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神秘“鬼影”又是什么?(鬼影现象)

鬼现象(什么是神秘的“鬼”?)一部手机,相机功能接近我们身体的一部分。作为这么重要的工具,除了一些日常的扫码,最重要的还是拍照。我们会在旅行的时候拍照,我们会在每天开心的时候拍照,我们会在雾霾一周后拍蓝天,我们会在雨后拍彩虹。它已经成为在生活中不可或缺的一部分。这也是为什么,每一部手机发布之后,除了处理器、电池、系统,大家都非常关注摄像头。说到拍照,头疼的问题之一就是手机的夜拍能力。要么噪音太大,要么太暗看不清,还有一个不可避免的问题——爆炸。尤其是在晚上,我们尝试拍摄街景时,发现街灯和招牌曝光过度,贴在一起,极大影响了画面效果。

比如上图是我在北海拍的,效果很不理想。光爆的问题非常严重。我想拍一个美丽的夜景,放在朋友圈,但这种效果让我立刻放弃了想法。

但是除了实体本身的过度曝光之外,我们再来仔细看看天空中的一个“鬼”,也就是实体反射的影子。这被我们称为“眩光”。如果不特意拍“鬼”,这个斑的出现也会很大程度上影响效果。我们来分析一下这两种现象。

局部过度曝光

首先来说说局部过度曝光。过度曝光是指由于拍摄画面中物体的光差过大,在明亮的地方出现局部过度曝光的情况。一般我们在拍摄物体的时候,都会遇到光线差过大的情况。如果要调整画面曝光,只能降低或提高整体画面曝光,在光线强的地方不可能调暗,在光线不足的地方也不可能保持原来的曝光。我们只能满足其中一个,另一个需要在前期或后期给出充分的条件才能实现目标。这取决于相机传感器的容差,容差是指感光材料按比例正确记录场景亮度范围的能力,即拍摄物体表面最亮部分和最暗部分的差值。夜景一直是手机摄影的痛点,只是因为目前的传感器宽容度无法将暗夜和发光的灯光覆盖在一起,从而导致局部过度曝光的问题。

就像刚才说的,要想解决成像中的局部过曝问题,只能通过前期和后期来实现,相机本身无法解决。可以在前期使用闪光灯,也就是增加画面暗部的亮度,这样在调整整体曝光的时候,就不会出现局部过度曝光问题,或者后期直接调整。作为手机厂商,提升夜间拍摄效果的方法只有两种,比如给手机加个闪光灯。然而,闪光灯仅限于拍摄近距离物体。如果要拍远处的夜景,手机的闪光灯就不行了,只能以后解决。针对这一问题,手机厂商开始加入夜景模式,通过HDR算法将图像与曝光时间对应的最佳细节相结合,达到亮细节不曝光、暗细节清晰显示的最佳效果。像小米8更新的手持超级夜景模式和vivo NEX双屏版的夜景模式,在这方面处理的非常好。

以上是小米8升级后手持夜景模式拍摄的样张,有了很大的提升。以vivo NEX的双屏版为例。拍摄夜景时,会合成12-16帧的多帧,通过算法提升画面的宽度。让夜景拍摄不再是明亮的一团。

幽灵

接下来要说的是刚刚出现的“鬼”,在刺眼的光线下是一种情况。什么是眩光?怎么发生的?

所有的镜头在传递图像的过程中都会受到一些非理想因素的影响,光线误差偏转引起的像差就是眩光。如果出现这种情况,并不代表手机的摄像头坏了或者硬件设备太差,因为是由于镜头本身的物理属性,即使是单反镜头也无法避免。手机的镜头不是一块玻璃,而是由多个镜头组成。

简单来说,你可以画出手机的摄像头结构如上图,镜头一般用P或者G来表示,这取决于镜头的材质,一般是塑料和玻璃(树脂),塑料为短P(塑料),玻璃为短G(玻璃)。我们经常看到很多手机厂商在发布会上宣称手机采用6P镜头,也就是说事实就是如此。塑料镜片成本较低,透光效果不如玻璃。一些制造商将采用两者的结合。比如2G3P是两个玻璃镜片和三个塑料镜片的组合。一般镜头越多,相机的对焦效果会越好,但我们不能单纯追求镜头数量。更多的镜头不仅会增加光线的穿透力,还会增加机身的厚度。

我们手机的眩光问题是由于光线通过玻璃盖板,再通过镜头和红外滤光片到达传感器,所以会在这些层之间产生内反射和反射,最后会呈现偏差。我们看到的“鬼影”是由于光线通过盖玻片后,盖玻片与镜头之间的反射。我们看到的是盖玻片的倒影。

为了解决这个问题,通常是对透镜进行涂层,以减少反射并提高透镜的透射率。想要减少“鬼影”,可以选择成本更高、透光率更好的玻璃镜片。我们在拍摄自己的时候也可以尝试改变拍摄角度,但是由于镜头本身的物理原因,“鬼影”无法去除,只能后期解决。

另一种眩光是镜片之间的反光。

看下图。

但中间亮的是“鬼”,鬼外面有几个环,是镜片之间的反射造成的。仔细数了一下,可以看到拍这张照片的手机用的是6P镜头。

还有一种眩光。根据光线入射角的不同,涂层也会产生不同程度的偏差,形成红光。为了避免最终成像时偏移造成的红光,很多相机厂的信息资源提供商会选择使用蓝色玻璃滤光片作为过滤红外线的方法。

以上就是手机为什么会出现眩光的原理分析。简单总结一下,想要避免眩光,一是对镜头进行镀膜,二是简单选择材质更好的镜头模组和镜头材质好的镀膜技术,可以通过硬件升级直接进行改进。最后总结一下手机照片的局部过度曝光和眩光。如果你想拍出好照片,就买一部好手机吧!硬件和算法优秀的手机。

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