屏下攝像頭首發(fā)！一文看懂技術(shù)原理、各家進(jìn)展和發(fā)展難點(diǎn)，帶你認(rèn)識(shí)真·全面屏

崔萬(wàn)鐸 2019-06-26 19:31:32 來(lái)源：量子位

中奇 萬(wàn)鐸 發(fā)自 凹非寺

鵝板凳 | 公眾號(hào) ebandeng

來(lái)了！它來(lái)了！屏下攝像頭手機(jī)（原型機(jī)）真的來(lái)了！

今天的上海MWC上，OPPO正式展出了搭載屏下攝像頭的屏幕原型機(jī)。屏下攝像頭雖然不是什么新鮮事了，OPPO、小米等公司都在微博上發(fā)布過(guò)上手視頻，但真正能讓普通消費(fèi)者親眼看見(jiàn)、親手摸到，這大概還是頭一遭。

相比不知道會(huì)如何改變未來(lái)的5G，讓強(qiáng)迫癥晚期患者終于不用再忍受糟心的劉海屏、挖孔屏、珍珠屏、水滴屏、美人尖一類的異形屏幕的屏下攝像頭技術(shù)，所帶來(lái)的改變更加明顯，也更勾起了本鵝的好奇心。

• 這么牛X的技術(shù)的是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
• 和我們常見(jiàn)的前置攝像頭相比效果又如何？
• 除了OPPO還有誰(shuí)在研究這個(gè)技術(shù)嗎？
• 究竟要等到何年何月我們普通消費(fèi)者才能用得上呢？

OPPO是如何實(shí)現(xiàn)的？

OPPO官方稱搭載屏下攝像頭的屏幕為“透視全景屏”，顧名思義，攝像頭就是藏在這塊可透視的屏幕后面暗中觀察外面的世界。

當(dāng)然，這塊透視屏幕不可能是全透明的，也不可能所有區(qū)域都能實(shí)現(xiàn)透視的，而是分為了透光區(qū)域和非透光區(qū)域。

△（OPPO專利圖）

雖然透光區(qū)域?qū)崿F(xiàn)細(xì)節(jié)官方并未給出詳細(xì)講解，但根據(jù)OPPO 2018年最新的專利文件（專利號(hào)：CN108551505A），其主要原理就是專利中所描述的“微透鏡技術(shù)”。

△（微透鏡技術(shù)專利圖）

其主要原理是利用AMOLED屏幕像素點(diǎn)之間的縫隙來(lái)實(shí)現(xiàn)成像，為此OPPO還專門降低了透光區(qū)域的屏幕像素密度，使得像素間的縫隙加大從而使更多的光線可以穿過(guò)屏幕。

燃鵝，又為了保證屏幕整體的顯示效果，OPPO還調(diào)整了屏幕透光區(qū)域的像素排列，讓用戶看不出透光區(qū)域和非透光區(qū)域的顯示差別。

看到這里一定就會(huì)有同學(xué)舉手提問(wèn)了：“只利用縫隙透過(guò)來(lái)的光可以正常拍攝嗎？”

答案當(dāng)然是可以滴，而且原理很簡(jiǎn)單。

舉個(gè)栗子，當(dāng)我們帶上八九十年代風(fēng)靡一時(shí)號(hào)稱可以矯正視力的小孔眼鏡（事實(shí)證明并不能）、或者十多年前的潮流單品百葉窗眼鏡時(shí)，雖然眼前都被各種形狀的塑料結(jié)構(gòu)遮擋，但事實(shí)上并不妨礙我們看清物體。這和OPPO“透視全景屏”就差不多。

根據(jù)透鏡成像的特點(diǎn)，穿過(guò)透鏡的平行光線會(huì)經(jīng)過(guò)折射匯聚在一點(diǎn)，只要有光就能成像，光線的多少只會(huì)影響畫(huà)面的亮暗。

而OPPO透視全景屏的透光區(qū)域，就存在這樣數(shù)量極多、孔徑極小的透鏡小孔，允許光線從小孔穿過(guò)到達(dá)攝像頭實(shí)現(xiàn)成像。OPPO還使用了感光能力更強(qiáng)的感光元件來(lái)降低光線損失給拍攝帶來(lái)的影響。

除去硬件支持，軟件算法優(yōu)化更不能少。特別是在透光量不足，照片成像效果不佳的情況下。

所以，“硬件透光屏幕+更強(qiáng)感光元件+軟件算法優(yōu)化”才是藏在屏下攝像頭神奇效果背后的三大秘密。

效果又咋樣？

技術(shù)原理聽(tīng)起來(lái)很靠譜，燃鵝，事情并沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。

即使用了更厲害的感光元件，屏下攝像頭實(shí)際接收到的光線依舊不到正常情況的一半，照片偏色、起霧的情況還是很嚴(yán)重，這擱誰(shuí)都不能答應(yīng)啊！

從OPPO官方提供的樣張來(lái)看，使用屏下攝像頭直出照片效果與目前主流自拍手機(jī)之間差的可不止一個(gè)十萬(wàn)八千里，即使是算法優(yōu)化過(guò)的照片在圖像清晰度、細(xì)節(jié)表現(xiàn)和色彩還原等方面還有很大不足。

△（圖源OPPO官方微博）

所以，除了硬件還需不斷改進(jìn)之外，白平衡、HDR、AI去霧等圖像優(yōu)化算法也還需要不斷完善。

至于透光區(qū)域的屏幕顯示效果，要說(shuō)完全沒(méi)差別那就是騙人了，不過(guò)補(bǔ)仔細(xì)看的話還是沒(méi)什么影響的。

△（圖源科技小辛）

其他廠商誰(shuí)還能出來(lái)一戰(zhàn)？

除了OPPO，其他國(guó)產(chǎn)廠商在屏下攝像頭的開(kāi)發(fā)研究上也是做足了功課。

小米：新型材質(zhì)透明屏幕

首先是自曝的小米，直接搞了一塊既能顯示又能透明的新材質(zhì)屏幕，不拍照時(shí)是一塊正常的屏幕，拍照時(shí)就會(huì)變成一塊透明玻璃。

vivo：一塊屏幕兩種材質(zhì)

OPPO最要好的小伙伴vivo也有自己的一套，使用兩種不同的材質(zhì)打造一塊屏幕，在屏下攝像頭區(qū)域采用結(jié)構(gòu)更薄、透光率更高的PMOLED屏幕，其余部分則使用正常的OMOLED屏幕。（專利號(hào)：CN109545833A）

魅族：石墨烯屏高透明度

魅族的方案則是在前置攝像頭上方的一小塊區(qū)域使用石墨烯屏，利用石墨烯屏高透明的特性，保證屏下攝像頭的正常工作。（專利號(hào)：CN107734102A）

京東方：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單粗暴

京東方的解決方法可以說(shuō)是獨(dú)樹(shù)一幟，別人一塊屏幕我兩塊屏幕，當(dāng)需要使用前置攝像頭時(shí)，直接在機(jī)身內(nèi)部，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)將攝像頭上方區(qū)域的屏幕移走，簡(jiǎn)單粗暴。（專利號(hào)：CN109561183A）

華為：電壓調(diào)節(jié)一石二鳥(niǎo)

最后是華為，使用“顯示屏+液晶調(diào)光膜+補(bǔ)光燈”的組合，配合圖像傳感器，通過(guò)電壓調(diào)節(jié)來(lái)控制屏幕的透明度，從而給屏幕下的攝像頭讓出光線。除了顯示屏，這種方法還能調(diào)節(jié)手機(jī)后蓋的透明度，讓你同時(shí)擁有透明屏幕和透明后蓋。（專利號(hào)：CN109618029A）

除了這些國(guó)產(chǎn)廠商，國(guó)外媒體消息顯示，蘋果、三星、LG等國(guó)外廠商也在積極研發(fā)屏下攝像頭，但技術(shù)細(xì)節(jié)還沒(méi)有太多的公布。

普通人何時(shí)才能用上？

從2014年OPPO Find 7第一次搭載閃充技術(shù)，到手機(jī)快充的遍地開(kāi)花，大概用了2年多的時(shí)間；

從2018年1月第一款支持屏下指紋的vivo X20 UD版發(fā)布，到屏下指紋全面爆發(fā)，也不過(guò)一年左右的時(shí)間；

雖然目前屏下攝像頭的解決方案還存在拍照效果差、遮擋部位顯示效果差異、成本過(guò)高、產(chǎn)能良品率跟不上的問(wèn)題，但相信隨著硬件和軟件技術(shù)的快速發(fā)展，也許明年屏下攝像頭手機(jī)就會(huì)開(kāi)始普及。

而一向給人印象缺少技術(shù)的中國(guó)廠商，或許將在“真·全面屏手機(jī)”這條路上，全面超車蘋果三星等國(guó)外大廠。