現在有一種聲音認為,受限於體積和硬體制約,手機感測器已經難以做到更大,從而得出,手機拍照到頭了的結論。
確實,這一情況在如今的頂級旗艦手機當中反而更明顯,如果不仔細放大觀察,iPhone、小米、華為、OPPO、vivo這些高階旗艦手機,拍攝的照片絕對畫質能有多大差別呢?無非就是色彩風格不同,或者你多一點細節我少一點塗抹罷了。
這樣一來的結果是,雖然各大廠商都在打造影像旗艦,但因為差異越來越小,拍照已不再是我們選擇一款手機的決定性因素了。說到底,還是因為,這些手機拍照的確很好,但又都很難做到像當年華為P20那樣質的飛躍,也就很難讓人產生購買興奮點。
事實上,手機廠商對此也心知肚明,為了製造興奮點,他們也想了很多辦法,比如小米的一億畫素、OPPO的顯微鏡,當然也包括拉來蔡司、哈蘇老牌光學廠商聯名。還有這次iPhone 13的電影模式,都是如此。
但結果似乎並沒有激起多大浪花兒,歸根結底使用者所想要還是實打實的畫質突破,而不是噱頭,或者生造的需求,普通人誰會沒事用iPhone拍電影啊。而畫質突破沒有捷徑,依然需要依靠光學素質的提升,在手機這裡,還多一個計算攝影。
好在手機廠商並沒有放棄對技術的探索,華為、OPPO、榮耀、vivo各大廠商今年帶來的新技術也十分有亮點,今天就來看一下誰更有希望創造手機影像方面的再一次真正突破。
華為:計算光學和原色引擎
在7月底釋出的華為P50系列手機上,華為首次引入了“計算光學”和“原色引擎”兩大影像技術。
計算光學是以演算法的方式,彌補現階段光學鏡頭硬體出現的球差、象散等光耗散的問題,透過設計上提前預測和後期測量,得知該鏡頭光學的特性,在用演算法來提前預測光路導致的像差損失,後期透過演算法還原成理想的鏡頭應該成像的效果。
而原色引擎技術是指模擬人眼感知色彩,在硬體和軟體的協同除錯下,讓手機攝影在色彩表現上更加能真實的還原人眼所感知的影像。
其實不難看出,華為計算光學實際上是變相承認了手機光學結構上的天生缺陷,從而選擇後天透過演算法彌補。原色引擎則主要是針對RYYB感測器的色彩除錯,同樣也是透過軟硬體協同作戰來實現,側面也說明華為將堅持使用RYYB感測器。
計算光學和原色引擎兩大技術,已說明了華為選擇了計算攝影為主要方向,在此基礎上其RYYB感測器的表現還有望帶來新的驚喜。
榮耀:多主攝融合計算攝影
雖然榮耀已經和華為分家,成為一家獨立的手機廠商,但在影像技術方面還是有所繼承的,就拿這次榮耀Magic3系列的後置多攝配置來說,就跟華為P50系列很相似,都是彩色主攝+黑白+超廣角+長焦。
根據榮耀最新發布的多主攝融合計算攝影技術得知,其黑白感測器並不是湊數,而是要參與主攝成像,由彩色感測器提供曝光和色彩,高畫質黑白感測器提供紋理和細節。同樣在超廣角和長焦的拍攝中,主攝感測器也會參與成像,這也就是榮耀所稱的多主攝融合計算攝影的意思。
按照榮耀所說,受制於體積和硬體限制,手機的影像能力升級面臨很大挑戰,其多主攝融合計算攝影正是對手機影像的未來探索。這其實也和華為計算光學的思路是一致的,兩者都屬於計算攝影的大力支持者。
OPPO:RGBW捕光感測器和連續光學變焦
與華為在演算法層面做文章的計算光學技術不同,OPPO前不久釋出的多項影像技術其實都建立在硬體基礎之上。
OPPO的RGBW捕光感測器是將自研影像演算法寫入感測器硬體,所以在使用的時候可以為處理器端節省大量算力,提升影像處理效率的同時,降低了功耗,並且能夠相容多個晶片平臺,搭載該技術的手機今年底前應該就會亮相。
連續光學變焦技術,OPPO基於潛望結構進行重新設計和改造,採用了G+P(2GM+5P)鏡頭技術,可以實現等效85mm-200mm焦段的連續光學變焦,無需數碼裁切即可實現從人像到長焦每一個變焦點的清晰成像。這一技術有點類似之前索尼的連續光學變焦,但體積是一大問題,因此什麼時候能投入商用還是未知。
明年OPPO還會推出一項硬體級五軸防抖技術,在同一個模組內同時進行鏡頭防抖和感測器防抖,能夠同時支援上下、左右位移,以及旋轉(X/Y/Roll)的防抖。聽起來是比蘋果感測器位移式防抖更強大的技術,但目前手機防抖依然要依靠畫幅裁切,五軸防抖能否改變這一現狀還有待驗證。
vivo:專業影像晶片
vivo在手機影像方面的野心是很大的,在今年X70系列推出時,他們還放言要做“手機影像的No.1!”事實上,近年,vivo在影像技術方面的投入相當大,其所交出的成績單也是有目共睹的,在色彩調校有了蔡司這個強大的幫手之後,他們的研究已開始往晶片方面深入了。
vivo X70系列新機搭載了首款vivo自研的專業影像晶片V1,在vivo看來,能耗是目前手機影像功能面臨的另一個問題,V1的便是起到擴充ISP高速成像算力,釋放主晶片ISP負載的作用,同時服務預覽和影片的計算需求。
比如夜景影片的拍攝,在V1協助下主晶片在低光錄影時以低功耗執行全高畫質60幀的MEMC去噪和插幀,提升了夜景影像效果,並且配合主晶片的降噪功能,進行二次提亮二次降噪。
縱觀華為、OPPO、vivo、榮耀幾大廠商的影像技術方向後,我們就可以來回答這個問題:手機攝影是硬體還是演算法決定未來?
對於目前的智慧手機來說,拍照可以被簡單歸納為這個流程:
入射光→鏡頭捕捉及矯正→CMOS將光訊號變為電訊號→ISP降噪、增強處理→成為最終的照片
不難發現,在整個流程中,鏡頭的光學素質、CMOS的感光能力、ISP的計算速度,甚至於手機記憶體和快閃記憶體資料吞吐能力,都會對拍照產生影響。
與之相應的,手機影像技術研發也是系統性技術工程,透過平臺、器件、演算法等各方面的共同協作,決定最後的成像品質,演算法與硬體,缺一不可。而最強大的還是兩者的融合,這也是為什麼我們看到繼華為之後,OPPO、vivo的感測器技術、自研晶片,實際都是在往硬體上加演算法,其難度相比單純的拼硬體或最佳化演算法,則是成倍加大的,而這方面大的突破還沒有看到,從這一點上可以推測,手機拍照未來的想象空間仍然巨大,手機拍照還遠未到極限。