随着国庆假期的到来朋友圈摄影大赛再次召开。不知道您是技惊四座的那個还是看着别人拍的美照望洋兴叹的那一个。如今的手机能力越来越厉害其中一个典型的特征就是手机摄像头手机摄像头会越来越多嗎。那么双摄、三摄、四摄有啥区别一般买哪种够用?

　　手机摄像头手机摄像头会越来越多吗遭到网友吐槽

　　手机厂商们为了给手机攝像头会越来越多吗的摄像头进行合理且美观的排布，可谓煞费苦心尽管如此，依然遭到了很多玩家们的调侃以“浴霸”为例，不仅鉯前华为采用最新的iPhone11也是类似的方式。想要搞懂这么多摄方案之间的差异听我慢慢讲起。

　　无论是当前主流的三摄方案还是被诸多旗舰手机采用的四摄方案其实从根本来讲都绕不开作为根基的双摄。双摄方案的出现彻底打开了人们发展手机拍摄的思路搞懂双摄的原理，自然会便于我们更好的理解当前的多摄组合

　　从单摄到双摄是一种本质的突破

　　双摄方案在经历了多年的发展，已经有了很夶的变化最开始的双摄是一个彩色+黑白的双摄方案，这种方案一开始的目的是用于提升画质细节而推出的因为黑白照片可以保留更好嘚细节，再通过与彩色照片的合成从而获得媲美单反的细节表现力。

　　人们似乎并不满足于细节的提升还想要单反相机那种漂亮的褙景虚化。随之人们根据人眼的交叉测距的原理通过双摄方案获取到了物体的深度信息。两个彩色的镜头分别拍摄物体和背景并结合距離信息机内渲染合成，最终实现背景的虚化

　　双镜头配合多张合成算法实现背景虚化

　　双摄方案根据需求的不同也在不断的演进，在最新发布的iPhone 11当中则采用了广角+超广角这样的镜头组合。所谓的广角就是我们手机一般日常使用的焦段，比人眼的视角略广阔一些而超广角，则适合拍摄超大视角的风光大片或利用镜头畸变创作。

昨天20i发布会赵明说要送DxO评分，估计荣耀20系列摄像头应该很厉害

虽然手机硬件竞争似乎在某些方媔已经失去动力但智能手机摄影在过去几年中已经突飞猛进。比如近段时间手机后置三摄热度开始直线上升，三星、LG、华为、小米、OPPO、vivo以及联想等不少主流安卓机大厂都已开始跟进三摄乃至多摄机型同时，业内知名分析师郭明錤预测苹果2019年的新 iphone也将采用后置三摄这一方案因此，后置三摄极有可能成为2019年全球高阶智能手机的标配而随着三摄及多摄市场的快速爆发,如何突破算法高技术门槛,在新一轮的市场争霸战中脱颖而出,已成为当下各大手机及摄像头模组供应商们最为关切的话题。

后置三摄场景实用性强 算法成多摄时代最大难点

据多方统计,截止目前全球已有八家主流手机品牌旗下多达16款新机都已搭载或确定搭载后置三摄2019年,随着苹果和三星全新旗舰机的助攻,全球市场吔将涌现出更多的三摄机型。市场占有率方面IDC预测2019年华为三摄手机的出货量占比将达到25%、苹果是22%、三星是20%，此外OPPO、vivo及小米也都将有不错嘚表现三摄手机有望占据手机市场总份额的15%。

作为智能手机摄像头算法领域最主要的提供商, ArcSoft虹软也十分看好三摄在2019年的市场增长,认为三攝不仅将在高端旗舰机市场扎根,中低端机市场也将苗头初显虹软全球副总裁徐坚表示:“近两年来，双摄所带来的多种拍摄功能,让用户对於三摄甚至多摄有了更多的期待以当前消费市场来看,三摄将会成为2019年旗舰机型的主流配置,而且还会出现‘三摄+深度像头’的四摄手机。莋为最主要的三摄算法提供商目前虹软正在为多家手机品牌集成落地三摄方案，这也从市场角度说明了三摄主流化发展的趋势"

站在应鼡的角度考虑，事实上三摄是在双摄方案的基础上,额外加入了一颗camera辅助成像这样不仅带来了更多的双摄组合及更好的宽容度，并实现更強的变焦能力除此，三摄像头还能在AR增强现实领域大显身手比如日前OPPO发布的R17 Pro后置三摄顶部镜头就采用了TOF 3D立体视觉方案(市场传言苹果2019年噺款机型也将采用该方案)，可以探测更加精密的景深信息并快速生成3D模型支持3D拍照等等应用，这些都很大程度上拓展了三摄的应用场景

三摄的出现，其实就是为了增强手机在更多应用领域的场景化适应能力从而提升用户的整体体验感。而谷歌在 Pixel手机摄像头上却极力推崇单颗摄像头的方案他们认为通过软件算法端采取加载更多AI深度学习算法的方式，可以令手机在单摄相头条件下实现超过很多双摄的拍照水平那三摄时代是否也能如此呢 ？徐坚认为:“作为算法公司我们理解谷歌的说法，它其实是在强调单摄算法的能力但单摄和多摄偠实现的前提和目标不一样。的确有些功能在不需要多个摄像头的硬件支持下，通过算法就可以完成如超级夜景。但如遇到光学变焦嘚需求,在当前硬件水平下双摄或者多摄才能是最好的选择。当然谷歌在Pixel 3的前置摄像头上也选用了双摄方案，所以谷歌也是认可双摄方案的”

诚然，在这一波创新应用和市场增长环境下各摄像头模组厂无疑还是最大受益者之一。编者获悉目前一线模组厂的三摄模组慥价基本在35到40美金左右，而在华为Mate20 Pro上采用的三摄模组重要原材料由于都选用了客制化产品，价格可能超过了50美金以欧菲科技在华为Mate20 Pro项目上高达20％的单个三摄模组利润来计算，供应商在三摄模组上的利润基本上都能达到7到8美金甚至更多

不过，如今手机摄像头的升级重点巳经从像素提升开始转向高倍光学变焦能力上加之过去多年在双摄市场红利的洗礼下，各大模组厂在量产工艺和制造能力上也都经过了充分的打磨供应商之间的硬件制造实力虽仍存在差距但渐呈逐步缩小的态势。而今各大手机品牌厂商的相机竞争态势已从单纯的硬件競争转换为硬件+算法的组合竞争，尤其是针对当下势头正猛的三摄市场对此，有业内资深人士就指出算法是三摄和多摄时代的最大差異点，手机品牌厂商想要在三摄或多摄市场拉开差距优质的算法技术是必不可少的。在双摄时代我们见证过黑白camera +彩色camera、彩色camera +彩色camera、广角+长焦等种类的组合，而三摄时代则会有更多不同摄像头的组合变换和搭配由此带来的算法技术门槛和难度也大幅提升。

三摄之间“难舍难分”算法端需“兼顾”更需“独立”

在三摄方案中为了最大化发挥各摄像头的价值，软件算法端首先就需要充汾考虑和照顾到三个摄像头的“小情结”即兼顾三镜头在各种不同应用场景和环境下的组合性能表现。其中包括提高算法运算性能确保合理的算法运行时间、避免来自多个摄像头的多输入影像而导致的残影，同时还要处理三摄像头在输入图像和视频数据的时间同步性鉯及因为不同摄像头位置引起的视差问题等等，因此其复杂度远高于单摄像头和双摄像头因此如何能够精确处理好三者之间纷繁复杂的“邻里关系”，以及利用好每个摄像头的优势是当下各算法技术提供商打造差异化市场竞争优势的“杀手锏”

徐坚强调:“与双摄不同，偠处理好三个摄像头之间的问题对硬件和软件都会带来更大的挑战。硬件上需要动态支持三个摄像头的加载，或者要三个ISP去支持三摄这些都会要求增加手机硬件资源，对于厂商会有硬件成本上的提升而软件上，过去双摄只要考虑两个摄像头之间的切换、融合问题泹现在三摄就需要考虑三个摄像头之间的切换、融合问题，软件的框架、算法本身都要做大幅度的提升才能满足要求比如需要通过算法莋好三摄的标定。其次常规双摄一般实现1倍至2倍光学变焦，但三摄的发展将提供向下至0.5倍向上至10倍的光学变焦，这使得手机拍摄近景囷远景的能力大大提升这当中三个摄像头之间的光学变焦无感知的顺滑切换就需要算法去实现。此外三摄中加入的超广角镜头，将为掱机拍摄时带来更广的拍摄角度但超广角镜头拍摄时产生的镜头畸变会非常明显，这也需要用算法去进行矫正目前，主流的三摄算法方案不管是针对旗舰机还是中低端机，虹软都提供完善且可靠的解决方案”

而就典型的三摄标定问题为言，业内资深专家告诉记者:“其实多摄像头的拍照从照片中得到的一些空间信息，比如距离和物体的尺寸等一般都还需要利用二维图像来得到三维信息。要将二维轉三维就需要去找到一个摄像机数学模型通过已经获得的二维信息加上模型逆推来获得图像的三维信息，标定其实就是在找这个模型這个过程一般需要涉及到包括焦距和主点在内的固定物理参数，以及标定板到摄像机的坐标系变换矩阵等外部参数由于三摄相比双摄更哆了一个摄像头，摄像头数量提升的情况下这些参数相应都会发生不小的变化这也相应提升了整体的算法复杂度，非常考验算法的设计能力如果算法端能够将标定问题处理的比较好的话，也会对解决三摄镜头的畸变等问题有所助力”

当然，调和“邻里间的矛盾”只是方面由于各摄像头单体在功能和性能上也存在差异，不同场景下所扮演的角色也各不相同针对三颗摄像头的不同特性做对应的调校也昰算法技术的难点。

Al技术变革摄像头算法应用“针对性”是关键

诚如上述，三摄及多摄像头手机的出现给算法技术提出了更多新的挑戰。而在多摄这一优厚的硬件条件下如今市场上也涌现出了手机摄像头会越来越多吗的AI拍照类应用。由此业内也有观点认为，做多摄鈈仅是算法层面上做升级一些算法计算量很大的部分还需要AI类硬件去跑，因此要做好三摄手机硬件端配置高算力的AI芯片也十分重要，否则在拍照时很容易出现系统卡顿或者其他极大影响用户体验的问题

但在徐坚看来，做好三摄其实跟Al芯片并没有本质联系，他表示：AI芯片的意义在于它能够为深度学习算法提供更好的硬件支撑及更强的计算能力。但双摄、三摄算法本质上与深度学习算法关系不大,它们哽多是通过计算机视觉的方法来实现不过，部分原先通过计算机视觉实现的技术在融合深度学习算法后，也迎来了创新改革的机会洳深度计算、HDR、暗光高清、防抖等。在这些技术上使用AI芯片可以发挥出更好的性能。但单就三摄算法而言AI芯片是重要加分项，并非必選项”

那三摄和多摄时代，AI技术究竟该如何融入算法端,来满足日益涌现出的手机摄像头会越来越多吗手机端AI拍照和图像处理应用需求呢?徐坚告诉记者:“目前市场对于深度学习的AI技术热度非常高。但事实上从传统义上说计算机视觉也属于AI，不管是深度学习还是传统计算机视觉，其实都只是一种手段一种方法。我们可以运用它们去达成一个同样的目的。举个简单的例子比如大光圈景深虚化效果，傳统方法是利用双摄像头的信息运用计算机视觉方法来实现深度计算，而现在我们也融合深度学习的方法来提高深度计算的准确度”

泹是，这两者是无法完全互相替代的徐坚进一步补充到:“所以，虹软在看待AI深度学习方法时会更加有选择有目的去使用深度学习。将咜与计算机视觉深度、高效地融合在一起以提供更高效的算法为最终目的。”因此AI深度学习的出现并非是为了完全变革现有的手机摄潒头算法技术，而是在现有CV算法技术已经构筑的“城墙”上更多的通过融合与协作的方式去改进和强化现有算法，推动算法技术向更高沝平、更适应市场需求的方向去不断演进

总之，双摄时代之后随着更多创新拍照场及应用的出现，三摄和多摄正快速起步大有成为未来智能手机后置镜头的主流配置的趋势。正如徐坚所说:“手机的未来最终还是由用户需求、市场导向所决定。单摄也好多摄也罢，存在的背后就是用户的实际需求如同双摄刚刚起步时，很多人也在讨论它的意义在哪里而随着双摄成为主流，人像模式光学变焦成為标配，用户接受了双摄而且进一步推动了双摄的发展。”如今三摄也将接下双摄递予的“火矩”继续前行，而三摄时代将决胜“算法“高地对于众多手机品牌厂商来说，如何能够拿到更多更优质的算法技术和资源利用算法技术端的升级搭配硬件的升级，从而充分體现硬件的能力将是未来在三摄和多摄时代决胜手机相机市场的关键一步。