智能手机的前置摄像头,近年来已然陷入了停滞

众所周知,对于如今的智能手机行业来说,游戏和拍照毫无疑问是最为热门的两大卖点,无论消费者还是厂商,往往都会将“高性能”和“强影像配置”作为评价一款新机的重要指标。这样一来也就导致对于目前来说,与“性能”及“影像”相关的各种芯片和技术,自然也就成为了需求量最大、同时也是更新换代最频繁的那个部分。

比如说,在即将过去的2021年中,手机行业光是入门级5G移动平台,就至少在一年内经历了天玑800U-骁龙768G-天玑810的三次换代。而至于性能更高的市场,一年内更是有着骁龙780G、骁龙778G、天玑900和天玑920的先后上阵,为玩家提供了更加丰富的选择。

而在手机CMOS传感器领域,2021年索尼和三星两家也联手奉上了包括IMX766、GN1、GN2、IMX766V、HP1在内的一批超大底主摄。甚至在非旗舰领域,还有包括JN1、GM5这种专为预算有限的设备、甚至是专为长焦和超广角“副摄”设计的新型高画质CMOS方案。

然而不知道大家有没有注意到一个细节,当我们津津乐道于各种越来越强大的后摄方案和体验时,却似乎很少有人注意到,智能手机在前置摄像头领域,似乎已经很久没有什么“大新闻”了。

是的,当后摄的技术发展日新月异之时,曾被很多朋友津津乐道的“前摄自拍”摄像头方案,却似乎陷入了技术发展的停滞期。

全年仅有一款新品,前摄传感器集体“躺平”

智能手机的前置摄像头目前的技术进步速度有多慢?要弄明白这个问题,我们其实只需要打开索尼、三星、豪威这几家主流CMOS传感器厂商的官网,看看他们最近都出品了哪些新品,自然就能够一目了然了。

事实上,正如我们在前文中所讲到的那样,无论是哪一家CMOS厂商,在过去的这一两年里几乎都将重心放在了更大底、更高像素的新款后摄传感器上。而对于前摄,大家则几乎都是一幅“摆烂”的态度。

比如大家熟悉的索尼,其实就已经很久很久没有推出新的、用于前置相机的CMOS产品了。以至于当我们纵观整个市场时会发现,IMX615这颗3200万像素的前摄方案,甚至被一些厂商从去年用到了今年年底,甚至还有很大概率将在明年继续接着用。

同理,三星半导体如今对于高素质前摄CMOS的态度也并不积极。他们上一次发布高端前摄CMOS是什么时候呢?答案是2019年的GH1(4400万像素,0.7μm小像素设计)。要知道同样的时间段里,三星已经把用于后置主摄的旗舰大底超高像素CMOS至少更新了5到6代之多。而三星半导体对于“前摄CMOS”的漠视,甚至使得三星的旗舰机型都不得不连续三代沿用相同的前摄方案。

相比之下,整个2021年手机前摄CMOS方案唯一值得一提的新品,可能就是豪威科技在11月9日刚刚发布的OV32C了。只不过,一方面这款产品的尺寸(1/3.2英寸超小底、0.7μm小像素)注定了不太可能有多高的“自拍画质”;另一方面,在官方文档里甚至都直接将这款CMOS的定位为“通过低功耗实现始终在线,适合人脸检测、二维码扫描等用户体验”。好嘛,官方都直接不提什么“高品质自拍”了,摆明了这就是个为“扫码”而生的方案。

为什么前摄后摄待遇有别?技术限制是重要原因

后摄方案一年就要进步好几代,但前摄却几年都难得更新一次。这样的“差别待遇”背后,到底有着怎样的原因呢?不得不说,技术难度、或者说物理规律的限制,的确是一个绕不开的话题。

一方面,最近几年来智能手机的后置主摄之所以能够大幅进步,最主要的原因就在于机身结构设计的改善、以及ISP算力的快速提升,让手机厂商可以“肆无忌惮”地用上尺寸越来越大、像素越来越高的后置主摄方案。

很显然,当后置主摄从曾经的1/2.5英寸(典型的1200万像素双核对焦CMOS)一步步膨胀到1/1.56英寸(IMX766)、1/1.3英寸(三星HM3、GH1)、1/1.12英寸(三星GH2)、甚至是1英寸(索尼Xpreia Pro-1所使用的黑卡7同款CMOS)时,它们必然会带来更强的感光能力、更少的噪点、更精确的色彩重现,以及更自然、更接近相机的构图景深感。

同时由于“底”够大,对于这些最新的超高像素旗舰后摄方案来说,它们还可以在CMOS的微透镜结构上玩出各种“花样”,实现更快速的对焦。或者是在CMOS芯片上加入更大的缓存、更强性能的协处理器,从而实现高速连拍、片上像素多合一,低延迟HDR视频拍摄等功能。

采用三星GH1方案的vivo S10 Pro已经算是前摄里的“大底”了,但其实它也只有1/2.65英寸

但是所有的这些后摄CMOS技术创新的“先决条件”,在前摄上都是不成立的。原因也很简单,因为在如今这个屏幕边框越来越窄,屏幕开孔越来越小的时代,前摄CMOS根本不可能去追求什么“大底”。事实上早在几年前,主流CMOS厂商的前摄模组就纷纷开始“瘦身”,通过使用更小的像素、更小的传感器面积,来迎合市场对于“高屏占比”的需求。在这种情况下,厂商能做到让手机的前摄水平不退步,其实就已经是一种成功了,哪里还有什么余裕去改善前摄的画质呢?

其实办法也还是有的,但消费者的观念又成了阻碍

难道智能手机的前摄CMOS,就真的没有继续改善的空间了吗?其实是有的,但要命的地方就在于,这个办法未必能获得市场的认可。

正如我们前文中所讲到的那样,在智能手机普遍追求“高屏占比”的背景下,前置摄像头的体积必然是越做越小。这就意味着从原理上来说,要想改善前置摄像头的“硬素质”就只有两条路可走,要么使用更强的像素隔离设计,在进一步缩小单像素尺寸的前提下,让CMOS传感器的信噪比提升;要么就是干脆舍弃前摄的“高像素”思路,通过大幅降低前摄像素,直接换来原生的大尺寸像素和高感光高画质。

三星JN1原本被认为会成为新的旗舰自拍方案,但结果被很多入门机拿去做了后置主摄

然而从目前行业中的公开信息来看,第一条路至少到目前为止还没有“走通”。三星ISOCELL 3.0作为当前最先进的小像素尺寸技术,首款配备的产品却是用于后置主摄的超大尺寸2亿像素传感器HP1。而次一级的ISOCELL 2.0(0.64μm)以及豪威的PureCel Plus-S(0.7μm)技术,设计出来的CMOS要么就是因为尺寸还不够小,无法用到前摄上(典型的就是现在入门机的50MP后置主摄方案JN1),要么就是画质表现还不够好,承担不起高端前摄的定位(比如前面说到的OV32C)。

那么如果干脆舍弃“高像素”,在前摄上回归低像素方案,追求原生大像素高感光能力呢?实际上,三星Galaxy S20、S21,以及前段时间刚发布的谷歌Pixel 6系列就是这么做的。它们的1000万像素、1100万像素前摄从实际效果来说确实不差,甚至是绝对比许多高像素方案还要好得多。

但问题就在于,对于那些追求“自拍”效果的用户来说,是否又能理解并接受“低像素前摄”的好处呢?要知道,HTC当年的400万像素超感光相机在市场上折戟,对于整个行业可是造成了不小的恶劣影响,以至于直到现在,我们看到绝大多数手机厂商还是会拼命地追求“高像素”,并将其作为影像能力的宣传重点。在这样的背景下,要想让一部分特定的消费群体接受“前摄像素低一点可能更好”的观念,显然绝非易事。

本文来自微信公众号“三易生活”(ID:IT-3eLife),作者:三易菌,36氪经授权发布。