毫無(wú)疑問(wèn)，手機(jī)的拍照功能已經(jīng)成為了用戶越來(lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)也成為了眾多智能手機(jī)廠商比拼功力的關(guān)鍵所在。2018年智能手機(jī)行業(yè)在拍照方面迎來(lái)了一個(gè)新變革，那就是從后置雙攝向后置三攝時(shí)代的演進(jìn)。今年3月發(fā)布的華為P20 Pro就率先采用了后置的徠卡三攝，拍照性能再度提升到了一個(gè)新的高度。

根據(jù)華為公布的數(shù)據(jù)顯示，華為P20系列上市之后僅2.5個(gè)月就賣出了600萬(wàn)臺(tái)，相比前代的P10系列，全球銷量同比增長(zhǎng)81%。而華為P20系列熱銷的關(guān)鍵，一方面在于其出色的硬件配置，而更為關(guān)鍵的則是其出眾的拍攝效果。

根據(jù)知名相機(jī)評(píng)側(cè)機(jī)構(gòu)DxOMarkMobile的評(píng)測(cè)結(jié)果顯示，華為P20 Pro在拍照性能評(píng)分上遠(yuǎn)超越蘋果iPhone X，以109分的高分排名第一，相比排名第二的HTC U12+也高出了5分之多。各大專業(yè)攝影網(wǎng)站也對(duì)華為P20 Pro給出了極高評(píng)價(jià)，也有不少手機(jī)評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)在對(duì)比中表示華為P20 Pro已經(jīng)超越了iPhone X的拍攝體驗(yàn)。

那么，實(shí)際拍照的效果有多大的差距呢？對(duì)此芯智訊拿iPhone X與華為P20 Pro分別針對(duì)近景、遠(yuǎn)景、變焦等場(chǎng)景下的拍攝效果進(jìn)行了簡(jiǎn)單的對(duì)比：

▲iPhone X與華為P20 Pro近景拍攝效果對(duì)比

▲iPhone X與華為P20 Pro遠(yuǎn)景拍攝效果對(duì)比

▲iPhone X與華為P20 Pro變焦拍攝效果對(duì)比

從上面的對(duì)比效果來(lái)看，華為P20 Pro在色彩表現(xiàn)力、細(xì)節(jié)表現(xiàn)等方面顯然要更勝一籌。

解析華為P20 Pro拍攝效果出眾的秘密

那么為何華為P20 Pro的拍攝效果能夠做到這么好呢？

首先是硬件強(qiáng)大。華為P20 Pro的后置三徠卡鏡頭包括一顆4000萬(wàn)像素的主攝像頭、一顆2000萬(wàn)像素的黑白攝像頭、一顆800萬(wàn)像素的長(zhǎng)焦鏡頭，分別采用f/1.8+f/1.6+f/2.4大光圈。

其中，4000萬(wàn)像素的主攝像頭采用了與索尼聯(lián)合研發(fā)的 1/1.7 英寸的IMX600傳感器，單像素大小最高可達(dá)2微米，已經(jīng)非常接近相機(jī)CMOS標(biāo)準(zhǔn)。它比 iPhone X 上 1/2.9 英寸傳感器以及三星 Galaxy S9 的 1/2.55 英寸的傳感器還要更大一些，其 ISO 最高能達(dá)到 102400。

同時(shí)，華為P20 Pro也是目前唯一一款達(dá)到1/1.7英寸類型圖像傳感器的手機(jī)產(chǎn)品。傳感器尺寸的增加，意味著單像素的捕捉光線能力更強(qiáng)，同樣環(huán)境下，可以拍攝出亮度更高、噪點(diǎn)更少、更清晰的照片。

同時(shí)，后置的三顆攝像頭在硬件層面上還具備了 OIS 光學(xué)防抖功能。并且華為還為其配備了激光對(duì)焦，使得對(duì)焦更加的快速和精準(zhǔn)。

當(dāng)然，拍攝最終效果不僅取決于以上這些與攝像頭密切相關(guān)的硬件，同時(shí)也要看光圈、感光度、快門、色溫、曝光補(bǔ)償?shù)饶芰Α膶?shí)際拍攝來(lái)看，光線好的情況下，主要差別在于白平衡，暗部噪點(diǎn)等。要做好這一點(diǎn)，還需要顏色傳感器（Color Sensor）的幫助。

而華為P20 Pro就配備了兩顆顏色傳感器，使得拍攝時(shí)可以更精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)白平衡，比如可以讓人像面部更自然，色彩復(fù)現(xiàn)更加準(zhǔn)確，畫(huà)面效果更加的生動(dòng)。

芯智訊經(jīng)過(guò)對(duì)華為P20 Pro拆解發(fā)現(xiàn)，華為P20 Pro后置三攝的下方，也就是在閃光燈的旁邊的那顆顏色傳感器是由艾邁斯半導(dǎo)體（ams）提供的，具體型號(hào)為TCS3430。

據(jù)了解，ams的這顆顏色傳感器TC3430最初是專為iPhone X定制的。而資料也顯示，TCS3430比iPhone 6S或7中的環(huán)境光傳感器多出約4倍的光電二極管，并且傳感部分采用圓形布局，大大提高了對(duì)于環(huán)境光的感測(cè)能力。

另外，在華為P20 Pro的前置攝像頭的旁邊也配備了一顆顏色傳感器，這顆傳感器同樣也是由ams供應(yīng)的，型號(hào)為TMD3725。

手機(jī)中的顏色傳感器到底有什么用？

顏色傳感器在終端設(shè)備中起著極其重要的作用，比如色彩監(jiān)視器的校準(zhǔn)裝置；彩色打印機(jī)和繪圖儀；涂料、紡織品和化妝品制造，以及醫(yī)療方面的應(yīng)用，如血液診斷、尿樣分析和牙齒整形等。色彩傳感器系統(tǒng)的復(fù)雜性在很大程度上取決于其用于確定色彩的波長(zhǎng)譜帶或信號(hào)通道的數(shù)量。除了應(yīng)用在手機(jī)中，目前也有客戶把RGB顏色傳感器用于照明產(chǎn)品的色溫檢測(cè)評(píng)估，根據(jù)傳感器讀出的室內(nèi)光線的色溫值實(shí)現(xiàn)照明顏色的調(diào)節(jié)。還有一些智能洗衣機(jī)搭載顏色傳感器，當(dāng)進(jìn)行衣物洗滌時(shí)，顏色傳感器通過(guò)檢測(cè)機(jī)內(nèi)水的反射光RGB值，可大致判斷衣物的掉色程度或者臟的程度。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，XYZ傳感器在手機(jī)和平板電腦上的應(yīng)用潛力大，例如可以檢測(cè)室內(nèi)的燈是熒光燈、LED燈還是鹵素?zé)?，以進(jìn)行合理的調(diào)光。此外，還能檢測(cè)蘋果、牛奶等，還可以用于網(wǎng)購(gòu)，例如衣服色彩的精細(xì)辨別、裝修材料色彩的選擇等，還可用于投影儀。

白平衡英文名稱為White Balance。物體顏色會(huì)因投射光線顏色產(chǎn)生改變，在不同光線的場(chǎng)合下拍攝出的照片會(huì)有不同的色溫。例如以鎢絲燈(電燈泡)照明的環(huán)境拍出的照片可能偏黃，一般來(lái)說(shuō)，CCD沒(méi)有辦法像人眼一樣會(huì)自動(dòng)修正光線的改變。

有白平衡矯正和沒(méi)有白平衡矯正的對(duì)比

以往屏幕色彩管理大都采用RGB顏色傳感器， RGB并不是從人眼真實(shí)的色彩感覺(jué)出發(fā)，而是通過(guò)紅綠藍(lán)三色調(diào)和出的各種顏色，來(lái)“欺騙”人眼和大腦，對(duì)真實(shí)色彩的還原度誤差在10~15%之間。XYZ是人眼標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)曲線的模型，同時(shí)也展現(xiàn)了視網(wǎng)膜的長(zhǎng)、中、短感光錐細(xì)胞對(duì)于光的光譜功率分布反應(yīng)。雖然紅、綠、藍(lán)被視為可視光譜的代表，但它與實(shí)際的RGB顏色分布并不符合。

▲XYZ感測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)如同人眼般的色彩感知

據(jù)了解，目前能夠提供顏色傳感器的供應(yīng)商也有不少，不過(guò)大多數(shù)都只能檢測(cè)紅、綠、藍(lán)（RGB）和紅外線，做不到XYZ的檢測(cè)。

比如羅姆的BH1749 NUC，目前這顆IC也被應(yīng)用到液晶背光電視、手機(jī)和平板電腦中。光寶(Lite On) 381色溫傳感器，在兒童教學(xué)玩具中可以用于檢測(cè)顏色的顯示，用于環(huán)境中色溫的自動(dòng)調(diào)節(jié)照片，據(jù)了解目前也有不少?gòu)S商采用。

而華為P20 Pro所采用的ams的這顆顏色傳感器TC3430就是基于XYZ感測(cè)技術(shù)。數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的RGB傳感器達(dá)到三通道15%-20%的精度誤差，這也是為何以往很多用戶吐槽手機(jī)自動(dòng)顏色調(diào)節(jié)體驗(yàn)不好。而最新的XYZ顏色傳感器可以精確到1%～5%的精度，提供的顏色測(cè)量可精準(zhǔn)匹配人眼對(duì)可視光譜的反應(yīng)。

根據(jù)資料顯示，TCS3430創(chuàng)新地采用了X、Y、Z通道以及兩個(gè)紅外(IR)通道。兩個(gè)紅外通道用于推斷光源類型；Y通道為可見(jiàn)光光譜中的綠光部分提供照度測(cè)量。這款傳感器的架構(gòu)使得其能感應(yīng)很寬的光譜，結(jié)合擴(kuò)散片（diffuser），6通道傳感器芯片能感測(cè)紫外光、紅光、綠光、藍(lán)光、近紅外1（NIR1）和近紅外2（NIR2）。這使得智能手機(jī)可利用該傳感器感知環(huán)境的相關(guān)色溫（CCT）水平，進(jìn)而調(diào)整顯示顏色和亮度。因此TCS3430可同時(shí)用作環(huán)境光傳感器與顏色傳感器，甚至可以幫助手機(jī)攝像頭的ISP來(lái)改善白平衡。同時(shí)針對(duì)不同的拍攝場(chǎng)景，通過(guò)AI自動(dòng)識(shí)別，可以有針對(duì)性的對(duì)拍攝圖像進(jìn)行優(yōu)化。

▲paper like技術(shù)，在不同的光源條件下顯示出不同的光照效果

在今年上海舉辦的慕尼黑電子展上，ams就展示了這顆傳感器。這顆傳感器的優(yōu)劣直接影響到手機(jī)顯示的真實(shí)效果，出色的顏色傳感器可以還物品真實(shí)的顏色，使智能手機(jī)擁有紙張般的顯示效果（paper like）。該傳感器還可以用來(lái)幫助智能手機(jī)相機(jī)傳感器的環(huán)境光的顏色檢測(cè)，以增強(qiáng)和改善圖像白平衡，以提供更逼真和充滿活力的圖像。

除了在后置攝像頭采用顏色傳感器TCS3430，華為P20 Pro的前置攝像頭附近還用了一顆顏色傳感器TMD3725，這顆傳感器主要用來(lái)調(diào)節(jié)屏幕的亮度和色溫，結(jié)合ams自有的paper like技術(shù)，可以在不同的光源條件下顯示出不同的光照效果。而且還顆通過(guò)反射二極管能量的光電二極管檢測(cè)來(lái)對(duì)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比如識(shí)別人臉遠(yuǎn)離時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅屏的功能。

值得一提的是，除了華為P20 Pro之外，華為P20也同樣配備了這兩顆傳感器。另外據(jù)芯智訊了解，華為即將推出的Mate20系列也或?qū)⒗^續(xù)配備顏色傳感器。

總的來(lái)說(shuō)，顏色傳感器在攝像頭領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛開(kāi)始，未來(lái)還有很大的想象空間。事實(shí)上，目前在后置攝像頭采用顏色傳感器來(lái)調(diào)節(jié)白平衡的廠商并不多，其中很重要的一點(diǎn)是場(chǎng)景算法非常難做。另外，由于攝像頭和顏色傳感器的白平衡需要復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行平衡，因此需要引入AI自動(dòng)識(shí)別，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行識(shí)別。這些都需要傳感器廠商和手機(jī)廠商一起來(lái)對(duì)攝像頭進(jìn)行配合調(diào)試。據(jù)芯智訊了解，除了華為目前成立了專門的攝像頭研發(fā)部門，小米也成立了攝像部門，在對(duì)白平衡顏色傳感器進(jìn)行研究。

雖然說(shuō)目前能夠提供顏色傳感器的供應(yīng)商也有不少，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，ams的優(yōu)勢(shì)在于奧地利總部擁有自己的顏色傳感器制造工廠，良率和效率管控都做得非常好，并且已經(jīng)獲得了蘋果、華為等一線廠商的采用。據(jù)了解，一顆顏色傳感器成本不過(guò)幾毛錢，但是對(duì)于用戶體驗(yàn)卻會(huì)帶來(lái)不小的提升，而且應(yīng)用前景很多。相信隨著國(guó)內(nèi)手機(jī)消費(fèi)者對(duì)手機(jī)拍照需求的提升，相信顏色傳感器將很快在中高端機(jī)型中得到普及。