长期保持行业领先 看iPhone摄像头发展史

　　有一款手机，近年来一直被冠以“一流手机相机”的称号，使用它拍下的图片充斥着全球各大社交网络和照片分享网站，它就是iPhone。然而，与其他手机如诺基亚把摄像头像素堆到4100万像素不同，iPhone走了相反的路线，至今仍只是800万像素摄像头。那么，iPhone的摄像头为何能长期保持行业领先水平呢？我们一起看看iPhone摄像头的发展史。

iPhone摄像头发展史

·iPhone和iPhone 3G

　　背部摄像头：200万像素，1/4英寸传感器，ƒ2.8，固定焦距。

iPhone 和 iPhone 3G背面

　　最初iPhone和iPhone 3G的相机功能设计比较简单，只有单个摄像头，位于iPhone背面左上方，相机方案来自 Aptina，没有闪光灯、数码或光学变焦，更不支持自动对焦，同样不支持拍摄视频。不过因为苹果逐步开放更多的 API并推出SDK，软件功能上iPhone 3G可以通过第三方app实现其中一些功能，同时随着iOS系统的升级，iPhone 3G 也开始支持照片地理位置标签功能。

·iPhone 3GS

　　背部摄像头：320万像素，1/4英寸传感器，前照式传感器(FSI)，最大支持2048×1536像素照片拍摄，支持自动对焦、自动白平衡，支持VGA 480P视频录制。

iPhone 3GS外观展示

　　第三代产品iPhone 3GS硬件上改用了OmniVision相机方案，传感器像素相比前两代仅稍微提升，但成像质量却大幅提升，相机启动和拍照速度快了2倍。软件功能上加入了自动对焦、自动白平衡、自动微距功能（拍摄文字段落或者名片已很清晰），首次支持以30帧录制480P（640×480像素）视频，并且新的固件升级3GS增加了拍照/摄像的切换按钮，并开始支持5倍数码放大变焦，支持轻点触控对焦，支持视频编辑，录制好的视频短片支持在iPhone上裁剪选取想保留的部分，还可直接与好友分享或发送到网络上。

　　iPhone 3GS还是没有前置摄像头，不支持视频通话，也没有配备闪光灯补光，不过当时很多iPhone的周边配件开始兴起，有一些配件可以利用镜子反射的原理为其加入“前置摄像头”。

·iPhone 4

　　背部摄像头：500万像素iSight摄像头，ƒ2.8，1/3.2英寸传感器，背照式传感器（BSI），LED闪光灯，5倍数码变焦，最大支持2592×1936像素照片拍摄，支持每秒30帧的720p的高清视频录制。

　　前置摄像头：30万像素，支持VGA照片拍摄，支持480p视频拍摄 

iPhone 4外观展示

　　硬件上， iPhone 4将像素升到了500万，还是Omnivision的方案，并首次引入了背照式传感器（BSI）技术，让光线首先进入感光二极管从而增大感光水平，提升在微弱光线下的拍摄性能，镜头增加透光率，而且为辅助夜拍新加入的LED闪光灯，视频录制的时候闪光灯支持一直亮着。同时iPhone 4还添加了前置摄像头，30万像素 ，主要用于 FaceTime视频通话，也可拍照和录制视频。

　　软件基于全新的A4处理器上优化，启动和拍照处理速度再一次提升，几乎达到启动即准备拍摄，以及按下拍照按钮即完成拍照，成像质量再上升一个档次，像素的提升使得照片画质更细腻和清晰，尤其是低光环境下拍摄的照片。相机界面整体比较简单，不过因为加入了前置摄像头，左上角多出了一个旋转镜头的图标，而闪光灯也支持选择自动、开启和关闭三种模式。轻点触控屏幕对焦，一键分享等功能延续了下来，视频录制也开始支持触点对焦了。另外，苹果首次在iPhone上加入了HDR高动态范围图像新算法，减少图像捕获时间，无论是光线比较复杂的明暗度曝光，还是夜间拍摄的噪点都得到了很好控制。

　　从iPhone 4开始，iPhone开始被誉为傻瓜化但仍旧高素质表现的手机相机。

·iPhone 4S

　　背部摄像头：800万像素iSight摄像头，1/3.2英寸传感器，ƒ/2.4光圈，单个像素尺寸为1.4μm（微米）1.4，BSI背照式传感器 ，支持拍摄3264×2448像素的照片，支持以每秒30帧录制1080p高清视频，带LED闪光灯。

　　前置摄像头：30万像素，可拍VGA照片，录制480p短片

iPhone 4S拍照界面

　　iPhone 4S虽然只是常规性“s”的增量升级，但后置摄像头增加到了800万像素，改用索尼的Exmor-RS方案（IMX145 传感器），全新光学技术，镜头采用五片镜片的光学组合，更大的 ƒ/2.4光圈，整体的拍照性能比上一代提升了不少。软件上，通过iOS的升级加入了很多新的相机功能，包括面部检测和全景拍摄，以及全新的照片编辑功能，可以裁切、旋转、增强效果并去除红眼。录制视频支持一边录制视频一边拍照，支持将音量按钮（+）键作为快门按钮，并带来了更快速地双击 HOME 键直接从锁屏启动相机的拍照操作。为了实现更好的视频录制效果，支持利用三轴陀螺仪实现数码防抖技术，保持视频稳定，加入实时消噪。

　　需要注意的是，从iPhone 4S以来，苹果就开始自己设计ISP（影像处理器）用来处理白平衡和自动曝光。修正照片颜色，转换格式，调整色调等，因此得益于新硬件和iOS软件对拍照功能的优化和增强，当时很多评价称这是第一部拍照效果媲美一般卡片机的iPhone，而且iPhone也成为了多个图片和社交网站上最受欢迎的拍照设备。

·iPhone 5

　　背部摄像头：800万像素iSight摄像头，ƒ/2.4光圈，单个像素尺寸为1.4μm，BSI背照式传感器，拍摄照片最高分辨率达3264×2448像素，支持每秒30帧1080p的高清视频拍摄

　　iPhone 5前置摄像头：120万像素，1.75μ，背照式传感器，支持30fps录制720p视频

　iPhone 5镜头介绍

　　iPhone 5背部摄像头模块经过重新设计，相比iPhone 4S的摄像头小了25％，前置Facetime摄像头由30万像素提升至120万像素。后置镜头还是五片镜片的光学组合，光学性能有所提升，加了红外滤光镜，对比前几代没有那么容易拍摄得到明亮光源所产生的紫雾。重点在于，iPhone 5的镜头首次覆盖了蓝宝石玻璃镜头盖，薄度、透明度和硬度比普通光学玻璃更优秀，对iPhone 5的镜头提供所未有的顶级防护。

　　软件上继续优化了拍摄速度和成像质量，新的iOS上HDR色彩更饱满，动态拍摄的照片将比iPhone 4S的更清晰，自动白平衡更准确，拍照速度速度提高了40%，图片的降噪抑制处理也得到了优化，进光量方面明显优于iPhone 4S，低光下进光量进一步增大，夜拍性能提升明显。另外，相机新支持拍摄0至240度的全景照片，全景模式下可拍摄最高画质为2800万像素的照片。视频录制提升的防抖动功能，以及可识别多达10张面孔的视频面部检测，并采用新的压缩技术，1080P视频文件被压缩后比同等质量iPhone 4S视频文件小20%。另外，新的iOS与社交平台深度整合，增加了拍下照片分享的便利性。

·iPhone 5s 和 iPhone 5c

　　iPhone 5s背部摄像头：800万像素iSight摄像头，ƒ/2.4光圈，单个像素尺寸为1.5μm，BSI背照式传感器，最大支持3264×2448像素照片拍摄，支持每秒30帧1080p或高速每秒120帧720p的高清视频拍摄，双TrueTone LED补光灯。

　　iPhone 5c背部摄像头：800万像素iSight摄像头，ƒ/2.4光圈，1.4μm像素间距，BSI背照式传感器，支持每秒30 帧1080p的高清视频拍摄

　　iPhone 5c和5s前置摄像头 ：120万像素，1.9μ，背照式传感器，支持30fps录制720p视频

iPhone 5s镜头展示 

　　iPhone 5c背部摄像头采用完全与iPhone 5相同的相机模块，素质上并无太大差别。不过，全新的iPhone 5s虽然像素没变，但采用了索尼定制的IMX145系列的新感光原件，增加了感光元件的面积，比之前iPhone 5上的大了15%，每一个像素的尺寸扩大到1.5μm，光圈提升到更大ƒ/2.2，进光能力得到增强，令整体感光能力提高了33%。为了更好的夜拍，苹果对iPhone双True Tone LED补光灯，一个琥珀色，另一个白色，提供两种色调的光，目的是动态调节光线色彩和强度，平衡背景光线和前景光线，并可创造1000种不同的色温，在夜拍的时候提供众多补光模式，让低光环境下的带来更准确的光线颜色，使成像颜色更加自然和准确，而不是之前模仿光的颜色。

　　苹果更换了新的ISP图像处理器，因此软件上带来了与之前与众不同的功能，包括之前几代iPhone做不到的以120fps拍摄720p的Slow-Mo慢动作视频录制功能，能够自由拖动时间轴来确定慢动作开始和结束的时间点。同时，iPhone 5s增加了全尺寸的照片高速连拍功能，每秒10张，其ISP图像处理器支持每秒钟要处理8000万像素的图像信息，最高支持999张连拍。而且，iPhone 5s摄像头自动对焦测光矩阵增加到单反级的15个对焦区域，因此对焦的速度和精度提升明显两倍以上，自动曝光的错误更少，随意拍摄的画面也不会虚，甚至造就了5s在高速连拍的过程中，依然能够自动超快速低调节测光。

iPhone拍照界面

　　ISP图像处理器的改进还带来了动态色调映射，使得照片的颜色饱和度和噪点水平都得以改善，亮度、对比度和色彩调整更出色，即便不开启HDR，照片明暗区域的细节表现仍出奇的优秀。另外，5s相比5c拍摄的速度提升了 50%。新的iOS还对iPhone 5s的防抖功能进行了加强，提供四种照相模式：视频、照片、正方形和全景模式，加入更多的后期美化编辑，默认预置很多滤镜特效模板，之前系统上的快速相机打开方式做了修改，也就是在锁屏右下角提供快速上滑打开相机的图标，此方式沿用至今。

·iPhone 6和iPhone 6 Plus

　　背部摄像头：800万像素iSight摄像头，单个像素尺寸为1.5μm，ƒ/2.2光圈，TrueTone闪光灯，iPhone 6 Plus 还支持OIS光学防抖技术。

　　前置摄像头：120万像素，支持拍摄1280 x 960像素的照片 ，ƒ/2.2光圈

iPhone 6系列镜头模组

　　iPhone 6和iPhone 6 Plus摄像头仍为800万像素，但经过重新设计的传感器，带来了单反相机上耳熟能详的用于相位检测自动对焦的Focus Pixels技术，对焦速度相比iPhone 5s增加了两倍，支持连续自动对焦，拍照速度提升一倍，同时配合A8芯片能实现 240fps的慢动作录制和60fps1080P视频录制，全景拍摄增至更高的4300万像素。前置摄像头也更换了全新的感光元件和更大的ƒ/2.2光圈，捕捉光量提升了 80%。

　　iPhone 6 Plus是首款加入IOS光学防抖技术的iPhone，光学防抖会让整个摄像头模组处于悬浮状态，以补偿拍摄时产生的晃动，并可大幅提升弱光及夜间拍摄的表现，使iPhone 6 Plus的低光场景和运动状态下拍摄能力更好。随着苹果对ISP的进一步优化和iOS软件升级，相机里又新增了一个与慢动作相反的Time-Lapse延时摄影功能，整体拍摄性能均比上一代有所提升。

　　iPhone 6 Plus被一致认为是当今所相机性能最好的手机之一，但首次凸起的摄像头令很多粉丝难以接受。

·未来的 iPhone 呢？

　　下一款iPhone不出意外可能会在9月上旬登场，目前很多泄露均表明，今年的新iPhone（应该叫 iPhone 6s）或许会配备1200万像素后置摄像头，并支持4K视频录制以及每秒帧数更高的慢动作视频录制，前置摄像头则提升到500 万像素。如此来看，连续保持800万像素多年的iPhone摄像头，在今年似乎会迎来最大的突破，至于与现役的iPhone 摄像头相比，苹果具体会进行哪些更新还是未知数，包括是否真上1200万像素的传感器也无法确定。

　　另外，还有消息认为，不参与其他手机制造商的像素和传感器尺寸大战的苹果，未来的某一代iPhone苹果将寻有史以来最大的一次飞跃，那就是为iPhone配备双摄像头。据称新的双摄像头方案将让iPhone在某种程度上拥有媲美单反相机品质的拍照性能。

iPhone双摄像头方案

　　其实为手机配备双摄像头已经不是一个新的理念，市面上已经有部分厂商有成品机型，主要从进光量、景深以及成像速度方面做文章，以区别于其他双摄像头机型。苹果自己也有不少双摄像头解决方案的专利，而且至今已经花了三年时间来测试双摄像头的iPhone，相信苹果打造一款配备多镜头的iPhone也只是时间问题，但是否将一款iPhone 的相机打造出媲美单反相机的性能就不得而知了。

·小结

　　从历代iPhone摄像的进化史来看， 其传感器尺寸和像素上并没有大幅度更新，近三代单个像素尺寸都是1.4μm 或1.5μm，传感器尺寸也是几乎接近于1/3， 无论是传感器尺寸还是像素规格远比不上Lumia 1020，就算是单个像素尺寸也比不上达到2.0μm的HTC One，只有光圈增大到了ƒ/2.2。但是我们可以看到，iPhone的摄像头一直朝质量和性能升级的方向走，把硬件和软件的优势都发挥出最高水平，所以我们看到了iPhone在不追求像素的情况下依旧拥有挑战所谓拍照机皇的竞争实力。不过，此时很多人还是会问，为何苹果一直在像素方面如此保守呢？

　　一个众所周知的事实，大量专业拍摄设备的像素数量还停留在2000万以下，甚至1000万以下，苹果对iPhone摄像头的做法与之类似。苹果在专业图像处理领域有不少技术积累，包括在图像和视频的算法处理方案，其一直不愿公开的ISP图像处理器性能在业界数一数二。每一次升级，苹果优先考虑的都是传感器体积、重量和功耗之间的关系，还包括传感器的感光面积，以及如何设计才能让新机同样保持一贯轻薄的机身设计，只是比较遗憾的是如此轻薄的 iPhone 6还是没能避免镜头边缘凸起。

　　其实你只要观察市面上各个拍照旗舰机型，不难发现单个像素尺寸比800万像素版本小的不少，更多的像素带来的效果反而减少，甚至是反效果。按照苹果制造一款产品然后逐步完善直到最好的理念，那么为何不继续使用体积、功耗低，既稳定性能又好的800万像素呢？相信你也看到了，每一年新iPhone的推出拍照性能都能超越前面几代和众多旗舰，就像今天最好的手机相机可能不是iPhone 6 Plus，但在该领域中能强于它的也是寥寥无几。

不同时间段的iPhone样片

　　总之，虽然智能手机的传感器像素不断增加，但传感器尺寸仍非常难于与现有的单反相机匹配，专业数码单反相机的传感器尺寸已经说明了一切，所以要想手机通过像素的增加创造匹敌单反的性能并不太现实。我们可以换个思路来看，如今去评判智能手机的相机成像如何优秀大多不都是主观意见吗？而且现在消费者购买一款机子，关注点已经不再侧重于摄像头、处理器的参数，而是手机是否能够提供全新的、前所未有的操作体验，如何让iPhone的拍照方面的体验增强，包括更好画质和续航，我们相信苹果考虑的也离不开这一点。

扩展阅读：

 1、Flir One：手机热成像镜头究竟能干什么？
 2、Peter Lik携三星GalaxyS6 edge+登陆中国
 3、1300万像素RGBW传感器 华为P8max成像测试
 4、9月18日中国上市 粉色iPhone 6s样机曝光
 5、可以兼作环形灯 沃尔特iPhone 6电池盒