9月8日,2016苹果秋季发布会如期而至,iPhone7、iPhone7 Plus两款手机同时发布,iPhone7 Plus配备双摄像头已成事实。iPhone7 Plus的发布表明:作为世界手机行业公认的巨头——苹果公司,其旗下产品正式跨入双摄像头时代。chmkjle1umqiak9taafimx_y2yqaauiqggzmhoaauhl156

众所周知,苹果在技术和市场方面一直是“创造潮流的公司”。产品追求卓越,对于像苹果这样的公司而言,绝不仅仅是一句吸引消费者的口号。从这个角度来看,双摄像头技术的应用,表明苹果公司已经有充分的信心和理由,相信新产品会因为新技术的应用而获得更大的成功。

纵览整场苹果新品发布会,iPhone7 Plus的双摄像头设计可以称之为一个亮点,也确实引起了笔者的兴趣。对此,笔者提出了三个问题,并在寻找答案并依次揭晓的过程中,更加惊叹于一个事实:技术创新确实是改变人类生活的最快最有效的方式。

一、这种双摄像头技术从何而来?

一直以来,苹果公司都努力利用其产品摄像头的高画质来扩大手机销售量。回顾过去这几年,2010年上市的iPhone 4,其摄像头功能的基础技术还是BSI(背面照射)技术,就已经实现了可与数码相机相匹敌的像素和画质,而这也是其取得巨大商业成功的开端。此后,BSI技术进一步发展,更为先进的积层BSI技术被研发出来并迅速被iPhone5和iPhone6采用。1442394272412371

BSI技术的不断发展和更新虽然改善了苹果手机的拍摄效果,但如果要在手机成像方面实现更大的突破并同时减小摄像头模块的封装面积和高度、保证手机的美观性,BSI的单镜头设计方案已经显得力不从心了。唯有另辟蹊径,采用多摄像头的成像方法,才有可能使苹果设想的新一代手机成像效果变成现实。上述种种,就是苹果极力寻找或自己研发新一代手机成像技术的内在动力。

2015年4月,苹果宣布以2000万美元收购以色列成像技术创业公司LinX Computational Imaging Ltd。虽然在收购结束后,苹果公司发言人仅称:“苹果会不时收购规模较小的科技公司,我们通常不会讨论收购的目的或相关计划。”但笔者有理由相信,苹果的每一次收购行为都有充足的商业缘由。果不其然,一年之后,最新一代的苹果手机产品已经采用了Linx公司的成像技术,成功帮助苹果实现了自身产品成像效果新的突破。apple-acquires-linx

也就是说,这次苹果新一代手机成像方面重大突破的最大功臣,同时也是其技术提供方,就是这个神秘的,低调的,甚至很多人都没听说过的以色列创业公司:LinX Computational Imaging Ltd

二、iPhone7 Plus的双摄像头技术提供方是何方神圣?

公开资料显示,LinX Computational Imaging Ltd成立于2011年,位于以色列城市凯撒里亚。其联合创始人和主要股东为ziv Attar和andrey Tovchigrechko,两人均有超过15年从事与相机有关的工作。创立LinX之前, Attar曾是以色列国防公司Rafael Advanced Defense Systems的高级光学专家,而毕业于国立莫斯科大学的Tovchigrechko,是三星一支算法开发团队的负责人。111111

成立4年之后,也就是2015年,这个名不见经传的以色列公司就被科技巨头苹果公司收购,可能也正是因为这个原因,该公司的官方网站已经无法打开。

根据已有的信息,笔者对LinX进行了梳理,并对其所在的以色列高科技成像行业进行简要介绍。

1.LinX公司针对的问题和提供的服务?

LinX公司开发和销售面向平板电脑和智能手机的小型化摄像头,帮助移动设备生产商解决设备成像问题,提高和改善设备成像效果。

2.LinX公司掌握的核心技术及其直接应用是什么?

①通过将多通道技术和Clear Pixels技术相结合,使摄像头在低光环境下无需增大单个像素面积便可吸收更多光线,从而实现其对画面细节捕捉能力的提高。%e5%be%ae%e4%bf%a1%e6%88%aa%e5%9b%be_20160911111927

直接应用:该技术可以使相机在低光环境下的曝光时间大幅缩短,防止和解决由于长时间曝光导致的成像模糊问题,使在室内环境中拍摄而成的物体画面具有更强的色彩还原性和HDR性

三维模型景深映射技术。通过采用多孔设计,并基于每颗像素的的景深信息和红-绿-蓝信息,LinX的设备可以精准测算不同图像中副像素之间的区别,由此可以创建场景的景深图像。165120mg6ql6pjo3baj66q

直接应用:该技术可以使LinX的设备创建物体的深度贴图并对其进行3D图像重建。只用一张照片就能创建出指定区域的三维图像,只需多个角度的数张照片,就可以创建完整的三维模型

3.LinX公司已有的产品都有哪些?

LinX的摄像头产品根据对应的适用情景分为不同的类型,目前其公布出来的有四种型号cg-4wvutuomitxcdaaglu5gp3luaabkfgj0nswaaaxt214

1×2摄像头采用两颗传感器,但两颗摄像头的颜色一致,要么全是彩色,要么全是黑白,可提供低质量景深图像,低光环境表现出色,画质一流。

1×2摄像头采用两颗传感器,一颗彩色,一颗黑白,可提供低质量景深图像,低光环境表现出色,画质一流。

2×2系列摄像头可提供高质量、高动态范围的景深图像,低光表现出色但画质一般。

1+1×2系列的双孔镜头提供景深图像,并且能提供对焦信息,让主摄像头在低光环境下具有极速对焦表现。

4.LinX公司产品及技术的应用有哪些?

①使移动通信设备获得前所未有的强大成像功能。通过LinX的多孔径成像技术,移动通信设备通过一个以上摄像头在加上辅助软件,就可以使用户创建具有景深信息的照片,甚至是3D完整照片。

如果仅仅是一般的成像需求,也会使物体画质得到明显提升,特别是在光线不足的情况下。另外,从移动设备的美观角度来看,由于LinX的设备有多个小型传感器,而单孔摄像头中只有一个大的传感器,这使得前者不再需要很长的镜头就可以实现更好的拍摄效果。鉴于此,任何掌握该技术的移动通信设备厂商都可以将自己的产品做成纯平后背而不用担心设备成像效果的降低。%e5%be%ae%e4%bf%a1%e6%88%aa%e5%9b%be_20160911120152

事实上LinX的多传感器技术能将现有摄像头的高度缩短1.4倍到2倍,这对移动通信设备生产商不能不说是一种诱惑。以苹果为例,LinX其中一款双孔摄像头甚至比苹果5S摄像头都要薄出不少,这也就不难理解的双摄像头的设计样式并没有为iPhone7plus带来一丝丝的额外厚度。

②尚未开发出但基础已具备的潜在应用

笔者认为LinX的多传感器技术在不久的未来,将为自动背景移除、3D模型和脸部识别等功能奠定基础,并最终推动上述技术应用的实现和推广。

 以室内测绘为例,由于LinX的景深映射技术可以使用户仅仅通过照片就可以确定图像中物品的具体尺寸和物品之间的距离,这无疑会极大改善当前繁复、耗时耗力的室内测绘工程。%e5%be%ae%e4%bf%a1%e6%88%aa%e5%9b%be_20160911112429

对于影视制作行业而言,后期编辑一直以来都是这个行业的痛点,而由于LinX的景深映射技术能让照片在后期进行对焦,用合成的模糊效果来模拟不同的景深,这对影视制作中的后期编辑,特别是在照片里添加或者移除物品,都会有很大的帮助。

5.以色列高科技成像行业简要介绍

从世界范围来看,以色列企业的成像技术毫无疑问更为先进,这可以从其对外的合作案例和获得的投资金额得到侧面印证。

2013年被苹果以3.5亿美元的价格收购向美国微软的Kinect提供三维成像技术的以色列Primesense公司。2014年4月,以色列Tower Semiconductor公司(品牌名为TowerJazz)宣布与松下合并,成为世界上拥有12英寸技术的一流成像代工企业。一年之后,也就是2015年,韩国三星电子在以色列特拉维夫设立了专门开发成像技术的创新中心。2014年公开募股,被称为以色列BAT级别的独角兽代表企业Mobileye公司也是在图像领域即,将图像分析技术应用到了先进驾驶辅助系统(ADAS:advance driver assistance system)上,才逐步获得今日的成功。以色列还有Unispectral公司及Corephotonics公司等具有发展前景的新兴企业,后者提供跟LinX公司相似的产品,最近刚筹集了1780万美元。u32084284083479971570fm15gp0

历史上,各国高科技成像领域的竞争过去曾围绕半导体和光学技术展开,而最近,以色列等国自动对焦和光学手抖补偿技术的突破使得这场竞争进入一个更高的阶段。

从资本投资动向来看,成像软件技术而非硬件设备本身越来越受关注,这种现象正逐渐改变成像行业的整体重心。对于以色列的成像技术行业而言,这是一个机遇,而以色列的高科技成像企业也确实抓住了这个机遇。种种迹象表面,以色列的成像行业在以前所未有的发展势头快速成长,而这一切都离不开对成像核心技术的掌握

三、苹果的双摄像头成像技术与国内的双摄像头技术有何区别?

坦率的说,当笔者第一眼看到iPhone7 Plus的双摄像头设计时,第一反应就是,华为不早都用了这种技术吗?难道高大上的苹果果真已经衰落到需要模仿(抄袭)友商的设计理念了?相信很多人应该在当时都会有类似的疑惑,甚至有借此马上进行事件营销的行为。

要回答这个问题,首先要谈明白另一个问题,即LinX公司提供的双摄像头成像解决方案和国内的其他双摄像头解决方案是否一样?如果是一样的,那只能说:没错,苹果这次真的是落后了;但如果技术本身就不一样,那就不能简单的说苹果存在抄袭或者其已经在手机行业中出现明显的衰落。这就好比,同样是车,外观看起来基本上都差不多,但特斯拉的动力技术方案和某某二线汽车生产商的产品解决方案相比,前者比后者强大的可不是一点两点,虽然后者出现的更早。

回到LinX公司提供的双摄像头成像解决方案和国内的其他双摄像头解决方案是否一样这个问题上,不出所料,这个问题的答案是:NO

根据笔者掌握的资料,目前在世界范围内已经有四种双摄像头解决方案,他们彼此各有特点:

 一是主摄像头+辅摄像头,主摄像头负责成像,而副摄像头负责测量景深数据。以中兴AXON天机为例,主摄像头负责拍照取景,而辅摄像头则主要用于测算景深范围。不过,这种主摄像头+辅摄像头的做法对画质的提升效果有限,只是在背景虚化等景深特效方面有一定效果。

二是仿生平行双镜头。该技术被用于华为荣耀6Plus。这种拍照原理是,两颗摄像头通过三角测距原理能记录全景深信息。不过,仿生平行双镜头实际上依旧存在一些问题,比如仿生平行双镜头设计和加工难度高,而且镜头的位置和角度的精度要求非常高;又比如对软件算法的要求非常高,如果软件算法优化不到家,那么仿生平行双镜头的优势就很难得到发挥。

三是黑白摄像头+彩色摄像头。在使用黑白摄像头+彩色摄像头拍摄照片时,黑白传感器强化画面细节捕捉,彩色传感器负责色彩还原,图像处理器对黑白和彩色照片进行合成,最终产生一张清晰度高,色彩还原逼真的照片。华为P9就采用了这种双摄像头技术。

四是双摄像头通过不同角度的组合,达到变焦效果并成像。这也是iPhone7 Plus采用LinX公司技术的解决方案。iPhone7 Plus采用两颗1200万像素摄像头,广角镜头(F1.8)+长焦镜头(F2.8),一个是负责拍摄广角,一个负责拍摄长焦,这样手机就可以实现事后对焦的可能,从而提供更好的拍摄体验,并实现画质提升。

四、结语

 综上,以LinX公司核心技术为基础的新一代苹果成像功能与国内的手机成像根本不在一个阶段,不仅如此,LinX的3D还原等潜在技术优势也没有被完全释放出来,因而笔者有理由相信:LinX公司的核心技术在这次的展示只是小试牛刀,真正的好戏可能还在后面

 

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