王文越
国货当自强!我被国产手机这些技术创新惊艳到了
来源:许汝平     发布时间: 2019-07-16      浏览次数:350

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技术创新,从来都是推动智能手机产业向前发展的原动力。这个市场是属于技术的,也是属于商业的,但归根结底还是属于技术的,经历了天花乱坠的营销、波云诡谲的市场局势,到今天还滋润活着的,必然有着深厚的技术研发功底。可喜在于,中国智能手机在这波滔滔浪潮中有着抢眼的表现。

根据市场调研机构Counterpoint的研究调研,2018年第一季度全球智能手机出货量排行统计中,排名前十名的智能手机品牌,来自中国的占了6席,来自同一调研机构对2017年全年出货量统计的数据,排名前十的手机品牌中中国同样也占据了6席。

出货量的整体强势只是一方面,从去年开始,相信很多用户能够看到,国产手机在技术研发方面还是拥有不俗的实力的,包括屏下指纹识别、在全面屏上的激进创新、三摄像头技术等等。事实上,中国智能手机从发迹开始,在技术创新方面也的确取得过很多成果,甚至有些引领了行业的发展。今天我们不妨回顾、统计一下国产手机在智能手机技术创新方面有过哪些惊艳。

一、荣耀双摄像头/华为三摄像头

1、荣耀6Plus的双摄

拍照是智能手机厂商们一个恒久的技术攻关点,如今的智能手机,双摄像头成已经普及。但在2011年之前,还没有双摄手机。2011年,LG推出过行业里第一款搭载双摄像头的手机LG P925,后续HTC也拿出了多款拥有双摄像头的手机,两位兄弟都将双摄的功能引向3D拍摄,但结果证明,3D拍照并不是消费者的需求痛点,他们也没能引领双摄像头的行业风潮。

第一个真正将双摄像头用对地方的是荣耀。2014年12月,荣耀推出了搭载当时被称为仿生双摄像头的荣耀6Plus手机。当时的双摄为两颗800万像素的摄像头,并搭配独创的3IE算法引擎,通过三角测距原理,两颗摄像头能记录70mm到无穷远的景深信息,模拟F0.95到F16的光圈拍摄,令照片拥有类似单反的背景虚化效果。拍摄的照片可以储存为EDoF(扩展景深技术)格式,支持后期调节光圈效果。

这项如今看来非常普及的功能,在当时还是拥有开创性的,且有一定的技术难度。双摄像头工作最大的难点在于绝对的同一平面(误差极小),从而保证影像捕捉同步。为此荣耀在相机模组中采用了高强度锌合金框架,配合93道工序,最终令两颗镜头的角度精度控制在0.3度以内,距离精读控制在0.5毫米以内。

荣耀6Plus的双摄像头功能并没有在手机行业里掀起立竿见影的影响,直到2016年前后,其他手机厂商的加入,带有大光圈背景虚化效果的双摄像头才成为潮流。但这背后,荣耀作出的引领作用是不可忽视的。

2、华为P20 Pro的三摄

谈到摄像头数量,这里也不得不提到华为今年推出的P20 Pro手机,这款手机在当前流行的双摄方案基础上又增加了一颗摄像头,形成三摄像头。当然,手机摄像头并非越多越好,三摄能否成为行业潮流也不好说。但对于P20 Pro,其最为外界认可的其实还是基础的成像素质。

P20 Pro发布之初便以拍照素质获得很多嘉誉。它采用与徕卡合作的三镜头方案,包括一枚4000万像素、f/1.8光圈的彩色摄像头、一枚2000万像素、f/1.6黑白摄像头和一枚800万像素、f/2.4长焦摄像头。

同时,华为P20 Pro还搭载了徕卡VARIO-SUMMILUX-H 1:1.6-2.4/27-80 ASPH光学变焦镜头系统,辅以华为P20 Pro的三摄变焦技术,最高可支持5倍混合变焦。

P20 Pro主摄像头采用4000万像素、1/1.7英寸的感光面积的传感器,相同像素下,传感器面积越大,成像画质越出色。目前智能手机中P20 Pro的这枚传感器面积是最大的,第二名P20为1/2.3英寸,下面就是三星S9+的1/2.55英寸。

▲索尼官网介绍的Quad Bayer技术

同时,这颗CMOS还有一个特别的技术,就是四像素合一,将4个像素合并为1个像素来输出。传统CMOS采用的是拜耳矩阵RGBG像素排列,四像素合一是将四个同色像素排列在一起形成一个大像素,大像素和大像素之间遵循拜耳矩阵排列。

不同厂商针对四像素合一技术有不同的处理方案,华为的做法是集合读取,将四个同色像素组成的大像素作为一个像素来进行解马赛克计算,所以P20 Pro主摄像头实际输出1000万像素。这么做相较于常规拜耳过滤器的4000w像素传感器会有更少的细节,但是能够获得更高的感光,提升照片的纯净度。

同时,P20 Pro的同色像素还可以进行不同长度的曝光,然后将曝光相同的像素读取,叠加成为HDR图像。

二、小米MIX的全面屏1.0和OPPO Find X的真·全面屏

1、小米MIX的初代全面屏

现在回顾起来,智能手机“全面屏”潮流两次重要的技术跃进,都是由国产手机推动。其一是小米MIX将“全面屏”概念第一次抛上历史舞台,其二是OPPO Find X将全面屏做到最接近100%。

尽管在小米MIX发布之前,类似的“全面屏”已经在夏普多款手机上采用,但不可否认,小米MIX在此基础上做了多项创新,令“全面屏”更为惊艳,并将这一概念成功打响。

小米MIX的屏占比为91.2%,这在2016年是破天荒的。为了实现这一屏占比,小米MIX正面只保留了窄下巴和前置摄像头,听筒采用陶瓷声学系统取代,具体就是“悬臂压电陶瓷导声”技术,通过DAC传递点信号给压电陶瓷,压电陶瓷将电信号转化为机械能,通过微震方式与手机框架共振,从而发声。

同时,小米MIX也使用超声波距离感应器取代了传统的红外线感应器,它内置了一个超声波发射器,利用超声波的特性,发射40khz驱动信号,通过手机内部通道导到手机前置面板上,再经过玻璃和手机顶部陶瓷边框之间的狭窄缝隙传播出来。

就这样,小米MIX实现了初代全面屏91.2%的屏占比,如果你经历过那次发布会,相信还记得当时的惊艳感。

2、OPPO Find X的真·全面屏

这是全面屏潮流的起步,从那以后,如何将手机正面屏占比做到100%成为厂商们的共同课题。这个问题的解决终于在今年有了突破性进展:OPPO Find X将屏占比做到了93.8%,数字的增长虽然不大,但是看到手机正面没有多余遮挡的曲面全景屏时相信大部分用户能够理解这个创新背后的价值。

想要做到100%全面屏必须解决摄像头、传感器等部件怎样安放的问题。OPPO Find X和早其数天发布的vivo NEX都采用了升降式的解决方案,两者都将前置摄像头放到了单独的升降模块中,OPPO Find X为此特别研发了双轨潜望结构,为此解决方案增加了一层酷炫的外衣。

双轨潜望结构看似只是一个会升会降的模块,在寸土寸金的智能手机空间里塞进去这样一个模块,实则需要在多方面做出技术创新。

首先是元器件的堆叠,双轨潜望结构令堆叠面积压缩11.2%,如何将原来的元器件完美摆上去,需要一些创新的方法。

OPPO的选择是改变元器件布局,将主板下移,屏幕支架掏空拓展电池布局,采用小体积的元器件单元以及双面SIM卡托等,这些堆叠的改变需要反复验证、设计、打样等。

其次是天线。OPPO Find X的屏占比达到了93.8%,这样的屏占比加上双轨潜望结构,挤压了手机天线的空间,会造成手机天线净空小、辐射效率低,天线全向性变差等问题,加上听筒、光线感应器等元器件进入天线净空区,造成天线环境恶劣等。

为此,OPPO设计出了新一代全面屏形态的八天线双核智能切换方案。这种解决方案利用滑动式天线系统保证滑入/滑出两种状态下的OTA性能;利用分布式天线设计实现了小净空下性能的提升;同时,4*4MIMO、4RX与WiFi双频2*2MIMO设计的引入,令手机下载速度提升一倍,LTE中高频头手TIS提升4dB以上,WiFi TIS提升1-2dB,在复杂网络环境下,也经历了严格的测试。这些技术在此之前可谓无人区,很具有探索意义。

传感器方面,OPPO Find X采用TP感应+屏下红外传感器的方案来取代传统的距离传感器,TP感应是利用屏幕触摸的机制来判断人耳在通话的时候是否有接触到屏幕,当人耳贴到屏幕上时屏幕熄灭,当人耳离开屏幕时屏幕点亮。不过只有TP感应还不完美,人耳离开屏幕,从息屏到亮屏的过程中会出现一次闪屏,所以OPPO在屏幕下封装了一颗红外传感器,在息屏时红外信号可以几乎不受像素干扰的穿过屏幕来检测人耳和屏幕的距离,从而让这个解决方案切实可行。

三、努比亚视觉无边框显示

全面屏虽然惊艳,但在其四周仍然有一圈黑色边框,这就不禁让人想到努比亚的视觉无边框技术,它是努比亚的招牌之一,也是国产手机技术创新的经典案例。

首先,努比亚的视觉无边框并非真正的无边框。对于液晶屏幕而言,液态晶体需要四周的胶框对其进行限制,同时液晶屏的背光结构也需要四周的黑色BM(Black Matrix)区对屏幕漏光进行限制,即使是自发光的OLED屏幕也需要电路对像素点进行控制,周边的驱动电路需要利用屏幕边框的空间收纳,所以,正常来讲,没有边框的屏幕时不存在的(夏普“自由形态显示技术”可以直接将驱动电路分散在各个像素中,大幅压缩边框宽度,能够让我们看到无边框的希望)。

努比亚的解决思路是借助光的折射将屏幕边框巧妙隐藏。他们使用一层2.5D外层保护玻璃直接覆盖到屏幕边缘的BM区,在利用玻璃边缘独特的切割来折射光线,巧妙避开屏幕黑边,从而达到视觉无边框效果。

这项技术能够带来的视觉无边框效果即便放在今天全面屏普及的环境下也不落下乘,当然,相信包括IT之家小编在内的更多消费者期待的是无边框技术和真全面屏技术的结合。

四、努比亚全球首款全网通手机

全网通已经成为很多消费者购买手机必备的筛选条件,但你可能不知道的是,全球首部全网通手机来自努比亚的nubia Z5 mini,可以说,这也是一项伟大的技术创新。

全网通技术攻坚之初,存在两个难题,其一是当时的全模手机芯片供应商只有高通骁龙比较理想,可选方案很受限制,更重点在于,在原来只放三频的空间里布置支持十几频的天线和电路板,是最大挑战。

当时努比亚在找到高度集成化、满足要求的全网通前端模块供应商就费了很大力气。而在拿到模块后,由于其缺乏灵活性,还需要对主板走线进行重新设计,这是牵一发动全身的工作,努比亚召集射频工程师、EDA工程师、和结构工程师合作了几个月,才解决了主板走线的问题。

除此之外,努比亚还采用了一种天线调谐技术,解决狭窄天线空间对多频段支持的问题,能够根据不同运营商信号所在频段进行智能实时切换,让天线在不同时间来接收不同的频段。

五、酷派和中国联通的双卡双待技术

和全网通一样,双卡双待也是很多智能手机用户的刚需,如今双卡双待也几乎成为国产手机的标配,是必须存在的。而这样一项重要的技术,也是由国产手机厂商研发出来的,它就是酷派。

双卡双待技术诞生于2005年,当时中国联通手握GSM和CDMA两张网络,他们本来希望和包括三星、摩托罗拉在内的国际品牌联合研发双卡双待技术,但未果,主要卡在两张网络之间的干扰问题上。

最终,中国联通和国内的宇龙酷派联合,将这项技术难题成功攻克,酷派也推出了全球首款双卡双待手机酷派728。后来,酷派又先后发布了全球首款TD/GSM双模双待智能手机酷派6260(2007年)、首款3G EVDO/GSM双网双待手机N900(2009)、首款安卓3G互联网双网双待手机N930(2010年)。

六、OPPO VOOC闪充

这同样是一项对智能手机发展有深远影响的技术创新。OPPO的VOOC闪充,提到它就会直接联想到“充电5分钟,通话两小时”那句经典的广告词。2014年,OPPO在Find7发布会上正式推出的VOOC闪充技术,从此OPPO成为快充技术的先驱者。

快充技术主要有高压低电流、低压高电流、高压高电流三种方案,VOOC闪充属于低压高电流。第一代VOOC闪充发布时,OPPO放弃传统5V/1A或者5V/2A的充电功率,而是直接提高到5V/4.5A,将传统4-5Pin充电接口增加到7Pin,电池触点则为8 Pin。

同时,OPPO还通过一颗MCU芯片来精准调节电流,实现开电压环、分段恒流,也就是刚充电时,是大电流充电,速度非常快,而充电进行到中间阶段,则会切换到中等的速度,大电流依然比较大,到充电快结束时,又会切换到低速充电的模式,回归到普通的以5V/2A水平,这样进一步消除大电流带来的安全隐患。同时,VOOC闪充还有适配器过载保护、闪充条件鉴定保护、接口过载保护、电池过载保护和电池熔丝保护等五项安全机制,保证快充过程的安全性。

在OPPO Find X的发布会上,OPPO也推出了SuperVOOC超级闪充技术,这项技术将手机充电功率历史性的突破50W,只需要35分即可充满双1700mAh电芯组成3400mAh的Find X超级闪充版,可以说十分惊艳了。

七、vivo的屏下指纹识别技术

在真·全面屏技术的推进中,vivo同样功能不可没,奈何OPPO Find X的创新更为激进和惊艳。不过,vivo还有一项值得骄傲的创新,就是屏幕指纹技术。今年1月份,vivo领先于全球推出了屏幕指纹版的vivo X20Plus手机。

vivo的屏幕指纹技术和供应商新思合作,采用光电反射技术原理。它利用一颗专门适配OLED屏幕的RGB Pixel发出光线,穿透玻璃盖板到达手指,因手指的不同纹路导致反射光线不同,反射光线再穿透屏幕,到达指纹传感器、绘制指纹图像从而实现指纹识别。

在这一过程中,难点在于光线穿过玻璃层的时候可能出现折射或者散射等现象,影响穿透效果,而vivo针对此难题研发了“准直层”技术,可以将反射光线转化为准直光传导至感光元件,还可以让感光面积最大化,从而解决了光学指纹本身诸多限制。

八、系统交互:魅族mBack触摸按键和锤子BigBang(大爆炸)

操作系统的人机交互,其实严格来说更偏向于交互逻辑思维的创新,技术方面的壁垒不会太高,但是国产安卓定制系统在多年的发展过程中,确实也有很多可惜的交互产品,对智能手机的用户体验产生深刻的影响,这里,IT之家认为魅族的mBack按键和锤子科技的BigBang功能算是佼佼者。

魅族的mBack核心交互逻辑就是轻触返回,按压回到主界面,就是这一个简单的逻辑,对于实际交互体验的影响却是巨大的,因为它破除了安卓传统的三大金刚键,这三大金刚键在交互中不合理之处在于用户想要实现返回主界面、返回上一级、呼出多任务这三项极高频功能却需要不停更换手势,大屏手机经常还够不着较远的按键,而mBack只需要在一颗腰圆Home键上进行操作,就可以实现返回上一级和主界面的功能,而且按压Home键这个动作对于握持智能手机的姿势而言,太自然了,所以很多用户感觉“用了就回不来了”。

锤子的BigBang(大爆炸)则解决了在手机这样的小尺寸触控屏上快速选择、复制文本不方便的老大难问题,通过分词、放大帮助用户快速提高操作效率,同样也是“微创新”带来“大改变”的功能。

总结

以上就是IT之家小编对国产手机这些年在技术创新方面取得成果的整理和盘点,也是小编认为最惊艳、最能对行业发展带来深刻影响的案例。事实上,在这数年的发展中,值得我们铭记的技术创新还有很多,这里显然无法一次都列举出来,大家如果有自己的想法,欢迎在评论区参与讨论、交流。

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