手机厂商都在押注的影像技术,如何取得新突破?

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若何让手机摄影,能简单到「只需按下快门」,又复杂到能比肩专业的摄影创做?

做者 | Jesse

编纂 | 靖宇

10 月 24 日,vivo 举办了本身的 2022 影像战术发布会。从硬件成像、视觉处置、后期美化等多个角度,为后续影像手艺、产物,规划了一幅更完全的「蓝图」。

过往几年,跟着智妙手机市场合作日益猛烈,产物同量化严峻,各家厂商都起头鼎力投进影像手艺研发,期看在摄影摄影功用上有所打破。在此之前,vivo 已屡次将影像手艺做为发布会分享主题。

鼎力投进产出了功效。今天智妙手机上搭载的相机,已经是一套十分复杂的系统,以至比良多专业相机更复杂,有更深的手艺纵深。

但手机的物理限造仍然摆在那里。感光元件的体积、镜头模组的重量,无不限造动手机摄像头的表示。当用户需要「用眼睛收货」时,很多手机的表示都不尽如人意。手艺落地到产物后,常与用户需求错位,体验提拔有限。以至有时候,手艺迭代了,产物晋级了,体验反而倒退。

那不但是 vivo 一家公司正面临的挑战,更需要整个行业上下流,对用户的「摄影需求」,停止一次从头根究,再次动身。

01

难以打破的影像手艺

多年以来,摄影圈不断时髦着一句话,「底大一级压死人」。

意思很简单,对数码相机来说,底部感光元件的面积,决定了你能捕获到光线的量,进而决定了成像量量。「底」越大,效果就越好。

根据感光元件的尺寸,数码相机被分为了全画幅、APS-C、1 英寸等差别级别。传感器尺寸决定成像量量,是摄影圈更底层的「定律」。

敌手机来说,内部空间寸土寸金,不成能摘用类似相机的设想。近年感光元件更大的手机摄像头模组,也不外是到达了「1 英寸底」的级别,在相机范畴仍然只能说是「小底」。

与此同时,手机要应对的摄影场景却更复杂。通俗用户其实不会通过人工布光、架三脚架耽误曝光时间等体例提拔进光量,那加剧了进光量不敷的问题,对影像系统提出了更高要求。

为领会决手机摄影的画量问题,工程想出了良多办法,从根本的「硬件堆料」,提拔感光元件的像素、面积,对感光子像素停止从头设想;到「计算摄影」,通过屡次曝光,削减高感光度下的画面噪点,拉高亮度,针对模糊的物体边沿停止锐化……

特殊是近年来各家厂商着重发力的「夜景形式」,良多都是通过机器进修算法,对画面停止「复原」。让手机能在极暗,几乎乌黑的情况下,也能拍出一张像样的照片,亮度比专业相机还高。

大部门手机的夜景形式,城市对将画面提亮到极高的程度|The Verge

但那些改进,也碰着了不小的问题。

硬件上,无论是加大传感器面积,仍是提拔像素,带来的感光性能提拔,其实都比力有限。特殊是在暗光场景下,进光量不敷的问题很罕见到本色性改进。

而靠软件优化,通过「算」提拔画量,仍然存在问题。很多厂商开发的计算摄影功用,在处置时都过于粗暴,有的会对画面停止过度锐化,凸显出人脸上的瑕疵,有时会过度拉高画面暗部的亮度,让画面显得很平,欠缺明暗比照,被用户责备为「塑料感」。

假设单纯以「亮堂」、「清晰」为评判原则,智妙手机近几年的影像性能确实有大幅朝上进步,暗光下的成像量量都有大幅提拔。但到用户的眼睛里,评判一张照片「好」的原则,显然不但是亮堂清晰那么简单。「若何拍出都雅的照片」,是一个更复杂的议题。

包罗一些特色影像功用,也存在手艺与体验错位的问题。人像形式抠图不清洁,不天然;片子形式、运动形式、高像素形式的可费用不高……还有很多厂商推出了拍摄 RAW 格局照片的功用,确实能提拔照片的画量,给用户更多后期处置的空间。但良多时候因为后期操做过于费事,用户反而陷进了「默认难看,RAW 费事」的矛盾处境。

那些问题,集中表现在最支流的旗舰手机,iPhone 上。「原相机摄影难看」已经成为了 iPhone 用户普及的共识,几乎每个 iPhone 用户,城市在手机内安拆不但一款摄影软件,有专门用于自拍的,给照片加复古滤镜的,专门修图的……都是在填补原相机的缺陷。

以至有一些 iPhone 用户,在摄影的时候,会用截屏功用,把 iPhone 的取景器里的预览画面截下来,以此取代快门来自拍。因为取景器里的画面,未经计算摄影流程处置,不会对脸上的瑕疵停止锐化,也不会强行提亮暗影,因而看起来反而更天然。

功用与需求的错位,让厂商在影像手艺范畴的勤奋,反而转化为了「负优化」。

02

重塑挪动

影像的「标尺」

关于挪动影像「好」的原则,本来其实不存在什么不合。

但在理论过程中,各类矛盾起头涌现出来。

好比堆硬件会带来手机重量、厚度提拔、摄像头过于凸起,良多用户不情愿承受;进步像素后,照片文件的体积会成倍增大,摄影后的处置时间也会变长。

又好比上面提到的「自拍难题」。人像拍摄场景下,大部门国产物牌,以及三星,针对亚洲人的需求,会对面部细节停止柔化,加进必然的「磨皮处置」。但那种处置体例却不契合西方人的审美,他们更倾向于展现出头具名部皮肤的细节,所以 iPhone、Google Pixel 等手机的处置体例就更倾向于「锐化」。

诸多矛盾堆叠在一路,敌手机厂商的影像部分提出了更高的要求。各家不只需要通过自研手艺突破限造,更需要对用户需求、爱好成立更深入的认知。

那一点足够表现在 vivo 的影像手艺开展过程里,从镜头光学系统、CMOS 传感器,到 ISP 芯片、计算摄影算法……vivo 几乎将资本注进到了挪动影像的每一个环节,在底层手艺上推出了与蔡司结合研发的光学系统,也用上了自研的 ISP 芯片 V1。

vivo 在影响战术发布会上发布的下一代自研 ISP 芯片|vivo

那场影像战术发布会上,vivo 公布了一系列底层手艺的停顿。包罗能将传感器感光才能提拔 77% 的 CMOS、进一步操纵机器进修气能,提拔图像处置速度的 AI-ISP,以及与蔡司结合开发的下一代小型化镜头模组。挪动影响的核心目标从未改动:在模组体积有限的情状下,尽可能提拔进光量,增加算力。

除了勤奋,抉择其实也很重要。过往几年,vivo 鼎力投进底层影像手艺的同时,并没有抉择过火拉高参数。在像素数、变焦倍数等参数上,都摘取了相对守旧的设置装备摆设。与此同时,vivo 抉择做了一系列能表现本身「特殊理解」的手艺。

好比「微云台」,出力加强防抖功用,提拔进光量的同时,也能优化用户的摄影体验,进步成片率。又好比与蔡司结合研发的镜头镀膜,处理了困扰很多厂商的,光线反射过程中的鬼影问题。

近年搀扶帮助 vivo 获得市场亲睐的微云台手艺|vivo

那些抉择也得到了市场的回应与承认。根据市场调研机构 Counterpoint 的数据,2021 年,vivo 成为中国智妙手机销量第一的品牌,市占率到达 22%。本年二季度,vivo 在国内高端智妙手机市场的市占率也实现打破,成为第二,仅次于苹果。

过往几年,在手艺纷歧定能转化为用户体验的行业窘境中,vivo 实现了数次胜利的「标的目的摸索」,刷新了本身对挪动影像的理解,重塑了那根标尺。

本年的影响战术发布会上,vivo 公布,将从 CMOS、超分算法、下一代 AI-ISP 和计算摄影多个维度,打造面向将来的「影像手艺矩阵」,进一步前进。

03

用「一颗快门」

赋能通俗人

手机影像开展早期,数码喜好者圈子里曾鼓起过一个讨论:手机摄影,是应该尽量提亮画面,让用户更随便拍到想拍的工具;仍是应该准确曝光,尽量包管画面纯净度,拍得更都雅?

那场「要亮度仍是看感」的讨论,为之后近十年挪动影像的开展,埋下了伏笔。

敌手机用户来说,摄影似乎特殊简单,瞄准物体、按下快门就行了。但现实上,专业摄影远没有那么简单,从拍摄前的器材抉择,场景安插,到拍摄中的构图、调剂曝光,到拍摄后的调色、修图,每个环节都是一门专业学科。

所以敌手机厂商来说,挪动影像手艺的更大难题,就在于若何将那些专业性、复杂度极强的环节,浓缩成一颗简单的「快门按钮」。那个过程中,存在着大量与「要亮度仍是看感」类似的矛盾。

那也是为什么,vivo 在本身的影像战术中,提出了「三个比肩」,要将挪动影像的手艺程度、产物体验,带到能比肩专业影像设备、比肩专业摄影团队、比肩专业后期才能的程度。

发布会上,vivo 邀请了专业摄影艺术家,来解读 vivo 处置图像的理念和体例。

此中最特殊的,也是其他厂商很少提及的,就是「影调」的重要性。今天大部门手机摄影,在大光比场景下,城市挪用 HDR 功用,把暗部的亮度拉高,高光部门压低,闪现出尽可能多的画面细节。

通过那一系列的过程,最初落到功用上,成为了 X80 系列手机上的「智能白加黑减」功用。而那个功用,只是 vivo 对全场景智能优化的冰山一角。除了影调,他们还实对色彩、夜景、人像、视频等场景,都展开了针对性的优化。

此次的发布会上,vivo 特殊展现了它在多个算法范畴的最新打破。

此中包罗用于提拔画面的解析力的「光学超分算法」,能够在 5X 以上的超长焦端下,大幅提拔画面清晰度,使超长焦不再「鸡肋」。还包罗「超动人像系统」,能对人像信息停止理解,再停止细节优化,不是粗暴的「磨皮涂抹」,保留细节的同时又不会凸显瑕疵,营造出天然、特殊的人像气氛。

最初的一个「大招」,是能掌握暗光噪点和色彩复原的「VCS 放生光谱手艺」,vivo 表达,它能将图像信噪比提拔 20%,复原提拔 15%。用那套手艺加成后的「天穹夜景系统」,能基于感光才能更强的 CMOS,加上 AI 算法,使夜景感光才能提拔 100%,实现「手持拍摄星空」。

从自研芯片、算法,到结合蔡司研发光学系统、镜头,到下一代的 CMOS……今天,想要打造一套优良的挪动影像系统,不但是要在单个手艺点投进资本打破,更需要从整个手艺矩阵动身,全局前进。因为矩阵里的任何一块短板,可能城市挈体验的后腿。

而那一切,都是为了让手机摄影,能简单到只需要按下快门,又复杂到能比肩专业的摄影创做。在 vivo 提出的标语里,他们将「继续为消费者供给人道化的专业影像体验」。

他们确其实某种水平上做到了。2021 年,第二届 vivo VISION+ 手机摄影大赛上,他们征集了超越 38 万幅摄影做品,传递了无数个通俗人,用快门笔录下的,他们的感情和力量。

那恰是挪动摄影最后的意义所在。

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