屏下鏡頭最強科普：原理？實用？未來？一次搞懂！
硬核科普來啦！
中奇 萬鐸 黃陽 發自 凹非寺
鵝板凳 | 公眾號 ebandeng
首個量產屏下攝像頭手機，這個星期終于發布了。
在此之前，小米也搶先對外展示了自家的新一代屏下攝像頭技術。
可以說，從去年6月份OPPO和小米相繼公布原形機開始，時隔一年，這項技術總算是落地了。
那么，這些廠商是怎么把攝像頭藏到手機屏幕底下的？同樣是攝像頭，中興和小米又有什么區別呢？
今天大鵝就跟大家好好聊聊這件事。
區別在哪里？
攝像頭的工作原理就是把環境中的光，經過感光元件，處理成數字信號。
可以說，攝像頭成像，本質就是硬件接受光的過程。
但問題就在于，普通的面板是不透光的，要實現屏下攝像頭的效果，在硬件上就要對顯示面板做兩個處理——
- 把屏幕上除了OLED有機發光材料以外的部分全做成透明的；
- 調整屏幕中像素的布局。
第一步大鵝在之前的聊小米透明電視的時候已經說過了，大家有興趣可以看看之前的內容。
簡單來說，以現在的能力，把除了OLED層以外的結構，完全替換成透明材料并不困難。
但因為OLED顯示屏中，發光的OLED材料沒法做透明。
所以在第二步，也就是屏幕中像素的布局部分，就開始出現了兩個流派。
中興的方法是摳像素。
也就是說在攝像頭區域，按照一定比例把原有的子像素摳下來，讓這些位置變成透明的，讓一部分光線照進去，傳到下面的攝像頭里。
小米則是進一步細化，把這步分成了兩步走。
先是把AMOLED屏幕上像素之間的縫隙，也就是電路以及控制像素開關的半導體盡量放到像素點的后面。
也就是圖里小指頭指的那些東西。
接著呢，在攝像頭區域把單個像素的面積縮小，讓像素與像素之間的空隙變大，讓這些縫隙透光。
效果咋樣？
原理算是說完了，但是你可能還會有一個疑問？
這又是摳又是擋的，鏡頭區域都成篩子了，那還怎么成像嘛？
這大可不必擔心，不知道大家小時候有沒有見過一種叫做看電視護眼眼鏡的玩意兒。
看還是能看的，只是多少還是被擋住了，所以這個成像效果嘛，平時視頻一下倒也可以。
但要想好好自拍，即便是有后期算法加持，也還是有股夢回200w像素前置那味兒了。
樂觀一點看，起碼這個物理磨皮效果還是拉滿的。
拍照基本算是合格，更大的挑戰在屏幕顯示效果這塊。
先說中興，鏡頭部分少一大堆像素，細膩度肯定就上不去了，
這就會造成兩個問題——
一是這個區域顯示一個像素的細線時，由于像素的缺失細線可能就消失了。
二是由于紅色像素面積最小，所以顯示紅為主的畫面時候，這個區域會格外明顯。
小米這個像素數量沒變，只是空隙變大了，所以對顯示效果的影響并不大。
仔細盯著這塊，也不會大果粒的問題。但在某些特定角度下，亮度差異還是挺明顯的。
為什么這么難？
有人就會說了，這個屏下指紋不也發展了有段時間了么？怎么屏下攝像頭就這么困難呢？
主要是因為，屏下攝像頭要記錄彩色信息。
而屏下指紋，只需要記錄黑白紋理就可以了。
所以屏下攝像頭要求的透光率就要比指紋高出很多來。
然而屏幕的像素密度和屏幕的透光性，這本身就是一個魚和熊掌的問題。
千辛萬苦在像素之間擠出縫隙來，還要防止屏幕像素本身發出的光對前置相機的干擾。
去年OPPO和小米展示的最初版本的采用的都是摳像素的方案。
目前來說，這種方案技術最成熟，也是這次中興使用的方案。
方案的提供方，是維信諾。
這是一家2001年成立的國產企業，前身是1996年成立的清華大學OLED項目組。是中國大陸第一家做OLED產品的企業。
而小米這套縮小像素，在縫隙間擠出區域透光的方案則來自華星光電。
華星光電是TCL控股的子公司，成立于2009年，一開始主要是給TCL電視做液晶面板的。
2017年3月，宣布在武漢建立手機專用的LTPS-AMOLED產線，今年也正式投產了。
今年8月28日華星光電還和三星顯示株式會社簽了協議，雙方交叉持股，在顯示領域也算是難得的國產之光了。
大鵝跟小米的人聊了聊，他們表示搭載華星光電屏下攝像頭的手機要等到明年了。
目前量產的難點在于把兩種大小的像素制作在一塊屏幕上太費勁，產能上不去，良品率不達標，價格也下不來。
其實除了這兩家，京東方也在去年年初申請了屏下攝像頭的專利。
只不過它采用的是內部機械結構，在物理層面把屏幕分為普通顯示區域和攝像頭區域。
需要用前置鏡頭的時候把鏡頭上方的屏幕挪走，不用了再挪回來。
理論上對顯示效果沒啥影響，但擠壓內部空間是少不了的了。
結語
有人就要問了，升降式攝像頭不挺好的么？干嘛非得費勁研究屏下攝像頭，整老半天顯示效果拍照效果都還不行。
首先進灰、不扛摔這些顯而易見的問題大鵝就不說了。
咱們可以看一下去年采用了升降攝像頭手機的重量和厚度，以及沒采用這個設計的手機重量和厚度。
這時你就懂了，這玩意太占內部空間了，如果又要升降又要輕薄，那么就不得不在什么防水防塵、無線充電這些賣點上動刀了。
這也是為什么升降攝像頭火了一兩年以后，今年大多旗艦手機又回歸挖孔屏了。
可以預見的是，現階段乃至未來半年到一年時間，屏下攝像頭都還沒發展到可以喊真香的地步。
目前這種調整像素布局的解決方案，都無法規避顯示效果差異和前置拍照效果差的問題。
但萬事開頭難，記得一開始，屏下指紋也很難用，但現在搭載這種技術的手機已經不是啥新鮮事了。
所以，對于屏下攝像頭這項技術的前景，起碼大鵝自己還是比較樂觀的。
而且最重要的是，這次在硬件技術上，我們并沒有落在國外廠商后頭。
-完-
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