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本文来自微信公众号:爱范儿(ID:ifanr),作者:木斯,题图来自:视觉中国
先是小米,后是中兴,屏下摄像头技术,再一次成为了手机圈的焦点。
但这次不再是摸不着的工程机演示了,如今,中兴已经把这项技术应用在量产机型 AXON 20 上,实现了对前置摄像头的隐藏,正面看手机屏,也不会再有“缺一块”的情况。
中兴将屏下摄像头技术带进了量产手机中
中兴使用的是维信诺的方案,这也不是什么秘密了。三个月前,维信诺便介绍了自己的屏下摄像头方案,并表示它达到了“量产和应用级别”,而且很快会有终端产品跟进。
一时间,坊间纷纷开始猜测,首发之名会花落谁家。没想到,中兴竟成了第一位吃螃蟹的人,而小米,则把量产机划进了明年的时间表里。
小米展示的新一代屏下摄像头方案,计划在明年量产
不管技术是否足够成熟,走向量产终究是个信号。可以预见的是,在未来1~2年内,屏下摄像头这个能让屏幕与前置镜头共存的完美方案,将成为各大手机厂商都会跟进的新技术。
哪怕是苹果,iPhone额头上的那道凸起,它也迟早得想办法解决掉。
一、摄像头是怎么藏在屏幕下方的?
手机拍照的原理并不难理解:当你调用摄像头取景时,被摄物体的反射光会穿过相机镜组,在感光元件上形成一个倒像,最终呈现在屏幕中。
本质上,不管是相机,还是手机,拍照时都需要经历这样一个过程,而如果我们想让“藏”在屏幕底下的摄像头成功拍到照片,就需要解决一个问题:
如何让足够多的光线穿透屏幕?
又或者说,如何让布满像素点的屏幕,变得跟玻璃镜片一样透明?
三星在2010年CES上展示的透明笔记本。图片来自:Wired
这项技术其实已经被发明出来了。早在10年前,借助OLED屏结构层级较少、独立发光的优势,三星便向我们展示了透明笔记本、透明窗户等一系列产品。
就近期来说,小米的透明电视,其实也是显示屏透明化的一个典型例子。
但仔细观察你会发现,这些设备的屏幕在显示或不显示图像的时候,都是灰蒙蒙的一块,而不像玻璃那般通透,这意味着它们并没有做到100%透明度。
只要有足够数量的透明像素点,屏幕自然而然也会获得一定的通透效果
原因是什么?因为这些屏幕只是将其中一半的发色像素,换成了由高透明材料制成的“透明像素点”,相当于只有一部分面板区域能透过光线。
而另一半子像素,仍然会布满密密麻麻的红绿蓝子像素,为的就是确保图像的现实。
虽然真正透明的部分只有一半,这也足以“骗过”用户的眼睛,让我们感知到透明,看到屏幕背后的东西。
OPPO的屏下摄像头技术展示图
某种程度上说,屏下摄像头的诉求,其实和透明电视很类似了。因为只要屏幕透明了,摄像头自然就能捕捉到来自屏幕另一端的光线。
不过在实现方式上,两者仍然存在着一些技术差异。
手机屏幕只需要实现顶部一小块区域透明,就能供摄像头拍照使用
首先,手机还没办法像电视一样,可以将屏幕后背的电路板、芯片等组件放在额外的主机上,所以它并不需要做“全屏透明化”,只需解决前置摄像头那一小块区域的透光性即可。
其次,由于手机屏幕距离人眼更近,所以对显示精度的要求会更高,如果贸然减少大量像素点,等于说是让我们重回480p的马赛克时代。
目前大部分屏下摄像头方案,都采用了“分区”的形式,来解决局部透明的问题
出于这两点考虑,这也是为什么,现阶段的屏下摄像头方案会将显示屏一分为二,分成“主显示区”和“摄像头区”两部分。
核心目的,就是想让大部分屏幕依旧延续原本的色彩、亮度优势;其次,再对“摄像头区”这一块极小区域“动手术”,把它屏体中的正负极都换用高透明材料,把透光率做上去,让摄像头捕捉到足够多的光线。
中兴表示,AXON 20的“摄像头区”占比仅为0.2%
真正难解决的,其实是让“摄像头区”去兼顾“图像显示”和“拍照成像”这两方面的需求。
毕竟,哪怕它面积再小,它还是要显示颜色,还是要保持和主显示区的一致性,那么它就必然要保留一定的像素点。
小米更倾向于选择不牺牲像素量的方案,然后靠像素间隙来实现透光
此时,两种方案便应运而生了。
其中一种是降低像素总量,增加透光面积,这其实和透明电视的原理很类似。
而另一种方案,则是在维持原有像素总量的基础上,将单个像素的面积做小,再利用像素间的空隙来实现透光。
中兴 AXON 20 选择降低“摄像头区”的像素密度,来解决透光性,但更低的 PPI 也会造成视差,导致“色块”的出现。图片来自:B站up主JD大手哥
老实说,两种方案的效果孰优孰劣,目前还无法下定论。因为不管是从中兴 AXON 20 的真机上手视频,还是说小米放出的工程机视频中,我们还是能在特定角度或是某些非深色界面下,看到一个小“色块”的存在。
小米最新的方案对于摄像头区的隐藏较好,但左上角的屏下区域也并非完全不可见
这个“色块”,便是屏下摄像头所处的“摄像头区”了。这是因为像素密度的降低,导致和主显示区精度的不一致,才会出现这种拼接痕迹。
就目前来看,包括像小米、OPPO、vivo等厂商都仍在解决这个“色块”的显示不一致问题,比如说能否让它变得不明显,能否解决特定角度下的色差情况。
年初 vivo 推出的 APEX 2020 概念机
屏下摄像头另一个要面对的问题,就是自拍效果。“能不能拍到照片”这个问题其实已经被解决了,现在我们更关心的,是它“能不能拍得和其它手机一样好”。
这不仅对前置镜头的感光元件提出了更高的硬件要求(更大的光圈,更大的底,进更多的光),同时,一些物理层面实在无法消除的部分,则要靠算法来弥补。
如果最终,屏下摄像头的拍照做好了,哪怕是“摄像头区”仍有一些视差问题,它依旧可以作为挖孔屏的替代,让大部分手机回归到完整一块屏的体验上。
但如果还做不到,甚至无法达到大部分人的可接受标准,我实在不认为,人们可以在忍受视差的同时,还要丢掉原来的美颜照。
二、真全面屏能让手机涨价吗?并不会
做屏下摄像头的价值和目的是什么?很多人会说,它可以让我们做一整块完整屏幕,解决掉刘海、挖孔等缺失的部分。
事实上早两年,迷恋于这种极致感的手机厂商就已经借助升降摄像头,或是滑盖、正反双屏等结构,提前达成了这一目标。
这意味着有很多消费者,已经率先知道“正面完整一块屏”的手机到底长什么样子。
靠着升降摄像头,很多手机已经提前实现了“屏幕自由”
当然,以前做无开孔屏幕,是有代价的。
一个是不可避免的重量、厚度提升。因为做升降要加入电机,做滑盖也需要滑轨组件,那么就必须要在机身内部预留额外空间,一大批重量在200g左右,厚度达到9mm的手机便随之诞生。
此前我们对比过升降和非升降机型,在重量和厚度上的差异
另一个,就是甜点级功能的缺失。空间被占据后,有的功能就不得不被放弃掉,比如说无线充电的线圈,比如说防水防尘特性等,因为它们不是“刚需”,至少在当时,不会比一块真全面屏的优先级要高。
很多放弃了升降摄像头结构的手机,往往都在轻薄性上得到了改善,还获得了无线充电、IP68 级防水特性
有趣的是,历经了一年多对全面屏的摸索后,大部分厂商最终却重回了“挖孔屏”的“非全面屏”道路,重新强调起轻薄,带回了无线充电,去发展高刷新率屏、潜望式镜组这样的特性。
这也引出一个新的问题:
人们对于全面屏的追求,是否真的那么强烈?甚至强烈到需要牺牲掉其他部分的体验了?
市场的发展趋势告诉我们,如果为了手机全面屏,就得以其它部分的体验作为代价,这种牺牲并不值得。
的确,真全面屏确实填补了很多人对于刘海、挖孔屏的怨念情绪,也将视觉体验做到了更极致,但客观的说,这个孔有和没有,并不会对你的实际使用带来多少影响。
相反,由于近两三年出现了大量采用异形屏的手机,许多第三方开发商都在主动调整自己应用的长宽比,去适配屏幕顶部的那块缺失。
对比前几年一水的宽刘海屏和水滴,现在挖孔对屏幕视觉的影响几乎可以忽略了
更别说之后的水滴,以及现在的挖孔屏设计,对于屏幕显示区的影响已经比刘海小很多了,就算不去掉,它也不会让你少看几行文字,或是挡住游戏、视频里的关键信息。
也正因如此,贸然将不成熟的屏下摄像头技术应用在量产机型上,并不是一个非常理智的行为。
当然,本次中兴选择把它放在了一款2000元档的中端机上,而非旗舰机上,其实也能看出,它更多是带着一种试探市场的意向去推进的,而不是想借助它,让产品获得多少额外的溢价能力。
即使技术不成熟,偶有槽点,但考虑到价格,我们也勉强可以接受。
但想要在未来冲击新的高端价位段,屏下摄像头会是必须项,但并不是唯一项。
三、屏下摄像头还没到说真香的时候
看到屏下摄像头走向量产,我回想起当年屏幕指纹刚面世时的糟糕状态。
如果你有体验过2018年年初的vivo X20 Plus屏幕指纹版,应该记得,最早一批的屏幕指纹手机体验,是被很多人诟病的,比如识别灵敏度不高,速度太慢等,都是当时屏幕指纹技术会存在的缺点。
加上屏幕指纹没有“实体”概念,你无法盲解,而只能在识别时扫一眼屏幕,以确保手指贴在正确的位置上,时至今日,这仍然是屏幕指纹的不足之处。
屏幕指纹刚面世时,体验是很差劲的
不过到现在,已经很少再有人会嫌弃屏幕指纹的体验了,当它的识别准确率和速度得到大幅提升,同时不再是一个额外的成本负担后,越来越多的手机都开始替换掉传统的电容指纹,不再做后背开孔。
似乎转眼之间,你都很难再在主流Android手机上,找到一个不采用屏幕指纹的产品。
vivo带着汇顶等供应商,花了一年时间去做屏幕指纹的迭代,最终受益是整个国产手机行业
但这背后由发生了怎样的技术演变,很多人并不会知道。
如果不是几家手机厂商带着供应方一起迭代,逐渐把屏幕指纹做到大众可接受的范围内,我想到今天,大量手机仍会停留在侧边、后背指纹的时代,继续忍受着“内裤反穿”这样的调侃说法。
现在,屏下摄像头其实也处于“万事开头难”的状态,期待和质疑声仍将在很长一段时间里共存。
一方面,它确实还不完美,不管是客观存在的视差问题,还是说妥协的拍照,都无法充分体现出比挖孔设计占优的部分。
另一方面,也是前文提到的,大众已经提前靠升降、滑盖手机感知到“全屏无孔”的模样了,所以哪怕屏下摄像头确实是新技术,但对于只看结果的消费者来说,它能带来的“新鲜感”始终有限,厂商也就没法靠“外观层面的大改”攫取眼球,为用户找到新的换机理由。
可风险总是需要有人去承担的,尤其是对于想要追逐技术的手机厂商而言,屏下摄像头依旧是一个能让产品获得新差异化的可能性,也是智能手机为数不多的新突破口了。
要想走得比别人更远,只能一边做好被骂的准备,一边抱着持续演进的决心去对待。
本文来自微信公众号:爱范儿(ID:ifanr),作者:木斯