手機攝像頭發展歷程研究

潘曉亮

摘要：悉數手機攝像頭的發展歷程，也是科學技術飛速發展的過程。從第一部攜帶攝像頭的手機問世至今，手機由簡單的通訊工具變為多功能的移動設備，并從低像素攝像到多個類型的攝像頭，手機攝像頭發展在不斷的飛躍。本文就簡單概述手機攝像頭問世、像素提升和攜帶攝像頭數量的發展情況，并分析其對現代生活的部分影響。

關鍵詞：手機;攝像頭;發展歷程

隨著時代的發展，手機已經成為人們日常生活中必不可少的設備之一。自進入21世紀以來，手機得到了飛速的發展，從2000年前的大哥大，到2000年的第一步攝像手機問世，再到如今的多攝像頭智能手機，手機也獲得了從單一的接聽電話訊息到多功能技術運用的飛躍。尤其是在攝像頭的發展上，短短二十年間，手機便從模糊留影到突破人眼所視范圍，簡直匪夷所思。

一、手機攝像頭的問世和像素的提升

相機在發展過程中，其使命從保存人眼能看到的一切變成了保存人眼想要看到的一切。而隨著手機的便攜發展，這一相機使命，也被手機所繼承，并得以發展。

第一部攝像手機是2000年9月，由夏普所推出的夏普J-SH04手機，采用了后置CMOS鏡頭，像素為11萬，但過低的像素根本不足以打印出一張照片。卻無疑打開了潘多拉的魔盒，盡管市場不太好，卻引得其他商家紛紛開啟手機攝像頭的研發。

隨著時間的推移，2003年，松下推出了自動聚焦功能的松下P505iS手機，在次年，夏普也采用光學變焦，推出了202萬像素搭載CCD鏡頭的夏普v602sh手機。而在2006年，三星發布了世界上第一款像素超過1000萬的手機SCH-B600，看上去就如同現如今的數碼相機將鏡頭鑲嵌于手機之上。

如果說2000年至2010年是攝像頭發展的兒童階段，那2010年至2020年則是手機攝像頭發展的青壯年階段。智能手機的問世，讓手機變得比以往輕薄，促使了手機攝像頭技術的進一步深化，向“體積小，性能好”的方向發展。在2012年，諾基亞推出的Lumia920搭配了最新的光學防抖技術，提升了手機攝像頭拍攝的效果，在同一年，諾基亞還推出了808PureView，搭載了4100萬像素，手機攝像頭自此進入了高像素時代，時至今日，高像素的攝像頭仍是智能手機的重要賣點之一。

伴隨著科學技術的進一步發展，手機攝像頭技術也迎來了井噴式的快速發展。各大手機廠商，為了獲得更好的手機拍攝效果，與攝像頭廠商、技術廠商開展深入合作，激光對焦技術、相位對焦技術、ISOCELL深槽隔離技術等等紛紛運用到手機攝像頭上。

手機攝像頭也從剛問世的單一攝像頭變為多攝像頭模式，其中包括了高像素主攝像頭、廣角攝像頭、超廣角攝像頭、景深攝像頭等。甚至于有的廠商推出了搭載32個攝像頭的概念機，這不僅是手機攝像頭向相機發展的標志，也是人們對視覺沖擊的需求。

二、手機攝像頭的虛化發展

手機攝像頭最本質的突破在于對人眼視覺的模仿。手機攝像頭從起初留存影像，到適配人眼視覺效果，到目前的超越人眼視角的視覺效果，都是對視覺的模仿和超越。

（一）手機攝像頭的清晰度

盡管時下的手機攝像頭搭載的像素很高，但像素多不等于畫質好，也不等于擁有清晰的畫面。手機攝像頭的單個像素尺寸與傳統相機的尺寸相比，之間相差幾十倍。而像素的尺寸越多，能夠捕獲到的光線越多，所能夠獲得的畫面也就更加清晰。因此，手機攝像頭的進光量就決定了其能夠拍攝出來的畫面清晰度，這也是當下手機攝像頭越做越大的原因之一。

為了適配人眼所適合的清晰度，手機攝像頭又開始了對虛化的模擬。人眼在看待事物時，所關注的點更加清晰，而視角周邊的事物，則會顯得有些模糊，這是手機攝像頭擬人化的起點。手機攝像頭一開始的“虛化”和相機一樣，是未能完成對焦的結果，在手機攝像頭的結構中，用于對焦的構架內具有彌散圓，是清晰與模糊之間的一個臨界點。相機中焦點前后各有一個容許彌散圓，在兩個彌散圓之間的距離就是景深，淺景深的虛化效果很明顯，更接近于人眼所看到的效果，手機攝像頭也就向這方面發展。相同焦距中，光圈越大，景深所帶來的虛化效果更加顯著，若光圈變小，則景深也就越大，虛化效果便差，在光圈足夠大的情況下，能夠盡可能的模擬出同人眼一般的虛化效果。但要達到這種效果的傳統全畫幅需要12.5mm進光直徑，其無法放置于手機攝像頭模組長，它比整個手機攝像頭的模組都長，使得手機攝像頭的拍攝效果擬人化只能另辟蹊徑。

（二）多攝像頭的擬人與超人效果

在手機便攜的基礎上，對攝像頭擬人化的道路無法通過擴大光圈來實現，但多攝像頭的運用，使手機攝像頭擬人化取得了成效。首先，人眼所看到的畫面是兩只眼睛共同作用的結果，單一的一只眼睛都無法做到視角最大化。手機攝像頭則從雙眼角度考慮，采用前景和后景的模式，前景清晰、后景模糊的效果，兩相結合，便有了人眼的虛化感覺，在這項技術中，最主要的是前景和后景的分離，也就催生出了雙攝像頭;其次，手機雙攝、多攝的攝像頭直徑，也與人眼的視角有著密切的關聯。在水平方向上，雙眼能分辨顏色和位置的視角為60°，能辨別符號的視角為40°，而手機上搭載的26mm和52mm所產生的視角效果與在相機鏡頭中，35mm和50mm鏡頭分別對應的視角為63°和46°差不多，皆十分接近人眼視角。雙攝的問世，更加符合人眼的水平視角效果。

當人眼轉動時，人眼所能看到的視角被擴充到120°，也就有了三攝13mm超廣角攝像頭的出現，其能夠帶來的攝像視角更大，滿足了人眼能看到的最大范圍。在如今，手機攝像頭仍在增多、增大，其目的是為了在滿足人眼視覺的基礎上，帶來超出人眼視角的感受，從特殊的視角帶來不一樣的沖擊。部分手機廠商，對手機攝像頭采用了潛望鏡結構，做出超長焦鏡頭，就是在盡可能的接近可換鏡頭相機，進而超越人眼的視角限制，拍到更多我們人眼想看到卻沒法看到的東西。

綜上所述，手機攝像頭的發展是飛速的，就仿佛呱呱墜地的嬰兒，在二十年間成長為了身材魁梧的青壯年。這既是人類科學技術不斷進步的體現，也是從人們想要在平凡生活中留住人眼所在與人眼所不能觸及的那一份被凝固住的感動與成長。

參考文獻：

[1]手機攝像頭發展趨向分析與研究[J].?孫健.??中國新通信.?2017（04）

[2]基于手機攝像頭的可見光尋書導航系統[J].?李琪，韓汶杞，劉樹鈺，劉冰，張立紅.??大學物理實驗.?2017（04）