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争相搭建观月望远镜,OPPO华为抢发10倍变焦手机

52RD.com 2019年4月23日 腾讯科技            参与:5人 我来说两句
  

  月球表面的环形山是OPPO、华为两家中国手机公司比拼的最新参照物。

  
  在间隔两天声势浩大的发布会后,OPPO Reno与华为P30 Pro终于一起站在了聚光灯下。10倍变焦,现在是手机行业关注度最高的话题。
  
  智能手机的创新越来越多地依靠中国公司。从屏幕指纹、折叠屏,再到10倍变焦,如果倒推研发时间,这些项目开始运转,往往都在2016年到2017年之间。当时,智能手机竞争的焦点是全面屏和人工智能芯片,而具有多倍变焦拍照功能的“潜望式镜头”正处于公司内部的立项阶段。潜望式结构,区别于传统双摄镜头的并列排布,将原本垂直于前后机身,竖着排放的摄像头在手机内横向排放,并以特殊的光学三棱镜让光线折射进入镜头组,实现成像。这种结构在大幅度增加摄像头焦距的同时,不可避免地使相机模组整体呈现L型。
  
  从2016年2月开始至2017年MWC展会期间,OPPO影像工程师吴立众和同事率先在业内实现了双摄像头方案的5倍光学变焦技术,做出2000台样机用于测试和MWC展示。然而因为这是三星、苹果都没有采用的创新型技术,产业链不够成熟,导致成本400元以上的高昂成本,另外,消费者能否接受也是个挑战。最终,OPPO当时没有商用这一技术。
  
  OPPO在变焦技术上落地时,犹豫了大半年。这半年期间,华为研发迅速跟上,颇有点“半路截胡”的意味。
  
  最终结果在2019年年初显现。2019年1月16日,OPPO在北京召开了一场名为“十所为见”的技术沟通会,拿出了2017年MWC上发布的5倍无损变焦技术的升级版——10倍混合光学变焦技术。
  
  华为也在抢时间。“华为一般是做好说,没做好不会对外讲。”华为公关回应腾讯《潜望》时称。3月26日在法国,华为全球发布带有10倍混合变焦功能的P30 Pro手机,配有10倍混合变焦功能,同时突出50倍数码变焦与夜拍,是“望远镜”+“夜视仪”,可以清晰拍摄月亮。
  
  随后Reno10倍变焦版和P30 Pro两款机型, 4月10日和4月11日在国内接踵亮相。
  
  变焦拍摄背后是这两家公司在技术领域的激烈竞争。
  
  “越级”研发的潜望变焦技术
  
  最早启动研发这技术的是OPPO,而OPPO在做10倍混合光学变焦之前,有一个从3倍、5倍至10倍的过程。其中5倍技术未被规模化商用到手机中去,是这个过程中一个重要节点,将OPPO光学变焦研发之途一分为二,此前OPPO主要的对手是自己,此后华为加入了竞赛。
  
  “2016年二三月份,为立项开发5倍变焦技术,立下了军令状。”吴立众在深圳告诉腾讯《潜望》。
  
  在智能手机上实现单反相机才有的高倍变焦功能,是一项前所未有的挑战。吴立众和团队成员为此做过诸多调研。
  
  时任OPPO达芬奇实验室负责人鲁志伟也联同吴立众在供应链公司中寻找了很久,最终了解到以色列公司Corephotonics(以下简称CP)在解决长焦镜头时提出的潜望式结构的创想。
  
  早期智能手机创新一般流程分三段:第一段,欧美专业领域的公司产生先进技术和设计理念;第二段,美国大公司挑选技术之后进行收购,研发,在产品上跑通,小规模落地;第三段,大公司将产品放在亚洲进行代工,实现大规模产业化。
  
  但手机产业激烈的竞争,逼着中国手机厂商自己不断往更上游寻找创新。当时吴立众和团队成员商量,“想把美国人这段砍掉,我们直接去找有想法的,觉得可行就自己来。”2016年初,在5倍变焦预研阶段,OPPO与以色列公司CP成立了联合开发团队。
  
  不过,鲁志伟和吴立众很快发现,潜望式难度大,需重新考虑镜头、马达、模组,修改Sensor的CR的角度等,很多领域上,都要突破以往的行业认知。这些只靠OPPO无法解决,需要调动公司内外部资源,一起整合上游供应链。
  
  这时曾推动OPPO许多研发项目的刘君加入了进来。刘君负责过OPPO很多技术攻关项目,从全球最薄的Finder手机,到R9手机最窄边框。
  
  2016年,OPPO召集了包括CP、棱镜公司信阳光学、马达公司磁化、舜宇光学、索尼、驱动公司安森美等7家供应商一起,在顺义开了三天闭门会议,讨论5倍无损变焦。潜望式设计复杂,与传统棱镜、对焦系统、摄像头需求等都不同,对玻璃棱镜材质、大小、防抖、精度要求更高,现有的产品和解决方案无法满足。吴立众告诉腾讯《潜望》:“其实CP提的方案,那个时候是非常雏形的,整个高度,整个尺寸、大小,都不符合我们的要求,所以我们又去寻找更合理的方式。”
  
  比如,从稳定性和可靠性上,吴立众团队认为在长焦镜头防抖方式上,最好舍弃簧片+悬丝悬吊结构设计的防抖机构,而采用滚珠方式。技术细节开始一步一步成型。
  
  5倍无损变焦技术推演和研发方向定下后,到了拿出真金白银的阶段。刘君领着吴立众等人,与舜宇光电方面一起见了面。舜宇光电对此事高度重视,由总经理王忠伟带队,项目经理是杨祎。“刘君调动的资源很多。”吴立众说。
  
  面对风险,各家供应商都拿出了诚意。舜宇作为模组厂商,做这个新事情要投钱投人投设备。腾讯《潜望》了解到,舜宇为此,投入的物料价值即达三五百万元。信阳的棱镜厂商什么条件都没谈,花了上千万买了设备,直接开了一条产线。马达厂商磁化拿到OPPO投入的钱后也开了新产线。当时几家的共识:“是趋势,愿意投钱干。”
  
  华为突然切入 OPPO更换供应商
  
  从2016年3月至12月,各方紧密联系,以OPPO所在的长安工业园为中心,基本每周开一次会,把各家方案进度凑在一起,互相衔接协调。中间过程大致是用6个月时间定下方案,又用3个时间生产出样品。
  
  2016年底,带有5倍变焦的2000台样机出炉。2017年初一部分在MWC上展出。据腾讯《潜望》联系到的舜宇光电柳方经理证实,舜宇参与研发5倍变焦研发的人员都要签订内部保密协议,公司内部很多人都不知道。“但是时间先后上,OPPO在硬件研发上走在了华为前面。”
  
  不过,很快华为与舜宇启动合作,也跟进变焦技术,甚至为了抢占先机,直接切入了更高倍数的变焦。一向不吝惜技术投入的华为也是边做边建立专利壁垒,通过这种方式,在此前的方案基础上,迅速抢占方案优势。舜宇柳方透露,华为是舜宇大客户,一半出货量供应华为。变焦模组之前,华为与舜宇合作的P20系列三摄方案,在市场上大获成功。
  
  于是吴立众团队切入10倍变焦后又进一步切换了模组厂商,选择了三星电机。“我们要做得倍数更大,硬件选型要更好。”吴立众告诉腾讯《潜望》。不过更严苛的硬件也意味着,更艰巨的选型调优,但产品已经蓄势待发。
  
  “抖动搞得我要死要活。3月21日出发去MWC2019巴展,前一天才搞定那一版。”同在影像团队的李龙佳说,这一版主要解决跳变问题:一颗摄像头和另外一颗摄像头只有算法对齐才能解决跳变。
  
  跳变是做这类摄像头结构都要面临的问题。具体应用上,10倍变焦模组有三个摄像头,配有三个传感器,还有马达。用户操作变焦时,后台要控制镜头切换,切换的过程中会出现跳变。如何在放大和缩小过程中,平滑地锁定某一影像、不抖动,是一个挑战。主摄与广角、主摄与长焦,两两之间要做平滑算法调节。如果再考虑到视场角跳变时出现的色彩与亮度跳变,难度将大大增加。
  
  OPPO影像工程师郝振声解释:“OPPO的做法是两颗摄像头同时拉起就会提前唤醒,会根据前端显示的亮度和前端显示的色彩,影射到即将显示的摄像头上提前做一些影射。”
  
  “相当于预先调用一个摄像头‘陪跑’,跳变解决。”为此,OPPO工程师安杰和郝振声在上海,带着二三十人的团队与高通十几个人的团队,加虹软算法,一起忙活超过两个月,基本解决问题之后还在不断地优化。
  
  不止镜头 不止手机
  
  在选型方案不断完善优化过程中,潜望式结构依然有两大问题,是所有团队必须要解决的。
  
  第一,如何优化选型的品控和稳定性;
  
  第二,如何将模组以更好看的方式堆叠进手机当中。
  
  第一个问题,是无论手机厂商OPPO、华为,还是模组生产商舜宇、三星电机和欧菲科技,面对潜望式摄像头,都要解决一个核心难点:新增的玻璃材质转向棱镜控制和可靠性挑战,还有后面镜片大小和数量瓶颈、算法优化等。一项新技术如果不能抗跌落,将无法用于便携式手机之中。
  
  尤其对于OPPO而言,品控实在是一条高压线。吴立众最初拿到这种簧片控制方案后,先后从新思考和台湾TTK拿到马达,厚度6.5毫米。但吴立众必须要要挑战的是5.7毫米,“第一时间就把它毙掉了。”
  
  在OPPO工作多年,吴立众有着典型技术男形象,说话率直,对穿着和发型不太在意。但是,他知道OPPO是一家对外观有深深执念的手机公司。
  
  这源自于过往正反两方面经验。最早做智能手机时,OPPO推出过厚度为15.6毫米的手机,直到做出薄至6.65毫米的手机Finder时,才树立了智能机市场的地位,颇受好评。后来2016年大卖3000万台的R9系列,美观、轻薄仍然是成功因素之一。
  
  影像领域有一句话叫“底大一级压死人”,“底”指的是手机镜头里的图像传感器。手机拍照,光线收集的多少取决光圈的大小,光线信息接收多少取决于图像传感器的大小。不过,越大的底镜头模组整体厚度就越大。近些年,传感器逐渐变大,1/3英寸,扩大到1/2.8、1/2.6、1/2。更大的底,更厚的镜头模组塞进手机,对OPPO而言,形成巨大的观念和技术挑战。
  
  但是回到潜望式结构,对超薄的追求,那个时候逼着吴立众必须找到新解决方案,最终做出滚珠控制方案,颇有些福祸相依味道。
  
  过去手机镜头多是塑胶镜头,潜望式镜头中新增的1-2块玻璃材质转向棱镜,并且在长焦拍摄环境下,一点点抖动都会对稳定成像带来灾难。最初级的解决方案,是找到合适的棱镜,在棱镜连续镶上金属,再通过周边磁场驱动控制,反向运动进行补偿。传统解决这一难题的是簧片+悬丝悬吊防抖结构设计。
  
  用簧片控制棱镜的运动方式,靠周边四根细小柱子和悬丝连接,带来三个问题,第一,簧片控制的共振点精度不够,只有一个单轴Y轴;第二,可靠性不好;第三,棱镜运动轨迹不够线性。
  
  经过摸索与论证,OPPO选择了滚珠控制方案。相对于簧片方案,滚珠方案操作上有两个轴,可以实现两个向度上的转动,而且更容易实现,滚轮自身可以在受到挤压和碰撞时承受更多力,可靠性过关,且耐磨损。
  
  吴立众给出一个数据,簧片+悬丝OIS抗跌落性测试,跌到8000到10000次,支撑件会出现微裂。滚珠式可以承受跌掉40000次。OPPO为此,专门找到一家韩国公司来做设计和制作。
  
  吴立众和同事们的这些创见后来成为OPPO申请的专利,为其在潜望式结构上留下了自己印迹,以此与行业所采取的簧片方案相区隔。
  
  另外,为了降低镜头模组厚度,OPPO还采用了D-cut工艺,有效地去压缩镜头厚度,“我们也想一把干到位,又超薄,又多倍,又希望它要做到极限薄,外观又要好看,品控还要到位。其实就是极致主义的一个体现。”吴立众告诉腾讯《潜望》。
  
  当然,华为是一家技术见长的公司,后来有自己一套处理方法。华为终端产业线总裁何刚在P30发布期间表示,“影像表现等产品成熟度达到了华为的要求,并且通过了严格的跌落测试。”
  
  10倍之后 竞争开始
  
  外观执念破除,转而与三星电机合作之后,从2018年4月始,8个月时间,OPPO 10倍混合变焦项目“踏实了。”李龙佳告诉腾讯《潜望》。
  
  他与同事们在5倍光学变焦基础上实现优化,棱镜防抖从一轴变成了两轴,自动对焦方向放在潜望结构中呈水平方向。为了防止棱镜撞裂,这次设计在棱镜两边增加防护,并进行毛化处理。并通过技术手段解决潜望结构带来的眩光。
  
  最后摄像头模组被控制在5.76毫米厚。另外,“潜望式结构”比传统方式节省55%的空间。加上独特的“共马达”设计,将超清主摄和长焦摄像头的对焦马达合二为一,可节省13%的空间。多出来的空间,可以放入更大尺寸传感器。
  
  这次OPPO Reno10倍变焦版搭载4800万像素主摄,配备1/2英寸的索尼IMX586传感器。长焦端Reno 10倍变焦版选型了更高像素1300万的摄像头,OPPO这次有备而来。
  
  3月23日,OPPO在巴塞罗那公布10倍混合光学变焦技术,其中“10倍”指的是从广角到长焦等效焦距16mm-160mm的10倍变焦,之所以这么限制,李龙佳告诉腾讯《潜望》:“是因为这一焦段范围,能够真的实现800万像素及以上的成像,对于用户而言拍照体验是没有影响的。更多倍数的变焦,按照目前的硬件选型当然也能做到”。
  
  这个算法立马遭到华为终端CEO余承东在微信朋友圈中的质疑:“这不是10倍变焦,根本没有做到!不应该从广角焦段算起,没有这么算的。应该从正常28/27毫米焦段算起。”由此可以感受到火药味十足。
  
  但是,翻阅华为终端官网,P30系列同样采用了10倍混合变焦的表达,而且没有对像素等信息作出限定。吴立众进一步解释:“5倍、10倍是一个很微妙的说法,5倍、8倍,还是10倍,是相较于镜头模组而言的,看整个模组覆盖了怎样的范围,之前是双摄方案,5倍参照主摄,今天10倍方案是三摄像头,参照物是广角。”
  
  “OPPO 的算法更接近的是专业摄影人的表达,”《摄影之友》主编刘东指出,“专业单反摄影都是强调的焦段范围。”
  
  看法之争是为博得营销优势,能否抢占市场,依然需要看产品的综合竞争策略。两款产品公布之后,OPPO以3999元的定价拦截P30 Pro,而华为的品牌如日中天之时,线下体验店依然火爆。
  
  2019年,华为、OPPO终于在10倍变焦功能上相遇相杀,谁能胜出尚未可知。放在更长时间维度上,未来,是主张灰度前行、狼性突进的华为公司文化与基因更适应环境,还是秉持抱朴守一、本分为人的OPPO文化呈现更顽强生命力,这一切都将要在产品与服务比拼上给出答案。
  
  拍照对决,10倍变焦只是节点。
  
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