2018年年中盘点：手机硬件新技术

2018 年不知不觉已到年中，上半年的智能手机市场风起云涌，一箩筐的新机随着新硬件的推出而面世，接下来，爱范儿来为大家盘点一下 2018 上半年的一些前沿新技术吧。

手机拍照可媲美单反？

手机作为随手可得的智能设备，随着摄像功能日益强大，人们更愿意用手机来拍照，纪录生活的点滴。

在手机上，关于相机的元器件参数一直在不停地突破，从单摄到双摄，从200万像素到4000万像素，打造手机拍照优势以及成为了各家必争之地，也是消费者们抉择的关键痛点。

物理可变式光圈

今年，三星给 Galaxy S9 系列设计的 Slogan 是“相机，由此重新定义”，在 S9 的摄像头上，三星也下了不少功夫，并寄予厚望。

三星 Galaxy S9 的单摄像头与 S9+ 的主摄像头均为 1200 万像素的索尼 IMX 345 传感器，除了传感器底子有了强悍升级以外，三星还加入了“可变式光圈”技术。

“可变式光圈”指的是可自动或手动调节摄像头的物理光圈大小，以调节镜头的进光量、锐度以及景深效果。在 Galaxy S9 系列上“可变式光圈”的工作原理和功能与 W2018 上所采用的原理、功能相似，同样也提供了 F/1.5 和 F/2.4 两个光圈大小可选。

在光线较弱的环境下，F/1.5 大光圈可获得更高的进光量；而在光线较为良好的场景中，F/2.4 光圈可以让画面得到更高的锐度表现。在传统单反相机上常见的机械结构，如今也能微型化做到手机镜头里去，带来更多玩法。

双摄不够，三摄来凑

徕卡三摄像头是华为 P20 Pro 最大的亮点，发布后一直霸占着 DxOmark mobiles 排行榜的首位。给消费者留下了“拍照非常好”的印象。

能取得这样成绩的华为 P20 Pro 必然要归功于它所搭载的“徕卡三摄”。4000 万像素的主摄使用了 1/1.7 英寸的传感器，它比 iPhone X 上 1/2.9 英寸传感器以及三星 Galaxy S9+ 的 1/2.55 英寸的传感器还要更大一些，传感器面积越大意味着采集的光学信息更多，对暗光和夜景环境拍摄是大有帮助的，而且其 ISO 最高能达到 102400。

除了这个 4000 万像素的摄像头，华为 P20 Pro 还配备了一个带有光学防抖的 800 万像素远焦镜头，支持 3 倍光学变焦和 5 倍混合变焦；以及一个 2000 万像素的黑白摄像头，主要用于辅助采光以及配合景深虚化，三者共同构成本次华为 P20 Pro 的“三摄组合”，过去几年里用来打响招牌的“徕卡认证”也没有落下，整体说是今年配置最为暴力的手机摄像头组合也不为过。

出色的摄像头参数让华为 P20 Pro 拥有了卓越的成像能力，在某些角度上来看，华为 P20 Pro 成了 PureView 技术的“精神续作”。配合独特的 AI 智能场景识别，识别需要拍摄的场景后自动调整相机参数，让普通小白用户都能轻易定格大片。

960 fps 慢动作相机

「慢动作摄影」成为了智能手机拍摄方面的热门功能之一，今年在过往慢动作摄影基础上，新一代的旗舰机型已经应用上 960 fps 这种超慢动作级别的录影功能。Fps，即「Frame per second」，指的是每秒钟相机可以收录尽可能多的帧数，后续再以正常速度回放，呈现出慢动作的效果。

按照回放速度为 30 fps 作为正常速度，960 fps 可以实现（960/30）32倍的慢速影片。

例如三星 Galaxy S9 系列，支持 960 fps 720P 的“凝时摄影”功能，拥有自动识别模式，成片率较高，在拍摄之后也能二次修剪视频。

华为的 P20 系列亦支持 960 fps 慢动作拍摄，但以 960 fps 拍摄时，拍摄时长仅有一秒，随后回放慢动作时会将慢速记录的这一秒，延伸为 8 秒的超慢动作。除此之外，还提供了 240fps 以及 120 fps 不限时长的慢动作视频录制。

最早带来 960 fps 慢动作规格的索尼，在今年的 XZ2 旗舰手机上也做了新的升级，后置采用了 1900 万像素的升级版 Motion Eye 作为主摄像头，IMX 400 传感器，除了新增支持 4K HDR 录像以外， 960fps 慢动作视频的拍摄分辨率也提升到了 1080P 的全高清水平。

全面屏

在手机外观同样趋于同质化的时代里，手机厂商们纷纷对正面屏幕下手，以提升屏占比为目的，推出了各种各样的“全面屏”手机。但手机正面的各种传感器却成为了“拦路虎”，“刘海屏”就是厂商们妥协而造就的产物。

显然，大众的审美并不能接受“异形全面屏”就是“全面屏”的最终形态。幸运的是，针对全面屏的思考，vivo 和 OPPO 走出了自己的节奏。

vivo 零界全面屏

在这个人人都在走“凹陷”路线的年代，vivo 居然逆流而上，走了一条“爬坡”的路。vivo NEX 正面搭载了一块 6.59 英寸“纯粹的屏幕”，屏占比达到了惊人的 91.24%，正面的元器件都被 vivo 巧妙地隐藏了起来。



为了实现真正的全面屏设计，vivo NEX 将智能手机正面最主要的部件，也就是前置摄像头隐藏在了顶部的中框部分，并做成了升降式结构。

从内部结构可见，vivo NEX 采用的是一个微型步进电机来解决摄像头的升降工作，这种电机常见于激光雕刻机和 3D 打印机等设备，但在智能手机上的运用应该算是首次。

“屏幕指纹”技术被视作是全面屏时代最好的指纹解决方案之一，vivo 作为该领域的先驱者，已经开始应用第三代屏幕指纹识别技术了，在 vivo NEX 上，屏幕指纹的识别率和识别速度上都有所提升。可以预见，在未来，将会有更多的机型采用类似的解决方案。

另外，距离感应器被隐藏在屏幕的下方，再通过全屏幕发声技术，来替代传统的听筒结构，至此，这就是 vivo 实现“全面屏完整性”的目标所尽力交出的答卷了。

双轨潜望式模块

OPPO Find X 针对全面屏又有了另一番思考，以“科技应该只在需要时才被感知”作为产品愿景，OPPO 为 Find X 配备了一块屏占比高达 93.8% 的「曲面全景屏」，直接带来了「正面全是屏」的视觉效果。

为了这个视觉效果，FIND X 除了使用了COP 的屏幕封装技术，来进一步收窄边框，提升屏占比以外，还采用了「双轨潜望结构」来隐藏正反两面的传感器元件。

与 vivo NEX 仅隐藏前置摄像头不同，OPPO 使用了一种类似传统“滑盖”的方式，将正面包括听筒、距离传感器、前置摄像头以及 3D 结构光等元件，以及背面的后置摄像头，在无需调用的时候，隐藏在屏幕的下方位置。

当需要调用这些传感器时，Find X 将通过微电机驱动，将这模块从机身顶部中框处升起。

Find X 的双轨潜望结构，其实是利用非常精密的马达和螺纹丝杆进行驱动，这个精巧的模块占据了 11.2% 的机身空间，这就意味着其他零部件的空间也少了，因此，OPPO 需要在不增加机身厚度的情况下，对机身内部的零部件进行堆叠设计，尽可能地利用好机身内的空间。

面部识别进入3D时代

虽说目前已经有很多机型，只需要简单的前置摄像头，就能实现 2D 层面上的面部识别。但就准确性和安全性而言，基于 2D 平面的面部识别，可以轻易被平面图像所破解。要想提高安全性，还是要在硬件和技术层面上入手，将平面 2D 图像往立体 3D 图像方向进发。

目前，可应用在智能手机上的 3D 深度摄像有三种方案可选：双目成像、结构光、TOF。「双目成像」相对难以在智能手机上应用，该技术的缺点在于算法非常复杂、容易受到环境因素干扰、依赖环境光源，暗光场景表现不佳，造价成本高，微型化困难。因此，在智能手机面部识别技术上，将以 3D 结构光和 TOF 技术为主。

3D结构光

为了能够完全替代传统 iPhone 的正面指纹识别按键，苹果基于 3D 结构光技术推出了名为“Face ID”的特性，主要用于日常解锁和移动支付。毕竟要做到全面屏，面部识别要比指纹识别要占用的机身面积要更小一些。

从 iPhone X 的刘海内部结构可以看出，除了基本的前置摄像头外，它内部还集成了六七个传感器。其中点阵投影器会投射出高达 30000 个光点，红外镜头能就能获取人脸各个部分位置的形变数据，即脸的“结构”，加上前置镜头记录的人脸图像，两者借助算法结合，就能得出一张精准的 3D 人脸数据图。

虽然有一些使用距离上的局限性，但其解锁速度之快、方式之自然，相信每一位正在使用 iPhone X 的朋友都能感同身受。

在 iPhone 之后，OPPO 在自家旗舰 FIND X 上也使用了 3D 结构光技术，与 iPhone X 类似，也是为了替代指纹识别成就全面屏而采用的一种方案。

得益于 3D 结构光技术，OPPO FIND X 带来了一个不需要在后背开孔、工业设计更加一体化的全面屏手机。

TOF 技术

与已经投入量产的 iPhone 和 OPPO 不同，vivo 选择的 TOF 则是一种相对稳定高效的方案。TOF 是 Time Of Flight （飞行时间）的缩写，这是一项深度摄像技术。测算近红外光线自发射后遇到对象后反射到传感器的时间，配合恒定光速可轻易得出传感器与对象之间的距离和深度信息。

在投射了一整面近红外光幕后，接收反射光来计算出每个点的深度，就能还原物体表面形貌，形成 3D 立体视觉。

TOF 在机器视觉应用中有较为广泛的应用，区别于传统相机，TOF 传感器能够直接获得深度和强度信息。由于深度信息和物体的颜色无关，光速等物理信息均为已知，因此通过相对简单的算法就可以将对象从背景当中分离出来，准确地呈现对象，同时降低了对于性能和功耗的需求。

得益于更低的功耗，TOF 能够在低功耗的情况下实时回传清晰准确地 3D 立体图像。以 vivo 为例的 TOF 3D 超感应技术的工作距离长达 3 米，这无形中也进一步拓展了智能手机在 AR 和 MR 的场景应用。例如在发布会上，vivo 就举出了 TOF 方案的三个场景应用案例：3D 试衣、MR 体感游戏以及 3D 拍照。这三项功能，都是 TOF 技术特性在生活场景化当中的延伸引用。

近期较为火爆的 MR 类游戏，透过 vivo TOF 技术来实现也变得简单许多。把 TOF 传感器放置在玩家身前一段距离，就能实时追踪到玩家的活动状态。

以上就是在 2018 年上半年当中涌现出来的新技术了，相信在这些新技术的加持下，包括新一代 iPhone 在内的下半年新品，将会给我们带来更多惊喜。

未来，爱范儿会持续为大家带来优质的科技消费指南，让你感受新科技带来的魅力的同时，轻松提升生活品质。