蘋果公司正在研究一項(xiàng)新的圖像傳感器技術(shù),該技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20 檔的動(dòng)態(tài)范圍,這一水平不僅超越了 ARRI ALEXA 35 專業(yè)電影攝像機(jī),還接近人類眼睛的平均動(dòng)態(tài)范圍。
根據(jù)Y.M.CinemaMagazine 發(fā)現(xiàn)的蘋果一項(xiàng)名為“具有高動(dòng)態(tài)范圍和低噪聲的堆疊像素圖像傳感器”的專利,蘋果計(jì)劃開發(fā)一款下一代傳感器,其動(dòng)態(tài)范圍可與當(dāng)前專業(yè)電影攝像機(jī)相媲美。該專利詳細(xì)描述了一種堆疊式傳感器設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) 20 檔的動(dòng)態(tài)范圍,這意味著在同一畫面中,傳感器可以同時(shí)捕捉到從最亮到最暗的光線,且不會(huì)丟失任何細(xì)節(jié)。
動(dòng)態(tài)范圍是衡量相機(jī)捕捉光線范圍能力的重要指標(biāo),以“檔(stop)”為單位,每增加一檔,光線強(qiáng)度就會(huì)翻倍或減半。例如,20 檔動(dòng)態(tài)范圍意味著相機(jī)可以在同一畫面中捕捉到從最亮到最暗的光線,而不會(huì)出現(xiàn)過曝或欠曝的情況。
這種堆疊式設(shè)計(jì)并非行業(yè)首創(chuàng),索尼也采用了類似的技術(shù)。但蘋果的專利中包含了兩項(xiàng)獨(dú)特的創(chuàng)新:
1. LOFIC 技術(shù):即橫向溢流積分電容,允許每個(gè)像素根據(jù)場景的亮度存儲(chǔ)三種不同的電荷水平,從而實(shí)現(xiàn)更寬的動(dòng)態(tài)范圍。
2. 實(shí)時(shí)降噪:每個(gè)像素都配備了電流記憶電路,能夠?qū)崟r(shí)測量并抵消熱噪聲,無需后期處理即可清除噪聲。此外,蘋果采用了三晶體管(3T)像素結(jié)構(gòu),而不是更復(fù)雜且更易產(chǎn)生噪聲的四晶體管(4T)結(jié)構(gòu)。
通過將傳感器堆疊在芯片上,蘋果為每個(gè)像素添加了一個(gè)獨(dú)立的快門,并在圖像離開芯片之前進(jìn)行降噪處理。這種設(shè)計(jì)不僅提高了傳感器的動(dòng)態(tài)范圍,還顯著降低了噪聲。
如果這項(xiàng)技術(shù)能夠應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品,蘋果不僅可以在智能手機(jī)領(lǐng)域超越競爭對手,甚至可能在某些關(guān)鍵指標(biāo)上超越索尼、佳能或 RED 等專業(yè)相機(jī)制造商。結(jié)合蘋果的神經(jīng)引擎和其他硬件與軟件深度集成的優(yōu)勢,未來蘋果有望推出更強(qiáng)大的影像設(shè)備,甚至可能開發(fā)出真正意義上的專業(yè)相機(jī)。
移動(dòng)設(shè)備上的電影級(jí) HDR:用戶可以在智能手機(jī)上拍攝具有電影質(zhì)感的 HDR 視頻。
超薄設(shè)備中的專業(yè)級(jí)成像:在極薄的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20 檔動(dòng)態(tài)范圍的專業(yè)級(jí)成像。
盡管這項(xiàng)技術(shù)聽起來令人興奮,但專利僅是專利。蘋果過去曾注冊過許多未能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)專利,因此這項(xiàng)技術(shù)可能不會(huì)很快面世。
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