屏下攝像頭首發！一文看懂技術原理、各家進展和發展難點，帶你認識真·全面屏
OPPO展出屏下攝像頭解決方案，小米、華為、vivo等廠商又是如何實現的？
中奇 萬鐸 發自 凹非寺
鵝板凳 | 公眾號 ebandeng
來了！它來了！屏下攝像頭手機（原型機）真的來了！
今天的上海MWC上，OPPO正式展出了搭載屏下攝像頭的屏幕原型機。屏下攝像頭雖然不是什么新鮮事了，OPPO、小米等公司都在微博上發布過上手視頻，但真正能讓普通消費者親眼看見、親手摸到，這大概還是頭一遭。
相比不知道會如何改變未來的5G，讓強迫癥晚期患者終于不用再忍受糟心的劉海屏、挖孔屏、珍珠屏、水滴屏、美人尖一類的異形屏幕的屏下攝像頭技術，所帶來的改變更加明顯，也更勾起了本鵝的好奇心。
- 這么牛X的技術的是怎么實現的呢？
- 和我們常見的前置攝像頭相比效果又如何？
- 除了OPPO還有誰在研究這個技術嗎？
- 究竟要等到何年何月我們普通消費者才能用得上呢？
OPPO是如何實現的？
OPPO官方稱搭載屏下攝像頭的屏幕為“透視全景屏”，顧名思義，攝像頭就是藏在這塊可透視的屏幕后面暗中觀察外面的世界。
當然，這塊透視屏幕不可能是全透明的，也不可能所有區域都能實現透視的，而是分為了透光區域和非透光區域。
△（OPPO專利圖）
雖然透光區域實現細節官方并未給出詳細講解，但根據OPPO 2018年最新的專利文件（專利號：CN108551505A），其主要原理就是專利中所描述的“微透鏡技術”。
△（微透鏡技術專利圖）
其主要原理是利用AMOLED屏幕像素點之間的縫隙來實現成像，為此OPPO還專門降低了透光區域的屏幕像素密度，使得像素間的縫隙加大從而使更多的光線可以穿過屏幕。
燃鵝，又為了保證屏幕整體的顯示效果，OPPO還調整了屏幕透光區域的像素排列，讓用戶看不出透光區域和非透光區域的顯示差別。
看到這里一定就會有同學舉手提問了：“只利用縫隙透過來的光可以正常拍攝嗎？”
答案當然是可以滴，而且原理很簡單。
舉個栗子，當我們帶上八九十年代風靡一時號稱可以矯正視力的小孔眼鏡（事實證明并不能）、或者十多年前的潮流單品百葉窗眼鏡時，雖然眼前都被各種形狀的塑料結構遮擋，但事實上并不妨礙我們看清物體。這和OPPO“透視全景屏”就差不多。
根據透鏡成像的特點，穿過透鏡的平行光線會經過折射匯聚在一點，只要有光就能成像，光線的多少只會影響畫面的亮暗。
而OPPO透視全景屏的透光區域，就存在這樣數量極多、孔徑極小的透鏡小孔，允許光線從小孔穿過到達攝像頭實現成像。OPPO還使用了感光能力更強的感光元件來降低光線損失給拍攝帶來的影響。
除去硬件支持，軟件算法優化更不能少。特別是在透光量不足，照片成像效果不佳的情況下。
所以，“硬件透光屏幕+更強感光元件+軟件算法優化”才是藏在屏下攝像頭神奇效果背后的三大秘密。
效果又咋樣？
技術原理聽起來很靠譜，燃鵝，事情并沒有這么簡單。
即使用了更厲害的感光元件，屏下攝像頭實際接收到的光線依舊不到正常情況的一半，照片偏色、起霧的情況還是很嚴重，這擱誰都不能答應啊！
從OPPO官方提供的樣張來看，使用屏下攝像頭直出照片效果與目前主流自拍手機之間差的可不止一個十萬八千里，即使是算法優化過的照片在圖像清晰度、細節表現和色彩還原等方面還有很大不足。
△（圖源OPPO官方微博）
所以，除了硬件還需不斷改進之外，白平衡、HDR、AI去霧等圖像優化算法也還需要不斷完善。
至于透光區域的屏幕顯示效果，要說完全沒差別那就是騙人了，不過補仔細看的話還是沒什么影響的。
△（圖源科技小辛）
其他廠商誰還能出來一戰？
除了OPPO，其他國產廠商在屏下攝像頭的開發研究上也是做足了功課。
小米：新型材質透明屏幕
首先是自曝的小米，直接搞了一塊既能顯示又能透明的新材質屏幕，不拍照時是一塊正常的屏幕，拍照時就會變成一塊透明玻璃。
vivo：一塊屏幕兩種材質
OPPO最要好的小伙伴vivo也有自己的一套，使用兩種不同的材質打造一塊屏幕，在屏下攝像頭區域采用結構更薄、透光率更高的PMOLED屏幕，其余部分則使用正常的OMOLED屏幕。（專利號：CN109545833A）
魅族：石墨烯屏高透明度
魅族的方案則是在前置攝像頭上方的一小塊區域使用石墨烯屏，利用石墨烯屏高透明的特性，保證屏下攝像頭的正常工作。（專利號：CN107734102A）
京東方：機械結構簡單粗暴
京東方的解決方法可以說是獨樹一幟，別人一塊屏幕我兩塊屏幕，當需要使用前置攝像頭時，直接在機身內部，通過機械結構將攝像頭上方區域的屏幕移走，簡單粗暴。（專利號：CN109561183A）
華為：電壓調節一石二鳥
最后是華為，使用“顯示屏+液晶調光膜+補光燈”的組合，配合圖像傳感器，通過電壓調節來控制屏幕的透明度，從而給屏幕下的攝像頭讓出光線。除了顯示屏，這種方法還能調節手機后蓋的透明度，讓你同時擁有透明屏幕和透明后蓋。（專利號：CN109618029A）
除了這些國產廠商，國外媒體消息顯示，蘋果、三星、LG等國外廠商也在積極研發屏下攝像頭，但技術細節還沒有太多的公布。
普通人何時才能用上？
從2014年OPPO Find 7第一次搭載閃充技術，到手機快充的遍地開花，大概用了2年多的時間；
從2018年1月第一款支持屏下指紋的vivo X20 UD版發布，到屏下指紋全面爆發，也不過一年左右的時間；
雖然目前屏下攝像頭的解決方案還存在拍照效果差、遮擋部位顯示效果差異、成本過高、產能良品率跟不上的問題，但相信隨著硬件和軟件技術的快速發展，也許明年屏下攝像頭手機就會開始普及。
而一向給人印象缺少技術的中國廠商，或許將在“真·全面屏手機”這條路上，全面超車蘋果三星等國外大廠。
—?完?—
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