全面屏很豐滿，屏下攝像頭很骨感

實現量產并不容易

從實現“完美全面屏”的角度來看，去年比較流行的升降式前置方案算是一個相對成熟的路子。

不過在全面步入5G時代之后，升降式前置方案似乎在一夜之間全部消失了。究其原因，還是在于該方案存在許多難以解決的缺陷。比如龐大的結構占用機身內部空間太多，影響手機續航;機械結構存在可靠性問題，同時也難以做到更好的防塵防水標準;增加了機身的厚度和重量，不便于手機“減重”等等。

于是，將前置攝像頭做到屏幕之后的想法自然就成為行業下一個重點攻克的技術難題。

在過去的一年多時間內，先后有OPPO、小米、vivo等廠商展示過自家的屏下攝像頭技術。到了今年，先是維信諾這樣的上游供應商，后又是中興表示將正式發布搭載屏下攝像頭技術的產品，而前兩天的小米更是宣布自家的屏下攝像頭技術已經迭代到了3.0的版本。

如何將攝像頭隱藏到屏幕下方這個問題其實可以換一種問法：如何將屏幕做透明？

這其實在之前的小米透明電視的文章中我們就做過了科普，兩者之間異曲同工。將原本的前置攝像頭區域的屏幕，做成類似于小米透明電視的“透明屏幕”。相機在工作時該區域的屏幕能夠正常進入光線。相機不工作的時候，整個屏幕正常顯示內容。這樣就相當于將前置攝像頭“隱藏”進了屏幕內部。

背后的原理依然是利用透明像素技術，將該區域參與顯示的一部分像素做成“透明像素”，實現該區域屏幕的透明化。不過和透明電視單純追求視覺效果不同的是，屏下攝像頭要保證足夠的進光量，完成日常的成像。因此透明像素的數量就不能太少。理論上整個前置攝像頭區域的透光率越高，屏下攝像頭的成像效果也就越好。

所以除了驅動電路和像素結構設計之外，還需要做一些材料、工藝層面的輔助措施。比如應該使用透明度更高的新有機膜和無機膜材料，并對膜層結構進行增透處理;盡可能在前置攝像頭區域用透明導電層最大限度地代替非透明金屬材料，提升屏幕的透明度，抑制光線的衍射。

除此之外，還要進一步優化前置成像算法。要讓相機捕捉到更多的光線的同時，又能夠消除影響拍攝效果的衍射和眩光，抑制霧化效果，大幅提升照片清晰度和亮度。

要真正實現屏下攝像頭，其實是一個系統性的工程，其中的門道并不簡單。

天然存在的一個矛盾

也正因為相關技術的復雜性，屏下攝像頭方案一直都存在一些問題。

由于屏下攝像頭區域的屏幕一部分原本用于顯示的像素被做成了透明像素，這就造成這個區域在分辨率、透明度上和周圍的屏幕明顯的差異。由此帶來了兩個區域屏幕在顯示內容的亮度、色域和視角上的明顯差異。

這就是之前被大家廣泛詬病的“紗窗效應”，兩個區域的屏幕在顯示效果上的差異造成了攝像頭位置的屏幕在顯示內容的時候會出現網格化、像素化的特征。這樣原本的攝像頭區域在日常使用屏幕的時候就容易出現明顯的“穿幫”，影響手機整體的顯示效果。這樣的情況，在早期工程樣機上體現得尤為明顯。

鑒于這種屏下攝像頭帶來的顯示效果，我們給它取了一個名字：空氣劉海屏。

第二個問題其實就是對于前置成像的影響。雖然屏下攝像頭區域的屏幕能夠保證光線的進入，但畢竟其中一部分像素參與了正常的內容顯示。由于這部分顯示像素需要排布背后的驅動電路，無法做到透明，就相當于遮擋了一部分的光線。自然，屏下攝像頭在整體的進光量上和傳統的鏡組相比，打了不少折扣。

同時屏下攝像頭方案，還會帶來明顯的衍射和眩光問題。屏幕自身發出的光線，會對相機傳感器的光線捕捉造成干擾。還有屏幕材質和鏡組本身因為材料不一致導致各種眩光問題，這些都會嚴重影響前置成像。

在之前的概念機上，這些屏下攝像頭機型普遍存在前置成像不清晰、不通透的現象，為了做到全面屏，大幅度犧牲前置成像，這明顯是不符合當前用戶的需求的。

其實可以看到，前面兩個問題本身就存在天然的矛盾：要盡可能降低“紗窗效應”，就需要提升正常的像素數量。而由此帶來的透明像素不足的問題，又會對前置成像效果造成影響。

所以要真正實現可用的“屏下攝像頭”方案，需要在這二者之間找一個平衡點。

不必夸大對市場的影響

小米這次展示的“第三代屏下攝像頭方案”倒是提供了一個新的思路。早期的屏下攝像頭技術的透明方案是“1+3”的模式，即在四個屏幕像素中，只保留一個顯示像素，其余三個全部做成透明像素。這樣一來，屏幕透光效果增加了，但由于犧牲了大量的有效像素，攝像頭區域的PPI就會大幅降低，“紗窗效應”嚴重。

小米的做法是將原有的子像素“做小”，然后將子像素之間的間隙區域做成透明，方便光線透過。這樣做的好處就是在保證了一定進光量的同時，保留了足夠多的有效像素。而每一個區域由于都保留了完整的RGB子像素，并沒有因此大幅度損失畫面精細度。所以我們可以看到，在小米官方演示的視頻中，其前置攝像頭被完美“隱藏”到了屏幕下方，沒有出現明顯的穿幫。

除了小米這樣在像素排布技術上的創新之外，屏下攝像頭方案接下來還有一個演進方向就是材料技術。理論上，只要原本屏幕的透光率越高，光線折損就越少，自然屏下攝像頭就能獲得更多的光線。這樣一來，數量更多、面積更大的像素就能夠用于正常的內容顯示，紗窗效應的問題也會隨之緩解。

據了解，當前的屏下攝像頭方案屏幕透光率約為30%，PPI為180左右（攝像頭區域）。而預計到明年年中，LG、三星等上游廠商會有透光率為60%左右、PPI為260的產品出現，這樣的顯示精度其實已經基本能夠滿足需求，屆時屏下攝像頭方案可能會實現真正意義上的成熟。

如果順利，我們可能會在明年的一些旗艦機型上見到屏下攝像頭方案的搭載。這對于那些喜歡全面屏的朋友來說可能是一個好事情。但我個人認為，也不必過分夸大屏下攝像頭方案對于消費市場的影響。

目前來看，屏下攝像頭技術看上去似乎很美好。它更像是一個屏幕技術方案迭代的必然結果，也更像是一個介于全面屏和折疊屏之間的技術方案。接下來，可能會在諸如小米MIX4這樣的旗艦產品上見到該方案的商用。但這項技術是否能夠全面普及，更多的還是要持觀望態度。