苹果最新专利:自主研发高动态范围感测器,性能全面超越专业相机
苹果最新专利透露,公司正积极研发一款全新影像感测器技术,动态范围最高可达20档,旨在未来的iPhone上引入全新感测器,预计其影像动态范围将接近人眼水平,提升拍摄细节和画面层次,甚至有望超越专业电影摄像机ARRI ALEXA 35,为移动影像带来革命性突破。
专利披露苹果自主研制的影像感测器规格已超越专业摄像机
20档动态范围与1,048,576高对比度
根据《Y.M.Cinema Magazine》报道,苹果提交了一份名为“高动态范围与低噪声堆叠像素影像感测器”的专利,详细描述了一种先进的感测器架构,结合堆叠式半导体、多层光线捕获以及晶片内降噪技术,能达到20档动态范围,能同时记录场景中的最亮与最暗细节,动态对比度高达1,048,576:1。
苹果具备高动态范围与低杂讯的堆叠像素感测器专利
尽管如此,新型感测器的表现仍与当前iPhone存在差距。根据CineD对iPhone 15 Pro Max(24mm镜头)的实测:
波形图显示:动态范围约11档,杂讯几乎不可见。
ISO 55:IMATEST测得约12档。
ISO 1200:提升至13.4档。
曝光宽容度(宽容度)为5档(+3/-2),远低于多数APS-C或全画幅相机,与Alexa Mini LF相差5档、与Alexa 35相差7档。
相比人眼的动态范围大约在20到30档之间,主要受瞳孔调节和光线调节时间影响。目前多数智能手机摄像头的动态范围仅在10到13档。若苹果技术正式落地,将不仅完全超越现有iPhone的成像表现,还可能超过部分专业电影机,如ARAI ALEXA 35,为移动影像带来全新高度。
双层堆叠设计与两项创新技术
苹果最新披露的影像感测器采用双层堆叠架构,上层“感测晶片”利用光电二极体和模拟电路捕获光线,下层“逻辑晶片”负责影像处理,包括曝光控制和降噪,且使用三电晶体(3T)像素架构,而非行业通用的四电晶体(4T)。
目前,iPhone仍由索尼供应感测器,尽管都采用双层结构,但苹果的自主版本在体积和性能上更具优势。同时,专利中提到两项关键技术:
LOFIC技术(横向溢流电容技术):每个像素根据场景亮度存储不同的光线信息,能在单一画面中同时保留高光与暗部细节,特别适应高反差场景,如逆光人像。
像素级实时降噪:每个像素配备独立的电流记忆电路,能够即时检测热噪声并加以抵消,这让降噪在晶片端完成,避免后期处理时画质受损。
业内人士评价,这些技术赋予每个像素“独立快门”的功能,提前完成图像清理,大幅减轻后期制作压力,彰显苹果的创新研发实力。
苹果自主影像感测器已进入实物测试阶段
尽管专利信息令人充满期待,但苹果过去多次申请未推向市场的技术也不少。有消息指出,这项感测器已完成实体开发,可能正用于iPhone的硬件测试,短期内实现商用的可能性极大。
若苹果成功采用自主研发的感测器,将能够全面掌控镜头成像处理技术,有助于其在处理器和通信芯片方面实现自主化,摆脱第三方供应链的限制,走向更高的技术自主路径。
外媒预测,未来搭载自研影像感测器的iPhone,或将带来以下三大拍摄优势:
电影级HDR影像能力
高感光度条件下的即时无杂讯拍摄
超薄机身中实现20档动态范围的专业画质
打破动态范围与噪点的限制
有望推动iPhone拍摄技术向专业级迈进,甚至影响微电影制作、HDR内容流和AR/VR显示的发展方向,带来设备微型化的革新潮流。
打造新一代专业级移动影像系统的秘密布局
随着苹果专利中20档动态范围感测器的曝光,一些观察人士指出,苹果可能正秘密布局一套融合散热系统和光圈技术的高端影像硬件体系,旨在将iPhone推向专业电影拍摄的新时代。未来,苹果或引入主动式散热方案和柔性光圈膜,打造兼具强大拍摄能力和优良散热性能的创新结构。
从这些发展趋势看,苹果不再单纯依赖软件算法优化,而是通过硬件创新实现专业影像性能,目标是在小巧机身中展现媲美电影器材的专业能力。融合自主感测器、热管理与光圈调节技术,未来iPhone有望满足影视制作专业人士的更高需求。
业内分析预测,苹果在即将推出的iPhone 17 Pro系列中会进行大规模的镜头模组调整,铺垫未来导入自主感测器与硬件系统的基础,预计在未来几年内,iPhone的拍摄能力将拉开与竞争对手的差距。