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还萤幕完整风貌 屏下镜头手机真的来了!
智慧手机新风貌

【作者: 王岫晨】2021年06月28日 星期一

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今年的智慧手机很可能会出现完全不同的风貌,隐藏在显示器下的前置自拍相机,很可能会在许多下半年推出的智慧手机机种上实现。换句话说,使用者再也不需要纠结着手机萤幕上有个浏海、或者有个小水滴,或是有个碍眼的小圆点了。你再也看不到萤幕有上镜头,就可以直接对着自己进行自拍。


屏下镜头的问世

这种技术称之为屏下镜头( Under-Display camera)。在智慧手机上出现这种技术,是在消费者开始看到以类似方式将指纹辨识技术埋到手机萤幕下方的几年之後。事实上也正是因为受到屏下指纹辨识技术的影响,而使得工程师开始想像,是不是也能把镜头(或其他所有的一切)都埋到镜头下方,因而使得这个屏下镜头技术得以实现。


这样的屏下镜头在2020年底首次出现在中兴的Axon 20 5G手机上,当然或许是第一次出现这样的手机,其功能也受到各界的批评,显示屏下镜头技术一时间还难以成气候。


不过,到了今年,据说在2021年底之前,将会有来自五个不同制造商的至少五款智慧手机,都将开始采用屏下镜头技术。而解根据了解,这些机种他们所使用的屏下镜头,将比中兴通讯去年发表的第一款功能来得好。



图一 : 预计今年将有数款屏下镜头手机问世。(Source:Xiaomi.com)
图一 : 预计今年将有数款屏下镜头手机问世。(Source:Xiaomi.com)

2021年下半年将是屏下镜头智慧手机正式百花齐放的时机点,至少包括三星(最新折叠手机)、小米(MIX4)、OPPO(折叠机种)、vivo和中兴(改良版)。


尽管这些讯息没有包括明确的相机规格或型号,然而如果这些讯息是准确的,那麽在2021年下半年,应该可以在这些品牌智慧手机上开始看到屏下镜头的导入。


为何需要屏下镜头

放眼在过去的几年里,全球几??所有智慧手机制造商的主要关注点,都在提高其智慧手机的萤幕占比,也就是要让手机感觉就像是一块没有边框的玻璃显示器。而要解决这样的问题,就必须特别关注一个焦点,也就是制造商应该把关键的元件放在手机的什麽地方,才能为使用者提供真正全萤幕的使用体验。


这个问题首先出现的是在手机的指纹辨识技术上,过去将指纹辨识模组放在手机背板上实在不太美观。因此不同的制造商都透过自己的方式来解决了指纹扫描的问题,尽管Google仍然选择将指纹辨识模组安装在手机的背面,但苹果则是已经选择完全消除,让它看不见。然而,最具创新性和主流首选的解决方案,是使用屏下指纹辨识技术。



图二 : 屏下镜头与一般前置镜头比较。(Source:Xiaomi.com)
图二 : 屏下镜头与一般前置镜头比较。(Source:Xiaomi.com)

从屏下指纹辨识技术延伸出来的,则是屏下镜头。毕竟自拍相机是手机的重要组成部分,然而在手机正面变成必须跟萤幕抢地盘。虽然有些品牌在他们的手机上使用的是电动弹出式的自拍相机模组,但有些品牌仍然坚持在寸土寸金的萤幕上占用一个角落。有些品牌则更进一步,推出了旋转相机,例如华硕ZenFone 7系列手机。


而正是屏下指纹扫描技术的出现,让使用者和制造商开始想像,这项技术是否也可以应用於自拍相机上。Oppo在2019年就已经宣布开发出一种将前置镜头整合到智慧手机萤幕内的技术。而Oppo也是第一个在上海举行的2019年世界移动大会上向全球展示这项技术的公司。


屏下镜头技术解析

屏下镜头的底层技术对於所有制造商来说基本都相同,透过各种品牌特定的演算法调整,来产生更好的影像品质,并将镜头可以更完美隐藏在萤幕下。那麽,让我们来看看Oppo和小米是如何实现这项技术的。



图三 : 屏下镜头结构分析。(Source:Xiaomi.com)
图三 : 屏下镜头结构分析。(Source:Xiaomi.com)

在Oppo的部分,该厂商的显示器使用的是特定的透明材料,可以让光线通过手机显示器到达自拍相机模组。


提到自拍相机,Oppo还表示,他们所采用的图像感测器比起其他智慧手机来得更大,不只增加了入光量,图像品质也会好更得多。该厂商还声称镜头上方显示器的触摸感应不会受到影响。


此外,Oppo也提到,由於萤幕现在位於镜头模组的前面,可能会导致眩光、阴影等问题,使得影像品质受到影响。而他们正在透过一些软体演算法来进行调整以解决问题。


至於小米,他们也使用了与Oppo类似的技术。根据小米的说法,第三代屏下镜头技术,允许光线通过萤幕上单个像素之间的间隙,到达镜头的感测器模组上。


这里需要注意的是,像素是由一组红色、绿色和蓝色的点所组成,可以单独或集体开启与关闭来显示多种颜色。像素也定义了手机萤幕的解析度,例如1920×1080像素,表示水平排列的像素为1920点,垂直排列的像素为1080点。


而现在,为了将像素密度保持在最隹状态,小米将萤幕上的像素数量增加了一倍,以便让镜头上方的显示器部分的亮度、对比度和色彩准确度都能比萤幕其他部分更好,至少不能因为镜头而影响了该区的影像显示品质。


智慧手机陆续采用


图四 : 屏下镜头感光元件越大,越能减少萤幕眩光的影响。(Source:Xiaomi.com)
图四 : 屏下镜头感光元件越大,越能减少萤幕眩光的影响。(Source:Xiaomi.com)

根据了解,小米在其镜头模组的电路设计方式,是将大部分电路元件隐藏在萤幕的子像素之间,以增加到达相机感测器的光线强度。而与Oppo相同的是,小米也持续在进行一些软体演算法的调整,以解决由於镜头模组上方的萤幕影响,而导致自拍影像不均匀眩光所产生的问题。


在2021年下半年,至少会有超过五台的屏下镜头手机亮相。除了三星的折叠手机之外,包括小米Mi Mix 4、Oppo折叠设备以及 Vivo 和中兴通讯的设备。


基本上,小米Mi Mix 4的传闻已经有一段时间了,在今年下半年发表并不意外,小米也已明确表示,他们将在2021年开始制造和销售使用屏下镜头技术的智慧手机。此外,第一款Oppo折叠手机也很可能会在今年下半年发表,当然都是有可能会导入屏下镜头。


事实上,市场对於三星Galaxy Z Fold 3应该最赶到兴奋,一般认为它的设计会更纤薄,并加入屏下镜头。这款手机预计将在今年夏季上市。


结语

如果这项技术成效良好的话,预计在未来几年内,智慧手机上都会大量的采用这种屏下镜头,这将使得萤幕的边框变小,萤幕上硬是被打个镜头孔的状况也会消失。它甚至可能最终导致苹果移除iPhone上缺囗,并使用屏下镜头来取代。只不过这样的状况在今年并不会发生,毕竟在新技术的采用方面,苹果iPhone很少会是第一个。


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