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CUP全面屏如何将前置摄像头完美隐藏
2021-10-25 09:37:00
5年前，小米MIX全面屏概念手机首次设计下沉式前置相机。自此，MIX系列开启了对于未来全面屏的探索。小米MIX4搭载着「CUP全面屏」影像技术正式回归，将前置相机完美隐藏于屏幕下方，实现了完美无瑕的全面屏效果。
对于「CUP全面屏」影像技术，大家产生了许多好奇和疑虑：
它是如何将前置摄像头完美隐藏的？
和普通屏相比，全面屏的屏下相机的优势？
会不会影响拍摄效果？拍摄效果如何？
······
为了解答米粉们的一系列困惑，我们在小米社区征集了几位米粉，与此项技术的工程师现场聊一聊大家关心的问题。
接下来我们再来看看工程师们还回答了哪些问题
01
Q：为什么开发「CUP全面屏」影像技术？
A：MIX诞生的使命，就是要不惜代价、不计回报、不考虑量产性，做出一款真正创新性的产品，这也是米粉对小米的期待。正因为有如此多米粉关注并热爱着MIX，我们十分注重MIX的创新性与突破性，我们坚信，只有做出最惊艳最创新的作品，才对得起米粉们的期待。
开发「CUP全面屏」影像技术的初衷，一方面是履行对米粉的承诺，另一方面是小米对完美手机追求的执着。除此之外，手机全面屏代表着手机的未来发展方向，是各个手机厂商的必争之地。
02
Q：它是如何将前置摄像头完美隐藏的？
A：相机需要有足够的光线才能成像，而传统显示屏幕是不透光的。全面屏手机MIX4有着一块完整的显示屏幕，按常理来讲在这样的屏幕下方放置的相机是无法正常成像的。MIX4前置屏下相机能正常成像奥秘就在这屏幕上。
事实上，屏下相机上方的显示区域与其它的显示区域存在差异。这个显示区域经过特殊的设计，简单来说就是在保证该区域显示像素数量的基础上，减小像素尺寸，使用透光率更高的屏幕材质，允许一部分的光线通过屏幕进入相机，使得该屏幕既能在显示时正常显示，又能在成像时透光。用这种方式将前置镜头完美的隐藏起来。
03
Q：和普通屏相比，「CUP全面屏」手机的优势？
A：与目前市面上常见的普通屏手机相比，CUP全面屏手机有一个没有任何孔洞的显示屏幕，这是目前手机显示希望达到的一个理想效果，带有这样屏幕的手机显得特别美观。此外，以往在看视频和打游戏时，有些区域总是会被屏幕遮挡，不仅影响视觉效果，还会影响到操作。而全面屏手机，让用户彻底摆脱了这种束缚，看的爽玩的也爽。
04
Q：会不会影响拍摄效果？拍摄效果如何？
A：如果只是简单的想有一个全面屏，实际上是不困难的。难的是在有好的前置相机方案下，有一个全面屏。屏下手机的前置成像效果与普通的挖孔屏相比还存在一定差距。
主要表现在几个方面：由于屏幕的透光率低，图像噪声偏大；光线透过带有显示像素的屏幕时，会产生衍射现象；另外与挖孔屏的透明玻璃不同，屏下手机的屏幕有新的层，这些层对不同波段的光线有额外的影响，会带来一定的偏色。
尽管有这些影响，小米的全面屏相机能够较好的满足日常使用需求。前摄位置采用了“ 微钻排列 ” 的方式，减少像素面积，提高像素亮度，确保显示一致性，用户在前摄拍照时，将前摄区域下的 TFT 电路旁置，移除光线通过的阻碍。手机屏幕连接像素采用透明波浪形态引线，减少衍射效应，保证一定的摄像像素。目前市面上的全面屏手机不多，综合来看，小米MIX4的拍摄体验不错。
05
Q：长时间使用会不会对屏幕和摄像头有影响？
A：在产品质量和使用寿命上，全面屏手机和传统手机并没有什么不同，可以放心使用。
06
Q：开发过程中的挑战？
A：前面提到，与挖孔屏的相机相比，全面屏的相机天生带有一些挑战。其中，有些是有相关处理的经验，而更多的则是完全新的探索。
第一，去衍射，灯光衍射在传统的相机上表现的极不明显；从而在屏下相机上表现的格外显眼。
第二，去噪，由于屏幕的透光率低，屏下相机直接得到的图像噪声很大。
第三，去雾，屏下相机对灯光产生衍射，而对漫反射区域会产生一层雾感。
第四，调色，由于显示屏幕有些特殊层，这些层对频率越高的光线抑制越大，这样会导致局部偏色。
最终，算法组与调试组、测试组合力来解决这些问题。虽然没有完全解决，但有大幅度的改善。在后续工作中，我们将会进一步完善和打磨。
07
Q：做MIX压力大吗？所有米粉都很期待，有没有担心做不好，达不到米粉预期？
A：压力还是比较大的，在人们心目中，对于成像和显示都有一个理想的目标。如果偏离这个目标太多，全面屏带来效果的提升将会被其带来的缺点吞噬。目前的技术想要完全解决这些是不现实的，因此只能尽最大能力朝着好的方向努力。 对于努力的结果到底符不符合预期，没有百分百的把握，但我们工程师会全力以赴，做到最好。
08
Q：MIX4作为小米的第一款「CUP全面屏」手机，代表了什么？
A：MIX的精神就是对新领域的勇敢探索。MIX上采用的软硬件并不是目前已经完全成熟的东西，带有一定的探索性和验证性。虽然软硬件不完全成熟，但从理论和直觉上来看是可行的；并且MIX的探索是朝着人们心目中理想机型前进的。这次在MIX4上，我们实现了用户一直盼望的全面屏心愿。
09
Q：针对「CUP全面屏」影像技术，还有哪些进一步的研发计划？
A：目前的屏下相机能够满足大部分的日常使用，但与传统的挖孔屏相比仍然存在一定的距离，我们将不断的探索和改进。首先是要优化屏幕，减少衍射带来的影响；其次增加屏幕透光率，减少图像噪声；研究屏幕新材料，减少偏色问题。未来，我们将会在多个方面上提升下一代屏下手机。
雷总说：“进化，就是陈旧消失的过程；隐藏，是为了更完整地呈现”。「CUP全面屏」影像技术带来完全无开孔的100%全面屏效果，呈现无与伦比的视觉震撼能力，为此小米整整努力了3年。
屏幕本身，是用户与智能手机进行交互的最核心渠道，它的呈现效果与用户体验感息息相关。小米自研的「CUP全面屏」影像技术，一方面通过独创像素微型化技术，首次引入精妙布局的透明电路，创新性打造了一个足以让光线从像素间穿过的通道，实现了屏幕的透光性，保证前置摄像头拍照质量和出色的显示效果；另一方面，采用突破性的算法技术，解决多种技术难题，最终使得用户在使用手机时，能够享受到视野无遮挡、屏幕更清晰的全面屏沉浸式观感体验。
从初代MIX开启探索全面屏到小米MIX4真正实现全面屏，历时五载，我们从未停下对于探索未来科技和实现美好愿景的步伐。现在，未来已来，小米「CUP全面屏」影像技术的实现，背后离不开工程师们对于新兴技术不断探索的极客精神，用好奇之心与改变之力去重新定义未来全面屏，引领全面屏手机的发展趋势。
最后，我们真诚感谢每一位一直支持着、热爱着、期待着MIX的粉丝，正是你们的期待，让我们坚持探索未来科技的信念，催生出一代又一代的优秀MIX作品！MIX将携手大家一起，探索未来，永不止步！
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