IT之家 7 月 2 日消(xiao)息，蘋果(guo)公司正(zheng)在研(yan)究一項新的圖像傳感器技術，該技術有望實現高達(da) 20 檔的動態范(fan)圍(wei)，這(zhe)一水平(ping)不僅超(chao)越了 ARRI ALEXA 35 專業電影(ying)攝(she)像機，還接(jie)近人類眼睛的平(ping)均動態范(fan)圍(wei)。
根據 Y.M.Cinema Magazine 發(fa)現的(de)蘋果一項名為(wei)“具有高(gao)(gao)動(dong)態范(fan)圍和低噪(zao)聲的(de)堆(dui)疊(die)像素圖像傳感(gan)(gan)器(qi)”的(de)專(zhuan)利(li)，蘋果計劃開發(fa)一款下一代(dai)傳感(gan)(gan)器(qi)，其動(dong)態范(fan)圍可與當前(qian)專(zhuan)業電影攝像機相(xiang)媲(pi)美。該專(zhuan)利(li)詳細描述了一種堆(dui)疊(die)式傳感(gan)(gan)器(qi)設(she)計，能夠實現高(gao)(gao)達(da) 20 檔的(de)動(dong)態范(fan)圍，這意味著(zhu)在(zai)同一畫(hua)面中，傳感(gan)(gan)器(qi)可以同時(shi)捕捉到從最亮(liang)到最暗的(de)光線，對比度高(gao)(gao)達(da) 1,048,576:1，且(qie)不(bu)會(hui)丟失任何細節。
據IT之家了解，動(dong)態范圍(wei)是衡量相機(ji)(ji)捕(bu)捉(zhuo)(zhuo)光線范圍(wei)能力的(de)重要指標，以“檔(dang)（stop）”為單位，每增加一(yi)檔(dang)，光線強(qiang)度就會(hui)翻(fan)倍或(huo)減半。例(li)如，20 檔(dang)動(dong)態范圍(wei)意味著相機(ji)(ji)可以在同一(yi)畫面中捕(bu)捉(zhuo)(zhuo)到從最亮到最暗的(de)光線，對(dui)比度高(gao)達 1,048,576:1，而不會(hui)出現過曝或(huo)欠曝的(de)情(qing)況。
相比之下，目(mu)前 的傳感器尚未公布官方動(dong)(dong)態(tai)(tai)范(fan)圍規(gui)格，但根據 CineD 對 24mm 相機的綜合(he)估(gu)算，其動(dong)(dong)態(tai)(tai)范(fan)圍在 ISO 55 時約為(wei)(wei) 12 檔(dang)，而在 ISO 1200 時，動(dong)(dong)態(tai)(tai)范(fan)圍為(wei)(wei) 13.4 檔(dang)。而人眼的瞬時動(dong)(dong)態(tai)(tai)范(fan)圍平均在 10 到 14 檔(dang)左右，經過瞳(tong)孔(kong)和(he)視網膜調整后可達(da) 20 到 30 檔(dang)。
蘋果這(zhe)項專利中的傳(chuan)感器采用(yong)了(le)兩層結構設計：
傳感器芯片：通(tong)過光電(dian)二極管(guan)和(he)定制(zhi)的(de)模(mo)擬電(dian)路捕捉(zhuo)光線。
邏(luo)輯芯片：負責處理圖像數據，包括內置的降噪功能(neng)。
這種堆(dui)疊式(shi)設計并非行(xing)業首(shou)創(chuang)，索尼也采用了類似的(de)技術。但蘋果(guo)的(de)專利中包含了兩項獨特的(de)創(chuang)新：
1. LOFIC 技術：即橫(heng)向溢(yi)流積分電容，允(yun)許每個(ge)像(xiang)素根據場景的(de)亮(liang)度存儲(chu)三種不同(tong)的(de)電荷水(shui)平，從而實(shi)現更寬的(de)動(dong)態范圍(wei)。
2. 實時(shi)降噪：每個像素(su)都(dou)配備了(le)電(dian)流記憶電(dian)路，能夠實時(shi)測(ce)量(liang)并抵消熱噪聲(sheng)，無(wu)需(xu)后期(qi)處理即可清(qing)除噪聲(sheng)。此(ci)外(wai)，蘋果采用了(le)三(san)晶體管（3T）像素(su)結(jie)構，而不(bu)是更復雜且更易產(chan)生噪聲(sheng)的四晶體管（4T）結(jie)構。
通過將傳(chuan)感器堆疊(die)在芯(xin)片(pian)上，蘋果為每個像素添加了一(yi)個獨立的(de)(de)快門，并(bing)在圖像離開芯(xin)片(pian)之前(qian)進行(xing)降噪(zao)處理(li)。這種設計不僅提高了傳(chuan)感器的(de)(de)動態范圍，還顯著降低了噪(zao)聲(sheng)。
如(ru)果這項技術能(neng)(neng)夠(gou)應用于實際產品，蘋果不僅(jin)可以在智能(neng)(neng)手(shou)機領域超越競(jing)爭對手(shou)，甚至可能(neng)(neng)在某些關鍵指標(biao)上超越索(suo)尼、佳(jia)能(neng)(neng)或 RED 等(deng)專(zhuan)業(ye)相機制造商。結合蘋果的(de)神經引擎和其他(ta)硬件(jian)與(yu)軟件(jian)深度集成的(de)優勢，未來蘋果有(you)望推出更強大(da)的(de)影(ying)像設備，甚至可能(neng)(neng)開發出真(zhen)正意(yi)義(yi)上的(de)專(zhuan)業(ye)相機。
Y.M.Cinema 雜志認為，如果這項(xiang)技術被應用于未(wei)來(lai)的(de) 或 Apple Vision Pro 2，可(ke)能(neng)會(hui)帶來(lai)以下變革：
移(yi)動設備上(shang)的電影級(ji) HDR：用戶可(ke)以在智能(neng)手機上(shang)拍攝具有電影質感的 HDR 視頻。
實時無噪視頻拍攝(she)：在各種(zhong)光照條件(jian)下都(dou)能(neng)獲得(de)高(gao)質(zhi)量(liang)的視頻。
超(chao)薄設(she)備(bei)中的專(zhuan)業級成像(xiang)：在極(ji)薄的設(she)備(bei)中實(shi)現高達 20 檔動態范圍的專(zhuan)業級成像(xiang)。
盡(jin)管這(zhe)項(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)聽起來令人興(xing)奮，但專(zhuan)(zhuan)利(li)僅是專(zhuan)(zhuan)利(li)。蘋果過去(qu)曾注冊過許(xu)多未(wei)能(neng)實現的技(ji)術(shu)專(zhuan)(zhuan)利(li)，因此這(zhe)項(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)可(ke)能(neng)不會很快面世。
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