近日,小米林斌发了一条科普全面屏形态下前置摄像头解决方案的微博,内容显示林斌认为目前行业中比较主流的前置摄像头方案分别是机械运动类、屏幕内挖孔和水滴/刘海三大类。
我来试试:谈谈全面屏形态下前置摄像头解决方案。
很多米粉都想知道小米9为什么用水滴屏,我给大家解释一下,也顺便简单介绍一下目前行业中几种前置摄像头的方案。
概括一下:目前行业中比较主流的前置摄像头方案分别是机械运动类、屏幕内挖孔和水滴/刘海三大类。
弹出和滑盖,我们内部把它归为运动类,因为无论是弹出相机,还是滑出相机,相机功能都是通过运动形式实现的。电动弹出的基本原理是通过步进马达提供动力,通过传动机构推动整个相机模组升降。滑盖则是手动推动滑轨实现滑动,传统的方案多为弹簧滑轨,但是缺陷在于弹簧寿命有限;小米MIX 3则是创新性地采用磁动力滑轨,通过钕铁硼永磁铁提供磁力,滑动手感更清脆,使用寿命更长。
屏幕挖孔,在屏下相机未完全成熟前,屏幕挖孔可以作为追求极致全面屏的一种新的过渡方案。屏幕挖孔技术目前分为通孔和盲孔两个方向,目前主要是在LCD上,OLED做的比较少。盲孔方案在LCD屏幕最下层的背光层上挖孔,外部光线通过Cover Glass、OCA、Color Filter、液晶和TFT层最终到达摄像头。通孔方案则直接将Cover Glass之下的部分全部打穿,直接将摄像头直接放置在玻璃盖板之下。
刘海屏基本原理是切割屏幕,放入camera,从而减少上边框,提升屏占比。水滴屏算是刘海屏进化的一种,减少对屏幕的切割,放入小体积的camera。
优缺点分析:弹出和滑盖方案:优点是能够做到极致全面屏,电动马达的机械方案有一定的科技感,缺点是这两种机械结构会增加整机厚度、占用机身内部堆叠空间,还有一点就是电动马达的噪声部分用户不太喜欢。这个我觉得大家会比较容易理解就不展开讲了。
水滴/刘海:相对于其他几种方案,刘海屏尤其是大刘海能为相机模组提供较大的空间,camera可以有更丰富的组合,实现比较复杂的功能,如iPhone的3D结构光,实现这个功能的代价就是大的刘海面积,也是大家吐槽比较多的影响美观度。水滴是刘海的一种演进,尽量减少开孔对美观的影响,确保前置Cam居中,视觉对称。
屏幕挖孔:具体原理参见图1和2,盲孔屏和通孔屏的主要区别是对LCD屏幕的打穿程度,盲孔只打穿背光层,因为不破坏液晶层,开孔周边的屏幕保护border可以做的比较窄,通常0.5-0.6mm,穿孔则是把整个LCD屏幕打穿,屏幕border需要做到1.0mm左右,所以大家看到Nova4的孔比三星A8S的孔视觉要窄。
盲孔的主要优点便是屏幕黑边小,视觉相对更美观,是一种新的形态;缺点有几个:
1、因为OCA、Color Filter、液晶和TFT层都没有挖穿,对透光率有一定影响,继而会影响前置的成像效果;
2、因为屏幕是个很精密的器件,盲孔相当于要把Cam顶在屏幕下方,对误差和结构可靠性的要求很高;
3、LCD盲孔屏摄像头方向,去年我们的显示专家分析由于屏幕边上的遮光胶受屏幕铁框热胀冷缩等原因影响后,屏幕cell产生应力,可能会导致液晶在盲孔周围分布不均匀,会产生局部发huang的问题,这个问题随着时间推移可能会更明显。所以,我们内部专家反对在这个阶段上挖孔屏产品,还需要继续研究解决方案。
通孔结构可靠性会相对较好也不会影响前置拍照效果,但缺点也显而易见,开孔区较大。算黑边+孔径目前市面上做到的盲孔大约在4.5mm左右(3.5mm孔径+左右各0.5mm border),穿孔大约在5.5mm左右(3.5mm孔径+左右各1mm border)。
小米9在立项之初考虑过所有的前置相机解决方案,也横向对比过所有方案的优势与不足。我们认为水滴屏是目前技术条件下,综合表现比较好(无明显不足)且用户体验相对舒适自然的解决方案,相信“爱科普”的友商会很认同,因为马上要上市的友商旗舰系列据说也是水滴屏。
运动式的弹出/滑盖有很多用户喜欢,我们也在做预研,希望未来能给用户更多选择。屏幕挖孔是一种非常创新的解决方案,主流屏厂都在推广这个技术,小米也很早在研究,我们认为在当下这个时间点,除去用户体验的风险,最主要孔还是太大了,不够美观!小米去年立了项,也装了整机出来,最后我们觉得效果还是不太理想决定砍掉了,大家想看的话我可以找个样机出来。。。我们认为在孔径足够小(含黑边3mm以内)的情况下才会比较美观能接受,再加上UI交互的深度定制,屏幕挖孔方案才能提供更好的用户体验,未来有进展会给大家呈现。
以上,感谢阅读。
正如林斌所讲,外界都想知道这种原来只用在千元机上的水滴屏什么会配置在小米9这种高端旗舰机上,与配有3D结构光的小米8相比,有着明显退步的嫌疑。
仅管去年发布的小米8几乎复刻了苹果iPhone X,但由于在各大元器件的生态应用开发上,为行业留下了足够的想象空间,还是在行业里得到了旗舰机的认可,至少大家认为,能通过苹果的硬件开发出来的应用软件,一般也可以移植到小米8上。
然而小米9在3D结构光上的缺失,却让市场对小米9的表现有着较深的疑虑,至少在与3D结构光相关的市场应用生态上,小米9将毫无建树。
苹果iPhone手机一直是定义智能手机配置的主导者,不管是材料材质,还是产品应用技术,都是智能手机行业参照的对象。而苹果手机的核心竞争力除了IOS封闭软件系统外,主要就是显示触控、传感器应用上。其中显示触控模组和摄像头模组的功能设计与应用开发,几乎主宰了太多数苹果应用软件开发者的技术演变与实现过程。
只是苹果推动的3D结构光模组,会不会因为应用软件生态开发不足,从而不被行业重视,走向苹果原来应用在智能手机上的3D TOUCH功能和电容式指纹识别功能一样,最后被苹果放弃的命运,目前看来还很难有确切的定论。
不过,在苹果推出3D结构光模组一年多以后,安卓阵营里搭截该功能的智能手机少得可怜,能够用上3D结构光产品的AR\VR虚拟显示应用,或者其它软件应用产品,也极少有人开发出来,3D结构光目前在安卓阵营里,成了一个十分边缘的功能。
即便是苹果的应用商店里,要找到支持3D结构光功能的软件或程序,也都十分困难。
3D结构光对全面屏形态最大的破坏,就是需要一个较大的“刘海”区域来放置3D结构光摄像头模组。因此,当iPhone x引领了全面屏市场后,类似3D结构光的前置摄像头模组技术开发成果也在安卓阵营旗舰机里慢慢普及,大家手机外观设计了也让全面屏刘海化,即便只是多了一颗能够自拍摄像头产品的中低价手机。
事实上3D结构光的成本十分昂贵,苹果采用的产品成本仍高于人民币500元,即便是国产的3D结构光模组成本,也在人民币150元以上。而与之相对,安卓阵营里为了获得全面屏设计采用的后置电容式指纹识别模组成本不到30元人民币,屏下光学指纹识别模组成本也在100元人民币以下。
实际上,3D结构光技术应用,除了可以衍生出其它3D立体空间技术应用开发的想象空间外,其在生物识别上的功能部分,基本上都能用指纹识别技术来替代。只是苹果的3D结构光技术应用成熟度很高,而安卓阵营则相对弱一些。
为了比拼全面屏的屏占比,安卓阵营采用缩小刘海面积+指纹识别技术结合,获得比苹果手机更好的全面屏外观视觉效果,这条路到底会不会造成安卓阵营与苹果的差距越来越远,目前还很难看出一个什么结果来。不过少了就不少了,还是会让人觉得在硬件配置层面上,没有苹果手机那么诚意。
为了提高全面屏的屏占比,以深天马为代表的面板厂商还开发了挖孔屏产品,这种产品差不多把全面屏的屏占比推到了行业极致水平。林斌也表示,屏幕挖孔是一种非常创新的解决方案……我们认为在孔径足够小(含黑边3mm以内)的情况下才会比较美观能接受,再加上UI交互的深度定制,屏幕挖孔方案才能提供更好的用户体验。
当然,挖孔屏手机仍然不能兼容3D结构光技术,除非再加一个运动式3D结构光模组进来,然而那样一来,手机在功能上又出现了硬件重复堆砌的尴尬局面。