7月2日,IT之家报道,苹果公司正在探索一项创新的图像传感器技术。这项技术预计能够达到20级的动态范围,这一性能不仅超过了ARRI ALEXA 35专业电影摄像机,而且与人类眼睛的平均动态范围相仿。
Y.M.Cinema Magazine揭露了一项苹果的专利,该专利名为“具备高动态范围及低噪声特性的像素堆叠图像传感器”。据此,苹果公司正计划研发一款新型传感器,其动态性能有望与现有专业电影摄像机相匹敌。该专利详尽地阐述了一种堆叠式传感器的设计,其具备高达20级的动态范围,这表明在单一画面内,传感器能够同时记录从最明亮到最暗淡的光线,对比度可达到1,048,576比1,并且不会遗漏任何细节。
IT之家报道,动态范围是评价相机光线捕捉能力的关键参数,通常以“档”来度量。每提升一档,光线亮度将增至原来的两倍,或者减半。比如,具有20档动态范围的相机,能够在同一场景中记录从最亮到最暗的光线,实现高达1,048,576:1的对比度,有效避免曝光过度或不足的问题。
相较之下,iPhone 16 Pro Max 的官方动态范围规格尚未对外披露。然而,根据 CineD 对 iPhone 15 Pro Max 24mm 相机的全面评估,该相机在 ISO 55 时的动态范围大约为 12 档,而在 ISO 1200 时的动态范围则达到了 13.4 档。人眼的瞬时动态范围大致介于10至14档之间,经过瞳孔与视网膜的调节,这一范围可以扩展至20至30档。
苹果这项专利中的传感器采用了两层结构设计:
这种堆叠式结构并非业界首创,索尼也曾运用过类似技术。然而,苹果在其专利中融入了两项独到的创新:
LOFIC技术,亦称横向溢流积分电容,它使得每个像素能够根据场景的亮度来存储三种不同的电荷水平,这一特性使得动态范围得到了显著拓宽。
每个像素都装备了电流记忆电路,这使得它们能够实时检测并消除热噪声,无需经过后续处理即可达到降噪效果。值得一提的是,苹果公司选择了三晶体管(3T)的像素结构,而非更复杂且更容易产生噪声的四晶体管(4T)结构。
苹果公司通过在芯片上叠加传感器,为每个像素配备了一个独立的快门装置,并在图像从芯片输出前进行了噪声消除处理。这一设计不仅增强了传感器的动态性能,而且大幅减少了图像中的噪声。
若该技术得以实现在产品中的应用,苹果不仅有望在智能手机市场超越对手,还可能在某些重要性能上胜过索尼、佳能或RED等专业的相机生产商。借助苹果的神经引擎以及硬件与软件的深度整合优势,未来苹果有潜力推出更为卓越的影像设备,甚至有可能研制出真正的专业级相机。
Y.M.Cinema 杂志指出,若该技术得以在未来的 iPhone 17 Pro 或 Apple Vision Pro 2 上得到应用,或许将引发以下几方面的变革:
这项技术虽然听起来极具吸引力,然而,专利本身并不等同于实际应用。苹果公司过往就曾注册过不少未能付诸实践的技术专利,所以,这项技术可能并不会迅速进入市场。