手機配備高速攝影機(slow-motion camera)對硬體的哪方面有高要求,能帶來怎樣的觀感?

via The next iPhone』s cool-factor: a slow-motion camera?


iPhone 5S發布會後補充:iPhone 5S的主相機模塊應該是SONY IMX134,2012年8月發布的產品,基本參數一致。(之前寫了是IMX135,後經提醒,應該是IMX134)

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謝邀。

slow-motion指的是拍攝時加快攝影頻率(FPS),回放時按照正常頻率的攝影手法,例如用48fps拍攝,回放時用24fps,那麼所有的動作都慢了一倍。slow-motion在中文翻譯成慢鏡頭、慢動作,實際上是超高速攝影。

觀感上其實很容易理解,就是可以非常清晰地觀看一些肉眼追不到的動作細節,例如子彈射穿蘋果的瞬間、陶瓷落地破碎的瞬間。這有助於獲取一些平素容易遺留的細節,另外也能更精確地保存某些畫面,像小孩在鞦韆的最高點這樣的畫面。

回到對硬體的需求,有以下幾個:

1、特製的CMOS感光器件。這技術目前主要是SONY拿出來民用,最早是給casio的EX-F1的600萬CMOS,極限1200FPS。不過這種技術都是要縮小成像尺寸,300fps的時候已經只有512*384的解析度。目前casio系的相機及其他使用SONY CMOS的家用DC大多有超高速連拍功能,同樣是高速連拍時會縮小解析度。

5S要帶這功能,很有可能只能找SONY了。現在盛傳也確實是SONY提供攝像頭組件。

2、高速的CPU或圖像處理晶元。這個很容易理解,不說了。

3、機內帶寬、內存。因為會有非常多的數據,帶寬、機身內存要足夠才行,不然會出現卡頓及掉幀的,這是降低解析度的原因之一。

4、機身快閃記憶體。因為iPhone不支持快閃記憶體擴充,機身快閃記憶體不夠空間的話,高速連拍也只是擺設。

假如SLOW-MOTION真的帶入相機里,可以遇見攝像分享類APP會有進一步的發展,現在做GIF的也要馬上升級伺服器了。

用慢10倍的速度去感受世界,那種體驗真的非常COOL。


高速攝影(slow-motion),即在同樣的時間內拍攝更多的畫面(更高的幀率)。

每一個視頻都有兩個簡單的指標來衡量,一個是解析度;另外一個是幀率(fps)。

而感光元器件成像的原理是感測器的曝光。如果感測器的面積越大,那麼單位之間內獲得的光線會越多,單個像素獲得的光線也會越多。如果在昏暗的環境下面,八百萬像素的相機輸出四百萬像素的圖像會獲得更好的品質。

所以,可以寬泛地說,在感測器面積一定的情況下,視頻(就是一張張靜態拍攝畫面的連續)的幀率和解析度是兩個制衡的參數。想要更高的幀率(fps),那麼想保證畫質,輸出的解析度就要調低。

現在,大多智能手機都以 HD (1080p) 攝影為賣點,即輸出解析度更大的視頻。所以幾乎所有的智能手機都最多只能拍攝 30fps 的視頻。

那為什麼廠商不以高 fps 作為賣點呢?這是因為,24fps 的視頻,30fps 的視頻,60fps 的視頻,以正常速率播放起來並沒有太大的差別,一般人也不能注意到之間的差別。而且,關鍵是 60fps 的視頻以 24fps 速率播放並沒有帶來太好太明顯的觀感,所以對廠商而言,這樣做是不值得的,而且在播放器裡面增加一個慢速播放也是麻煩的事情。

上一段說了,不同幀率的視頻以正常速率播放其實人眼並不會有特別不同的觀感(當然它要大於 24fps)。所以高速攝影機的作用是,拍攝高 fps 的視頻,然後慢速播放。譬如說 MIT Media Lab 的研究員製作了一個攝影機,每秒鐘可以拍攝一萬億個畫面,即 1Tfps,也就是 1000000000000fps。這樣的告訴攝影機,甚至可以讓我們可以看到光的運動:

Visualizing video at the speed of light — one trillion frames per second - YouTube ? http://www.youtube.com/watch?v=EtsXgODHMWkfeature=player_embedded

所以,如果幀率太低,並沒有太大的慢速播放誘惑。但,如果是 120fps 的視頻以 24fps 播放,那麼就是 1/5 速率。就非常不一樣了。所以我猜測下一代 iPhone 或許能夠拍攝 720p 120fps 的視頻。至於效果,可以參考下面這個:

GoPro HERO3 Black Edition 120fps 720p Skatepark Test - Chico, CA - YouTube ? http://www.youtube.com/watch?v=niZCkITgQ9o

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1. iPhone 4S 可以拍攝 1080p 30fps 的視頻
2. iPhone 5 可以拍攝 1080p 30fps 的視頻
3. 安裝 SloPro 後可以拍攝 730p 60fps 的視頻


剛好做過一段時間camera。

很多人都提到,高速攝像其實是提高幀率(fps),一般是15fps - 30fps之間。這個是入門要求,再結合解析度,比如現在流行的1280×720(HD Video),假設是rgb 32bit的數據。簡單的算術可以算算,1280*720*30*4=88,819,200, 什麼意思,這個是說一秒鐘camera要產生超過88M的數據。對於手持設備,這是一個巨量的數據,對內存帶寬,數據處理能都是極大的挑戰。光每秒把88M的數據搬來搬去都是一個很大的挑戰,更何況其中還有一些圖形處理,所以對image dsp也提出了更高的要求。

最後88M的數據還要編碼,壓縮成我們常見的mp4格式,用的AVC壓縮,AVC演算法對cpu的運算開銷非常大,對於arm晶元也是不小的挑戰。

這還只是camera的輸出哦。camera輸出還要分兩路,一路給codec就是編碼,一路給display,就是我們的預覽畫面。數據量陡然翻倍有沒有。

假設以上這些難關你都闖過來,是不是就大功告吉了呢,No,No,你才剛上路呢。此時你會發現,整個video耗電非常嚴重,我們是手持設備電池供電,功耗太高完全沒法接受。好吧,優化各流程演算法吧,優化數據結構吧,選用更先進,更節能的dsp吧。。。

這就是一個支持高清的camera的video設計的技術難點。什麼,你要高速攝像把fps提高到100.。。。

親們,你們以為的一個小小的功能(亮點都算不上)其中凝聚了多少軟硬體工程師的心血,涉及多少前沿技術,你們知道嗎?什麼!!這樣的手機你只願意出899塊?!!


我有一台htc one x,它就內置了慢鏡頭攝影功能,說說自己的使用感受:

  1. 所謂慢鏡頭只有4倍速,想錄那種高科技場面比如液滴入水、杯子破碎、子彈射穿蘋果之類的肯定沒戲了,拿去學校運動會上錄個衝線瞬間或者球場上錄上籃全程還是不錯的;
  2. 應該是硬體瓶頸的原因,原本的錄像解析度最高能到1080P,但在慢鏡頭下還不到480P,不僅清晰度降低,而且亮度、白平衡、防抖效果這些也不如正常錄像;
  3. one x內置了專門的圖形處理晶元,確實在連拍和慢鏡頭上感覺到了效果,但還是與預期有差距。

雖然沒用過,但據說三星S4也有4倍慢拍,htc自家的one也一樣,別的旗艦有沒有就不清楚了。

所以蘋果想玩慢鏡頭,至少得做到下面這幾點:

  1. 速度:4X肯定不夠,卡西歐前幾年出過一款10X慢速攝影的相機,那個還算勉強有點意思;
  2. 體驗:防抖、解析度、碼率、白平衡,這幾點希望能和普通視頻達到同一檔次的效果,就算不如5,至少不能比4的視頻還差吧,解析度至少720P,不能再低了;
  3. 硬體:想完成以上兩點,對鏡頭、處理器、內存、快閃記憶體都是個嚴格的考驗。是否會專門為視頻準備單獨的圖形晶元?我覺得未必,那就希望A6X能達標吧。

另外,手機和相機慢拍確實挺好玩,但不要和網上看過的慢鏡頭牛X視頻相比,那都是專業級的百萬倍速攝像機……

附一個我剛拍的逗喵錄像(豎拍怎麼顯得這麼窄啊……)
視頻封面HTC ONE XL 慢鏡頭拍喵視頻


主要的硬體限制在於感光器件。
手機甚至相機的感測器都因為體積問題,不能做成大面積感光。強行提高幀率之後,畫面會暗得完全不可用。而採用特種的感光器,成本大增之餘,對於日常的使用又好處不大。
高速攝影的數據量肯定也是大增的,不過這方面加入一個DSP也比較好解決。依然歸結為一個成本問題。


其實你們說手機,我不該進來,可能現在最親民的高速攝影就只能用GOPRO了,手機2年內估計沒戲。我在莫斯科用GOPRO HERO 3拍的。120幀的 720解析度,然後用光流演算法計算過,還可以拍240幀。獻上我的小片
http://v.youku.com/v_show/id_XNTQ5NTcxMDky.html


貢獻一個觀感吧。這是一個四年前的視頻,用卡西歐的 ex-f1 (300fps)拍成。

New York by Vicente Sahuc:https://vimeo.com/2910103


首先得要個大光圈的攝像頭鏡頭。其實,我懷疑是軟體模擬的。用過edius或者pr的朋友肯定試過。


謝邀請,手機拍攝並不知要求高像素,對於用戶來說,軟體和硬體的配合才是最重要的,而高速攝像,目前app store有一些軟體可以實現,但處理後的畫質都經過壓縮。
而普通用戶不會對配備高速攝影作太大的要求,所以要推廣還不是很現實。


吶……這種便宜的高速相機/攝影機的前提是要用背照式結構的CCD 提高感光度 否則的話你快速攝影出來會非常非常暗……

圖像處理上來說的話iphone夠快了。


米2有個高速攝像,3X,我試了下,720P最高,錄製估計是100幀的,播放是32幀左右,如果用軟體把播放幀速改成24,差不多和HTC ONE一樣了,還是720P的,看來小米硬體也沒有白堆


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