日本索尼公司最近宣布成功研发了一款新型图像传感器(CMOS),可以在 1080p 分辨率下每秒录制 1000 帧画面。
也就是说,用高帧率录制、低帧率播放的方法可以直接在手机上实现类似电影中慢动作特写镜头的效果,慢速倍率能达到 64 倍以上。
这款型号未定的 CMOS 传感器预计会首先用在索尼自家的 Xperia 手机上,其它厂商则会被延后。
从技术原理上看,索尼是在传统 CMOS 的感光层和电路层之间加入了一层 DRAM(动态随机存取存储器),容量为 128MB。
这种技术之前主要用在索尼 RX100 系列的卡片相机上,能够拍摄 40 倍慢动作视频。
拍摄照片或视频时,这款摄像头可以在 1/120 秒内记录下相当于 1930 万像素的静态画面信息,寄存在这层 DRAM 中。
与此同时,DRAM 会按照约定的速率将这些数据传送至手机的图像信号处理器(ISP),进行软件算法层面的处理。
这就相当于在 ISP 开始计算图像数据之前,加了一道临时缓存,大幅度提高了 CMOS 的数据读取速度,从而支持更高帧率的视频录制。
在 1920*1080 分辨率下,索尼的这颗传感器每秒最高可以记录 1000 帧画面,从而可以更清晰地拍下高速运动的物体,比如飞鸟的翅膀、旋转的螺旋桨等。
相比之下,传统的两层堆栈式传感器(比如索尼 IMX 318)由于没有 DRAM 作为缓存支持,一般只能录制帧率为 30fps 的视频。
影响慢动作视频帧率的另一个关键部件是封装在手机处理器中的 ISP。
受益于首款 64 位 A7 处理器,苹果从 2013 年的 iPhone 5S 开始支持高帧率慢动作视频拍摄。但 A7 的 ISP 性能仍然很有限,iPhone 5S 最高只能在 720p 分辨率下拍摄 120fps 的视频。
去年 9 月,搭载 A10 Fusion 处理器的 iPhone 7 和 iPhone 7 Plus 用上了苹果最新的 ISP,在 1080p 分辨率下每秒最多可以记录 120 帧画面信息。拍摄 720p 视频的帧率更高些,可以达到 240fps。
而在 Android 阵营,去年旗舰机中拍照最好的三星 S7 和 S7 edge 最高也只能在 720p 分辨率下每秒记录 240 帧,还时常会有掉帧情况出现。
现在索尼直接在硬件层面把手机摄像头帧率提升到 1000fps,再配合性能更强大的 ISP,未来几年里手机拍照会更好玩,手机厂商之间在拍照上的竞争也会更有意思一些。