这才是全面屏的终极方案!屏下摄像头技术前瞻

分类:玩机 作者:陈小豆

5696 0 2019-5-10 17:57

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屏下摄像头不是一个新话题,自从2016年全面屏手机概念由小米MIX提出之后,关于屏下摄像头何时能够真正到来的讨论就没有停止过。

最近这个话题之所以又被再度提起,还不是因为三星显示屏研发集团副总裁Yang Byung duk证实了三星正在研发屏下前置摄像头的消息。作为最大的手机屏幕供应商,三星的这一动作必将给全面屏手机的局面带来翻天覆地的改变。

屏下摄像头技术来了!100%屏占比,这家手机厂商将会首发!


由于屏下摄像头技术迟迟未能解决自拍问题,全面屏手机早已呈现出各显神通的局面。例如以苹果iPhone为代表的刘海屏、小米9的水滴屏、蓝绿两厂的升降式摄像头以及vivo NEX双屏版和努比亚X这样的正反两块屏,当然还有坚守对称设计的魅族16s,与此前的滑盖式全面屏手机……

手机工业设计在被乔布斯的iPhone大一统之后,终于又有了新花样,对此虽然有的人嘴上说着“真香、真相”的,但谁心里不企盼着真正的屏下摄像头技术成熟,从而实现一体化的真全面屏手机呢?

根据三星Yang Byung duk所说:“这项技术可以发展到最终完全隐藏摄像头孔,而且不会影响摄像头或者屏幕的功能。”怎么样,想想是不是有点小激动?可他后面又说了“未来1-2年时间不可能量产”……


屏下摄像头技术的难点究竟在哪儿?

其实屏下拍照早已不是什么新技术,因为光电式屏下指纹的工作原理,本来就是通过在屏幕下方放置镜头和图像传感器:在手指按压到屏幕上时,由屏幕发出强光“照亮”指纹再由下方的摄像头拍摄反射的指纹图案,最后通过算法增强、图像对比,完成指纹识别。没错,你可能正在使用的小米9、OPPO Reno、vivo X27、华为P30等等手机已自带屏下摄像头。

既然可以实现屏下拍摄指纹,为什么不能自拍呢?

虽然都是在屏幕下方放置摄像头,但“屏下指纹”和“屏下自拍”还是有很大区别的。最明显之处就在于,屏下指纹是需要屏幕亮起、照亮指纹之后再用隐藏在屏下的传感器去“拍”指纹的反光,而且拍到的是黑白影像,对画质要求很低。

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自拍当然就不同了,对摄像头像素、镜片、光圈等的要求都高得多,传统摄像头都放置在高透光率的保护玻璃后,而在“屏下自拍”设计中,就算屏幕像素可以变成透明,它们的透光率也要远低于光学玻璃,而且屏幕上每个像素之间的晶格、电路,也会在摄像头前方形成阻碍。

要想去除屏幕晶格、电路的影响,靠光学设计是做不到的,只能通过后期算法“滤”掉,并进行补色修复,事实上现有的AI技术完全可以胜任这部分工作,前提是对屏幕的微观结构非常熟稔。

但是屏幕透光率依然是横亘在屏下摄像头的最大障碍。理论上,利用OLED面板透明、每个像素点可独立控制开关的特性,当其发光的时候,看上去是没有缺口的,因为那一部分像素点并没有被阉割掉。要自拍的时候,只需要将摄像头部分的几个像素点熄灭,这样屏幕下方的前置摄像头就露出来了。

原理看起来简单,但放到实际应用上,远没有那么容易。虽然OLED面板可以是“透明”的,但是相较于光学玻璃来说,它的透光率远远达不到要求。目前的OLED面板的透光率仍然限制在50%以内,一般只能达到41%~47%左右,因而屏下摄像头的究极形态一时半会儿还出不来。


挖孔屏都来了,屏下摄像头还远吗?

挖孔屏是去年末出现的新解决方案,刚出来时也被称为屏下摄像头,不过无论是三星A8s的通孔亦或是华为Nova4、荣耀V20的盲孔,都破坏了屏幕显示,形成了一个“黑洞”,华为系破坏的是LCD的背光层,且对液晶层进行了特殊处理来增加透光率,三星则直接打穿了背光层和液晶面板,只留下玻璃盖板。

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而屏下摄像头技术最明显的一点便是:摄像头非工作状态下不影响屏幕成像。显然,目前的挖孔屏手机都不能称之为真正的屏下摄像头手机,顶多叫玻璃盖板下摄像头,相对于刘海屏、水滴屏来说,虽然屏幕形态有很大变化,但仍属异形屏阵容。

同时三星A8s、华为Nova4、荣耀V20都不约而同的用了LCD屏,由于厚度和其他因素,传统的LCD屏透光率还远不及OLED屏。要说更为接近的,无疑是三星最新的Galaxy S10系列,在柔性AMOLED显示屏的挖孔工艺上实现了突破,其超感官全视屏采用精确的激光切割工艺进行Infinity-O屏内挖孔设计,其中S10和S10e为单开孔(前置单镜头)、S10+为双开孔(前置双镜头)。

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在早前的开发者大会上,三星宣布了Infinity-U、Infinity-V、Infinity-O和New Infinity四种屏幕设计方案。Infinity-U和Inifinity-V这两种方案是早早就已经实现了,Infinity-O和New Infinity便是目前各大手机厂商所努力的方向,尤其是后者。

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不难看出,要想真正通过屏下摄像头这种新设计来实现100%真全面屏,厂商必须在屏幕和摄像头方面都具有足够强的研发能力,至少要有对上游供应链的控制力以及相应的AI算法实力等。

事实上,这样的厂商我们可以数出不少,三星、华为、索尼,还有近年在研发上投入巨大的OPPO、vivo……在目前技术的高速发展下,全面屏、屏下指纹、折叠屏、柔性屏比预期的时间来得更早。

可以明显感觉到,近年不论是手机设备制造厂商还是上游供应链,在技术研发方面都使出了浑身解数,实际上是这个行业的瓶颈。核心硬件的提升已经变得很有限,性价比这张牌现在也不怎么好用,以至于各大厂商必须要在手机的其他地方制造新意,推到消费者眼前。

目前来说,真全面屏已经成了行业内的某种潮流,具有抓人眼球的直观效果,从而让厂商的新品迅速打开市场。也正是在类似这种高压军备竞赛的环境下,我们离真正的屏下摄像头、真全面屏,可能比你以为的更近。


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