015-2020年全球智能手機出貨量及雙攝像頭滲透率

2015-2020年全球手機雙攝像頭市場規(guī)模

從手機攝像頭的結構看，最主要的五個部分為：圖像傳感器Sensor（將光信號轉換為電信號）、Lens、音圈馬達、相機模組和紅外濾光片。攝像頭的產(chǎn)業(yè)鏈主要可以分為鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片、CMOS傳感器、圖像處理器和模組封裝幾個部分，行業(yè)技術門檻較高，行業(yè)集中度很高，產(chǎn)業(yè)鏈的大多數(shù)環(huán)節(jié)的前三廠商的市場份額都在50%以上。產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭多為臺日韓的所壟斷，大陸的廠商主要集中在紅外濾光片和模組封裝的上，主要有舜宇光學、歐菲光、聯(lián)創(chuàng)電子、水晶光電。

2012-2020年全球手機鏡頭銷售額及預測趨勢圖

手機攝像頭鏡頭市場集中度很高，前五大廠商占據(jù)了60%的份額；行業(yè)技術密集，技術門檻高，市場基本上被臺日韓的廠商所分割，高端鏡頭被三地所壟斷。其中臺灣的大立光學更是一枝獨秀，遙遙領先于其他廠商。中國的鏡頭廠商過去集中在技術門檻相對較低的中低端鏡頭，市場份額微小，隨著舜宇光學的崛起已經(jīng)有所改變。舜宇光學長期積累光學技術，已經(jīng)具備量產(chǎn)13M、16M手機光學鏡頭組的能力，20M的鏡頭組也已經(jīng)研發(fā)成功；2015年的出貨量占比增長超過100%達到9.4%，已經(jīng)成為全球第二的鏡頭廠商。

寫在最后：

從大局上看，近期雙攝的空前走高和增長是必然趨勢，同時站在一片藍海當中，股市場的潮流也會將隨之跟進，相比之下，雙攝新品也許會在2017年呈現(xiàn)一個井噴的趨勢。依靠這樣的市場，也能反映出一個實質性的現(xiàn)狀，那就是單純的使用單攝像頭已經(jīng)無法解決手機的體積和厚度的限制而無法無限提升傳感器尺寸和鏡頭光學性能的問題，需要進步的升級（就像雙攝這樣）。前景一片大好，不過機遇和挑戰(zhàn)也是并存的，比如說在實現(xiàn)雙攝的技術升級上。倘若僅僅只依靠兩個鏡頭模組的相互拼接，就能解決問題，那么也就失去了創(chuàng)新和研發(fā)的動力，專業(yè)人士自然也就不會深入圖像信號處理器(ISP)與算法的高度協(xié)助，才能體現(xiàn)出雙攝像頭的拍攝優(yōu)勢及用戶體驗等來為大家教條。