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OPPO小米互掐,三星黃雀在後!一文看透屏下攝像頭暗戰


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  看點:蘋果為什麼還不砍劉海?可能在等屏下攝像頭。

  文/雲鵬

  來源: 智東西(ID:zhidxcom)

  蘋果在手機屏幕上左砍一刀,右砍一刀,造出了第一個 “劉海屏”手機,iPhone X。 2017年9月,手機屏佔比之戰拉開序幕。

  手機劉海由寬變窄,隨後縮減為“水滴屏”,Tony老師的手法似乎愈加的精湛了。

  不過當打孔屏出現時,人們發現瓶頸出現了。就算你砍掉了3D結構光、砍掉了紅外線、砍掉了景深鏡頭、砍掉了3DToF,你永遠避不開的就是前置攝像頭,總要留一個是不是?

  去年3月,OPPO站了出來,他告訴大家,前置攝像頭還可以玩“升降”。

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  不過升降的熱乎勁沒有維持多久,5G時代就來了,手機內部空間變得寸土寸金,而對於重量手感的控制也成為了旗艦手機的標準戰場之一。

  於是大家把目光轉向了屏下攝像頭,似乎這也成為了目前唯一不將就、也是犧牲較小的屏幕解決方案了。

從2019年OPPO、小米紛紛亮出屏下攝像頭工程機引發一陣熱議,到今年四分之一過去後的冷清,屏下攝像頭似乎正在從消費者的視野中淡去,而此時供應鏈卻傳出消息稱下半年屏下攝像頭就會落地,還有科技博主曝光稱,三星下一代旗艦手機三星S21就很有可能採用屏下攝像頭技術。

  在高刷新率、高分辨率之後,屏下攝像頭,是否會成為智能手機屏幕升級的下一個革命性節點?憋了這麼久的屏下攝像頭,到底是技術卡殼,還是手機巨頭們2020年的壓軸“保留曲目”?

  01

  “真全面屏”——魚和熊掌我都要

  為什麼現在手機屏幕會“千瘡百孔”呢?因為拍照需要光,而屏幕很厚,不但厚,還有很多像素點和電路,它們會擋住光,所以只有把屏幕鑿開,鏡頭才可以呼吸到新鮮的光。

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也正因如此,屏幕上就出現了形態各異的打孔。那是否可以既保留屏幕完整性,又讓光線可以很好地透過屏幕射到相機的圖像傳感器(CIS)上呢?有,這就是屏下攝像頭。

  通過提升屏幕透光率,保證有充足的光線射入,前置攝像頭就可以在不破壞屏幕的情況下良好地達成拍照的使命,也就是魚和熊掌我都要。

  02

  8個月,從技術首秀到概念產品落地

2019年6月,OPPO第一次發布了自家的屏下攝像頭技術,並展示了工程機,當然,這一切都是通過OPPO副總裁沈義人的微博向外界展示的,並沒有在線下場館中進行展示。

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從展示圖片和視頻中可以看出,OPPO這台工程機在日常顯示照片或者圖片時,的確在屏幕頂部區域看不到任何前置攝像頭的身影,而在你選擇前置拍照時,屏幕的前置攝像頭就會工作,滿足需求。

  不過OPPO這台工程機在前置拍照時,會刻意通過一條寬寬的黑邊隱藏前置攝像頭,因此它具體工作時的狀態和屏幕顯示效果我們都不得而知。

有意思的是,小米也在同一天進行了屏下攝像頭工程機的展示,無獨有偶,這次展示也是通過小米副董事長林斌的微博進行的,兩者發佈時間僅相差2.5個小時,可以說是火藥味十足。

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  小米和OPPO的展示視頻清晰度相對較低,並且手機屏幕都採用了“深色背景”,所以前置攝像頭位置的屏幕顯示效果究竟如何,還要畫一個問號。

  但從那一天起,有一點可以確認了,屏下攝像頭是可實現、可落地的。

三個月後,2019年9月,在華為Mate30系列發布會前夕,海外媒體爆出了華為屏下攝像頭專利,根據專利顯示,平時前置攝像頭區域會顯示時間、電量等信息,而在需要時變為透明區域以供前置拍照。

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  當然,提到屏幕,我們肯定避不開當今智能手機屏幕一哥——三星。其實三星早在2018年年末就曾被曝光過一項屏下攝像頭專利,只不過在那時,屏下攝像頭聽起來還有些“夢幻”,因此也沒有引起什麼大的動靜。

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今年2月,在OPPO和小米通過視頻展示屏下攝像頭技術的8個月後,第一款採用了屏下攝像頭技術並且可以被少部分測評機構拿在手裡的智能手機落地了,vivo推出了自家的探索性概念產品vivo APEX 2020。

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  通過少數媒體的測評可以看出,前置攝像頭位置的屏幕在深色背景下觀感與普通屏幕幾乎無異,而在淺色背景下,攝像頭位置還是可以比較容易的通過肉眼“察覺到”的。

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  官方也給出了這枚前置攝像頭成片的樣張,我們可以發現,雖然總體成像質量已經達到可用水平,但是畫面還是具有一定的塗抹感,算法在其中應當起到了較大作用。

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  03

  圍繞一個焦點:屏幕透光率

  概念吵了這麼久,落地產品為何這麼少?僅有的概念產品也刻意弱化了其淺色背景下的顯示效果和前置拍照的成像效果。屏下攝像頭技術究竟難在哪裡?

  我們知道,拍照的關鍵因素之一,就是光。沒有足夠的光線,就算有再強大的圖像傳感器也無處施展拳腳。光與相機,就像食材和廚子,巧婦難為無米之炊。

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  而屏幕中的像素點、電路都會大幅降低光線透過率。想要保證良好的成像效果,屏幕的透光率就必須在90%以上。

  目前得益於OLED屏幕的採用,屏幕像素點的干擾已經被大幅度降低了,OLED屏幕主動發光的特性,可以讓像素點在需要時點亮,不需要時休息。

  但是屏幕的陽極和陰極這兩個重要組成部分,受制於材料限制,目前仍然無法做到高透光率,因此就需要算法的加持。簡單來說,就是通過算法,去除一些固定結構的干擾,從而獲得更加干淨的圖像,不過算法的大量使用也會一定程度上增加畫面的塗抹感。

▲通過改進屏幕陽極和陰極材料提升透光率▲通過改進屏幕陽極和陰極材料提升透光率

那減少前置攝像頭區域的屏幕像素數量、電路排布不就可以提升進光量了嗎,的確,但那樣前置攝像頭區域的屏幕的顯示效果就會下降,與周圍的屏幕有明顯區別,讓視覺體驗大打折扣,得不償失。

  可以說,屏下攝像頭是一種複雜的技術,求廠商從特殊材料、影像、光學、屏幕和算法等諸多方面進行探索和協調,才能最終實現“可用性”和大規模量產。

盧偉冰就曾在今年1月發微博說,“以目前的技術能力,無法找到兼顧顯示效果和相機效果的有效方案。雖然小米在2019年就發布了基於CUP(屏下攝像頭)的技術DEMON(演示),但離達到量產效果還是有距離。”

  04

  今年量產或成可能,三星首發?

  雖然手機廠商們一籌莫展,上游供應鏈卻有希望實現突破。

  國內這邊,京東方在2019年8月22日就公佈了自家OLED技術路線時間表,表示屏下攝像頭產品有望在2020到2021年間推出。京東方副總裁常程曾提到,綿陽6代柔性AMOLED生產線未來就將推出支持屏下攝像頭的柔性AMOLED屏幕。

再看緊隨其後的TCL華星光電,也在2019年12月投資者關係活動記錄中寫道:“目前TCL華星的屏下攝像產品性能已達行業領先水平,預計2020年內量產,已獲得國內外一線品牌的高度關注。”

  維信諾和天馬也一直在低調開展屏下攝像頭技術的研究,不過目前還沒有公佈具體產品的落地時間。

  目前有證券機構分析,基於國內當前供應鏈技術推進情況,屏下攝像頭有望在下半年實現產品落地。

  當然,放眼全球,目前聲量最大的還要數三星。早在2019年10月,三星就表示,它們與終端廠商合作研發的屏下攝像頭顯示屏方案,將會陸續開展小規模試產,預計2020年正式量產。

  而近日也有消息爆出,星正在考慮率先在三星S21上使用屏幕下攝像頭技術,現在正在評估這項技術的可行性。

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三星消息人士曾透露說,“屏下攝像頭的關鍵技術,其實不在OLED顯示屏上,更多的是在光學設計與算法上。”因此,供應鏈與下游手機廠商的合作就成為了主要研發方式。

  “小米、OPPO、vivo等品牌曾嘗試與日本廠商一起攻克算法難題,但後來難以突破,最後還是將希望寄託於三星。”

  05

  多幀圖像融合或成為突破口

  不過除了華為,在手機拍照算法領域、谷歌和蘋果也是不可忽視的兩大巨頭。也有業內人士透露,三星也在嘗試與穀歌相機部門合作,取得谷歌相關的拍照算法技術,從而加速屏下攝像頭方案的研發。

  而蘋果作為第一個把多幀成像融合算法應用於手機中的終端廠商,也早已在這條道路上深耕多年。

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  蘋果、三星、華為,究竟誰會第一個將屏下攝像頭手機擺在消費者面前,令人十分期待。

  06

  結語:智能手機屏幕創新的下個風口?

  屏佔比提升與前置拍照需求的矛盾、屏幕顯示效果與透光性的矛盾,這兩個矛盾共同刺激了屏下攝像頭需求的增長。而屏下攝像頭從技術首秀到概念機小範圍量產,僅僅用了8個月。

  不過從概念產品的實際顯示效果來看,屏下攝像頭目前的解決方案仍不成熟,屏幕透光性的問題並沒有從材料上得到解決。

  在硬件發展遇到瓶頸時,軟件層面,算法的地位就愈加的突顯出來。而算法的研究需要上游供應商和終端廠商的共同協作。一個懂硬件,一個懂用戶需求,二者結合,才能讓算法的實用性得到保障。

  目前,屏幕、攝像頭、芯片仍然是智能手機硬件技術創新所圍繞的核心。屏幕的創新空間還很大,但難度也在不斷考驗供應鍊和手機廠商的極限,下一個來自屏幕的顛覆式創新誰能率先斬獲,必然對產品力、創新力和品牌本身都將受益良多。

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