iphone11 系列的鬼影問題
近期蘋果 iPhone 11 系列的手機又出現了新問題,其中有不少網友表示,自己在用手機拍照後,圖片中莫名出現了“鬼影”的現象,這次的“鬼影門”是指手機對着燈光拍照時,手機屏幕內會出現倒影和炫光。
拍攝作者是’木西AlexanDENG’,一名專業攝影師,拍攝手機是分別是 iPhone XS 自動測光單張拍攝
和 iPhone 11 Pro Max 自動測光單張拍攝
和Mate30 Pro 自動測光單張拍攝
圖1 iPhone XS 自動測光單張拍攝
圖2 iPhone 11 Pro Max 自動測光單張拍攝
圖3 Mate30 Pro 自動測光單張拍攝
從他拍的圖片上我們可以看到,在iphone拍攝的圖片的上方有鬼影。這種現象在晚上格外的明顯,給用戶帶來了很大的煩惱,用戶體驗較差。
鬼影產生的原理
不論是專業相機還是手機,能成爲拍照系統的幾個重要組成部分中,除了影像傳感器外,就是鏡頭。而鏡頭是由多枚鏡片構成的,大部分鏡片由玻璃或塑料等材料製造的,如果不進行特殊處理,鏡片表面就容易形成反射光。
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當在夜景或者暗光環境下拍攝強光時,強光進入鏡頭,內部的各枚鏡片的表面就會和傳感器等形成反射,從而就形成了“鬼影”。
專業相機出現鬼影的情況比較少,因爲專業相機把圖像效果放在第一位,並且使用先進高成本的鏡頭鍍膜工藝,來減少鬼影情況。
而手機終端在日常生活中使用場景複雜,會兼顧考慮到鏡頭成本和鏡頭耐磨性,新推出的iphone 11系列配備藍寶石鏡頭就是提高鏡頭的耐磨性,但是按照攝影師’木西AlexanDENG’拍的樣片來看,iphone的鬼影問題並不是新一代引入的問題。
華爲聯合徠卡,鏡頭鍍改善鬼影情況
而華爲在P9系列之後的旗艦手機都會給鏡頭鍍膜來減少鬼影。
手機雖小,五臟俱全。除了尺寸小一點,手機拍照機構的每個部分都和數碼相機相對應。但手機的光學設計,有着天然的限制:塑料鏡頭的光學素質跟光學鏡片之間有差距;由於尺寸的限制,傳統光學鏡頭的設計經驗可能無法完全繼承;鏡頭模組的加工難度較大,必須考慮生產的良率、量產和成本。
所以,當徠卡專家提出鏡頭模組的光學設計指標時,挑戰就排山倒海地來了:
發展1 -- 如何提升鏡頭模組的良率?
光學系統的設計在高中低各個頻段達到均衡,才能保證圖像的細節、層次和輪廓的品質。同時,徠卡專家在鏡頭的鬼影和炫光指標上也提出了很高的要求。鬼影和炫光是指在有較強的光線進入到鏡頭裏,因爲在鏡片間多次反射,從而在視野中形成了像骷髏頭一樣的影子(鬼影)和點狀的光斑(炫光);絕大部分情況下,鬼影和炫光的影響要通過光學系統的設計,儘可能降到最低。徠卡把他們的測試方法介紹給華爲的專家和我們的供應商時,把大家都驚呆了。因爲徠卡測試鬼影和炫光用的光源相當於投影機的光源,比我們平時用的測試光源強了幾十倍,因爲只有在這種極端的強光源下,才能徹底暴露鏡頭在鬼影和炫光上的缺陷。徠卡堅持把徠卡鏡頭的測試標準用在手機鏡頭測試,因爲這是優秀圖像的基礎。
前面說過,要做出一組符合要求的鏡頭是可能的,但是要滿足大規模量產的要求和成本要求,還要克服更大的工程挑戰。
一開始的試製良率結果是令人崩潰的,類似於每做出100組鏡片,最後只能出品不超過10套符合要求的雙鏡頭模組。我們的光學技術團隊接受了這個挑戰,事實證明在追求極致的路上華爲的研發人是不妥協的,除了聚焦攻克技術難題,還與供應商與徠卡的專家並肩作戰,徠卡的專家團隊多次和我們一起拜訪生產廠家,一起討論改進方案,充分發揮他們在光學系統設計和生產上的經驗,指導我們如何調整鏡片形狀和間隔,如何考慮周邊系統對光學部分的影響。在大家夜以繼日的努力下,良率在不斷提升,終於在最終deadline來臨前,達到了量產的標準。
P9/P9 Plus的鏡頭是真正徠卡品質的鏡頭,屬於SUMMARIT系列(光圈2.2-2.5)。大家可以試一下,用手機對着一個強光源拍照,可以發現很少鬼影和炫光,光暈柔和,稍加調整,就可以拍出不錯的“喫光”作品。
試產時的每一批次鏡頭,都要拍攝大量樣張做評測。有一次,徠卡專家針對一批和某TOP品牌手機的對比樣張,給出了熱情洋溢的評測結果。仔細看了他的評測意見,主要是學習從專家的角度如何從樣張上評價光學素質;按照他的觀點,鏡頭的素質已經達到業界一流的水準。
這封郵件對我們團隊的信心提升很大,但同時也帶來了新的擔心:畢竟這是專家的視角,衆多的普通消費者不會這麼去看一張圖片,我們如何從消費者的角度去呈現一張優秀的照片?
發展2 -- 力出一孔,只爲表現出“色”
——如何拍出有“徠卡味兒”的照片
華爲負責圖像質量的專家最先和徠卡專家交流時,是輕鬆愉快的,因爲發現在對圖像的客觀評估方面,雙方使用的測試儀器和平臺都是一樣的,這就使交流有了共同的語言。但是很快我們發現徠卡使用的測試標準要高很多!比如用來測試色彩還原的色卡,我們一般測試要求準確還原幾十個色塊就不錯了,徠卡的標準是140個色塊的準確還原。要達到徠卡的標準,對手機的器件、ISP算法以及後處理都提出了更高的要求。
圖像質量的測試包括顏色、對焦、紋理、噪聲、畸變、動態等很多個維度,這是一個綜合的系統工程;同時,對圖像的評測分爲客觀和主觀兩個部分。客觀的指標是可量化可重複的,主觀的評測主要是針對有代表性的場景。研發多媒體部有一個專門的圖像評測團隊,光是有代表性的固定場景就有100多種,還有隨機的場景。我們邀請了攝影協會的很多同事來幫我們做Beta測試,他們不僅提供了各種場景下的照片,而且即時反饋了很多的技術問題,和我們的專家一起分析;他們有精湛的攝影技術,而且給我們提供了第一批精彩的樣片。P9攝影的成功有他們重要的貢獻!
文章中提到,徠卡對於鬼影的要求更高,這促進的手機成像的改進和優化。
小結
iphone 11的這個問題屬於設計缺陷。除了鍍膜的問題還有可能是鏡片排列及距離的問題。iPhone的祖傳鬼影問題一直沒有妥善解決,愧對其旗艦機的地位。在大連拍攝測評時我們發現不論是MATE30還是NEX3,鬼影都沒有這麼嚴重,甚至可以說好得多。而隨着這代iPhone感光能力增強,夜景曝光向右,在黑暗背景裏出現的眩光比前幾代更加明顯。
總之,這次iphone 11系列出現的問題不是小問題,影響程度非常大,以至於在逆光,光比強的白天,夜景燈光,等場景都無法使用。更不是很多人說的所謂“正常,很有可能是因爲鏡片鍍膜存在問題。