屏下摄像头首发！一文看懂原理、进展和难点，带你认识真·全面屏

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​中奇 万铎 发自 凹非寺
9 r/ _) J( J8 O+ w* a鹅板凳 | 公众号 ebandeng
来了！它来了！屏下摄像头手机（原型机）真的来了！

. Q: B$ Y) N0 m5 p2 @今天的上海MWC上，OPPO正式展出了搭载屏下摄像头的屏幕原型机。屏下摄像头虽然不是什么新鲜事了，OPPO、小米等公司都在微博上发布过上手视频，但真正能让普通消费者亲眼看见、亲手摸到，这大概还是头一遭。
: @' i. D2 ~! R相比不知道会如何改变未来的5G，让强迫症晚期患者终于不用再忍受糟心的刘海屏、挖孔屏、珍珠屏、水滴屏、美人尖一类的异形屏幕的屏下摄像头技术，所带来的改变更加明显，也更勾起了本鹅的好奇心。
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• 这么牛X的技术的是怎么实现的呢？
  
• 和我们常见的前置摄像头相比效果又如何？
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• 除了OPPO还有谁在研究这个技术吗？
  
• 究竟要等到何年何月我们普通消费者才能用得上呢？
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OPPO是如何实现的？
7 v% l! d% L! U/ Z; i, \OPPO官方称搭载屏下摄像头的屏幕为“透视全景屏”，顾名思义，摄像头就是藏在这块可透视的屏幕后面暗中观察外面的世界。
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+ R" [: c* h# s% o1 ]3 V1 v  P当然，这块透视屏幕不可能是全透明的，也不可能所有区域都能实现透视的，而是分为了透光区域和非透光区域。


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: r9 C# N! o& e5 z1 i. ^虽然透光区域实现细节官方并未给出详细讲解，但根据OPPO 2018年最新的专利文件（专利号：CN108551505A），其主要原理就是专利中所描述的“微透镜技术”。
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9 A8 I& \) }5 A! o  f3 Q3 G△（微透镜技术专利图）
+ [$ r% L; z2 X" ?& a) l其主要原理是利用AMOLED屏幕像素点之间的缝隙来实现成像，为此OPPO还专门降低了透光区域的屏幕像素密度，使得像素间的缝隙加大从而使更多的光线可以穿过屏幕。
燃鹅，又为了保证屏幕整体的显示效果，OPPO还调整了屏幕透光区域的像素排列，让用户看不出透光区域和非透光区域的显示差别。
看到这里一定就会有同学举手提问了：“只利用缝隙透过来的光可以正常拍摄吗？”

答案当然是可以滴，而且原理很简单。
- b4 W% ^+ @& |' W  s  t7 y举个栗子，当我们带上八九十年代风靡一时号称可以矫正视力的小孔眼镜（事实证明并不能）、或者十多年前的潮流单品百叶窗眼镜时，虽然眼前都被各种形状的塑料结构遮挡，但事实上并不妨碍我们看清物体。这和OPPO“透视全景屏”就差不多。
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根据透镜成像的特点，穿过透镜的平行光线会经过折射汇聚在一点，只要有光就能成像，光线的多少只会影响画面的亮暗。

- L- s8 X2 ^. A$ E1 S! J* H" K5 l# Y而OPPO透视全景屏的透光区域，就存在这样数量极多、孔径极小的透镜小孔，允许光线从小孔穿过到达摄像头实现成像。OPPO还使用了感光能力更强的感光元件来降低光线损失给拍摄带来的影响。

, ]7 V- y( I0 }$ C+ j/ B/ ]* k除去硬件支持，软件算法优化更不能少。特别是在透光量不足，照片成像效果不佳的情况下。
5 v* C) }' p: O8 ?/ ]1 }. [所以，“硬件透光屏幕+更强感光元件+软件算法优化”才是藏在屏下摄像头神奇效果背后的三大秘密。
效果又咋样？
技术原理听起来很靠谱，燃鹅，事情并没有这么简单。
即使用了更厉害的感光元件，屏下摄像头实际接收到的光线依旧不到正常情况的一半，照片偏色、起雾的情况还是很严重，这搁谁都不能答应啊！

0 ~  y" N/ y$ i% p" @6 x1 X& \从OPPO官方提供的样张来看，使用屏下摄像头直出照片效果与目前主流自拍手机之间差的可不止一个十万八千里，即使是算法优化过的照片在图像清晰度、细节表现和色彩还原等方面还有很大不足。
$ x5 p0 l) [$ }0 M, q+ B7 v! c$ P  l△（图源OPPO官方微博）
$ N& o) W# o6 c所以，除了硬件还需不断改进之外，白平衡、HDR、AI去雾等图像优化算法也还需要不断完善。
至于透光区域的屏幕显示效果，要说完全没差别那就是骗人了，不过补仔细看的话还是没什么影响的。
  ?+ f" H0 p; |2 x" Z1 o# P3 C( Z△（图源科技小辛）
其他厂商谁还能出来一战？
除了OPPO，其他国产厂商在屏下摄像头的开发研究上也是做足了功课。
小米：新型材质透明屏幕
首先是自曝的小米，直接搞了一块既能显示又能透明的新材质屏幕，不拍照时是一块正常的屏幕，拍照时就会变成一块透明玻璃。
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vivo：一块屏幕两种材质
9 n6 x6 S$ k+ F+ J6 GOPPO最要好的小伙伴vivo也有自己的一套，使用两种不同的材质打造一块屏幕，在屏下摄像头区域采用结构更薄、透光率更高的PMOLED屏幕，其余部分则使用正常的OMOLED屏幕。（专利号：CN109545833A）
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魅族：石墨烯屏高透明度
: h- @6 I, j6 l1 o; q0 b魅族的方案则是在前置摄像头上方的一小块区域使用石墨烯屏，利用石墨烯屏高透明的特性，保证屏下摄像头的正常工作。（专利号：CN107734102A）
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京东方：机械结构简单粗暴
, [) F3 H! p/ E  F/ j) |. l5 S京东方的解决方法可以说是独树一帜，别人一块屏幕我两块屏幕，当需要使用前置摄像头时，直接在机身内部，通过机械结构将摄像头上方区域的屏幕移走，简单粗暴。（专利号：CN109561183A）

8 ]1 _' Q. r; @( E2 N5 W# ~# H3 C华为：电压调节一石二鸟
最后是华为，使用“显示屏+液晶调光膜+补光灯”的组合，配合图像传感器，通过电压调节来控制屏幕的透明度，从而给屏幕下的摄像头让出光线。除了显示屏，这种方法还能调节手机后盖的透明度，让你同时拥有透明屏幕和透明后盖。（专利号：CN109618029A）

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除了这些国产厂商，国外媒体消息显示，苹果、三星、LG等国外厂商也在积极研发屏下摄像头，但技术细节还没有太多的公布。
& E4 z0 D4 M" S$ K! k  F普通人何时才能用上？
: P% l  @# V* z/ @# P  o( Y, r6 |从2014年OPPO Find 7第一次搭载闪充技术，到手机快充的遍地开花，大概用了2年多的时间；
从2018年1月第一款支持屏下指纹的vivo X20 UD版发布，到屏下指纹全面爆发，也不过一年左右的时间；
2 W! y) h, X7 f4 n. D虽然目前屏下摄像头的解决方案还存在拍照效果差、遮挡部位显示效果差异、成本过高、产能良品率跟不上的问题，但相信随着硬件和软件技术的快速发展，也许明年屏下摄像头手机就会开始普及。
而一向给人印象缺少技术的中国厂商，或许将在“真·全面屏手机”这条路上，全面超车苹果三星等国外大厂。
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* R, M& L$ O3 W% V8 f" j. W来源：https://www.toutiao.com/a6706804462947664392/
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