智能手机诞生之后,手机拍照从一项赠品成了必备功能。
近10年,CMOS传感器、信号处理以及AI人工智能的技术突破,让手机的拍照能力有了“大跃进”的发展。数码相机的使用频次大大降低,手机拍照成为用户日常记录生活的TOP级刚需。
移动影像带来的技术普惠:让更多人成为影像创造者
手机拍照越来越好用,越来越易用,吸引了越来越多用户使用。反之,用户对手机拍照需求的不断提高,也倒逼手机厂商在拍照技术上不断精进,将移动影像带入到一个全新时代。
更大的意义在于,移动影像技术的不断突破,打破了专业摄影师对于光影的“垄断地位”,让更多人成为了影像创造者。
创作不再需要昂贵的设备,也无需高深的摄影技术,你所需要的可能只是一部智能手机,选择一个好的场景。
原来只有专业数码单发相机才能拍出来的样张,现在手机就可以做到;原来快门速度、ISO、白平衡等一系列参数设定,如今只需要你按动快门;原来夜晚拍照需要借助闪光灯,现在各种AI算法+大底就能搞定。甚至,手机都能拍电影了。
从技术普惠性上来看,移动影像的诞生和发展,对于人们的创作门槛的降低是非常显著的。无论在任何时间、任何地点、任何环境,你所需要做的,只是掏出手机,随手按下快门。从科技改变生活这一层面来讲,无疑是一种翻天覆地的进步。
技术创新催生引领者:华为的成功之道
在移动影像的发展过程中,每家手机厂商都有不同的技术方向,以及对于用户需求以及未来发展趋势的判断的差异,进而分化出创新者和模仿者,引领者和追随者。
在初期,国产手机厂商大多没有自己的影像体系,大多数模仿和追随,借鉴已有的成熟方案。但把时间线拉倒最近3-5年,国产头部玩家的影像技术水平不可同日而语,对于影像能力比拼也已经趋于白热化,水平的高低也逐步显现。
虽然大家纵向拍照水平都高了,但横向对比综合实力,依然有层级之分。在笔者看来,能把移动影像技术做成品牌icon的只有华为一家,能让消费者冲着拍照能力买一款手机的,国产手机品牌中,似乎也只有华为一家。有人说,拍照你永远可以相信华为,似乎不无道理。
经过一系列观察,我认为华为在移动影像领域成功的核心因素有三:技术创新、拍摄体验以及影像文化。其中,技术创新是基石,也是助推器。
事实上,从华为影像发展最早阶段,就凸显出了“敢为人先”的创新投入,而且一直坚定不移。
比如,从华为P9系列的双摄系统,到P10系列的人像摄影;从 P20系列的超级夜景模式,到系列的潜望式长焦架构, P40系列的全时段、全焦段超清影像,再到华为P50系列的计算光学、原色引擎等。华为一点一滴的影像进步,都深入开刀移动影像痛点,不仅是摄像头和新技术的增加,也带来了摄影的更多可能性。
三大技术创新维度:华为影像自成一派
通过持续不断的创新,如今华为影像已经从光学系统、成像技术、图像处理三个维度构建起了未来计算摄影的产业技术规范,并形成了独一无二的移动摄影技术体系,成为了影像行业发展的里程碑。
以光学系统为例,华为影像演进出了几个分支。
首先是多摄像头系统。传统相机跟手机影像最大一个区别,就在于是否能够实时的利用多摄像头的能力去做图像处理。如今,手机已经经历了从单摄像系统、双摄像系统到多摄像系统,甚至到现在的摄像单元——超级影像单元多阶段的演进。
多摄像头可以采集多帧高数据量原始图像,其中可能是有关亮度的、也可能是有关深度的(主摄+广角;主摄+长焦;主摄+ToF;长焦+长焦的RAW File),摄像头之间融合+计算,实现了影像能力1+1>2的效果。
比如,华为P50系列搭载了全新的双影像单元,超级主摄单元与超级变焦单元,系统性整合了多颗镜头让轻薄的手机释放出强大的影像实力。
其次是自由曲面镜头。在手机镜片普遍还是塑料的时代,华为是最早将玻镜片引入到了光学系统的手机厂商。随后,华为又提出了自由曲面镜头的领先技术,并在行业里最早去实现并且大规模商用。
众所周知,广角镜头拍摄的照片通常都存在一定程度的畸变,且往往视场角越大,畸变越大,变形越大,严重影响最终成像观感。
华为是业界第一个采用了自由曲面抗畸变超广角镜头的厂商,可以实现对不同视场区域光线的单独控制,比如光的入射角度、光的强度、光的偏转,以及光程差等,在自由曲面镜头上都得到有效控制,从而有效抑制画面畸变。今天,可看到很多的厂商都在运用这一技术来提升图像质量。
第三个是潜望式长焦。受限于空间和体积物理限制,在手机上做出一个画质优秀的中长焦并不容易。通过潜望式长焦这一种新形态的模组设计和机械结构,利用有限空间内通过去折叠光路,来变长整体的焦距。在这个领域里面华为也是做到了最前,并且一直在思考和改进它的可用性、应用性和整体稳定性。
解决了拍得清、拍得好的问题之后,华为开始思考如何让手机拍得更远。
这时候,潜望镜给予了华为灵感。华为P30 Pro内藏的潜望式长焦镜头通过光学三棱镜,巧妙地让光的轨迹发生90°转折,将超级变焦镜头横置在机身内,实现5倍光学变焦、10倍混合变焦、以及50倍数码变焦。
华为 P40 Pro则进一步带来了革新性突破,搭载“多反射潜望式长焦设计”,在业界首创100倍双目变焦,支持3倍中远距光学变焦、10倍超远距光学变焦、20倍混合变焦以及最高100倍数字变焦。
最新的华为P50系列又搭载了一颗6400万像素潜望式长焦镜头,支持3.5X光学变焦以及100X数字变焦。通过“计算光学”的加持,使3.5倍光学变焦镜头实现了不亚于10倍物理光学变焦的成像效果,真正实现了手机也能“打鸟”的拍照效果。
成像技术也是华为技术创新中的一个重要体系。
RYYB超感光传感器就是成像技术的典型代表,也是从华为影像解决“暗拍”的一项关键技术。用户对“底大一级压死人”的认知,最早就是来自华为P20 Pro开创性地采用1/1.7英寸传感器,这在当时是智能手机市场最大的影像传感器。
华为P30系列革命性地将传统CMOS采用的RGGB像素排列方式替换为RYYB阵列,在像素层面极大地提升进光效率。到了华为P40系列,超感知主摄拥有高达1/1.28英寸的感光面积,不仅是华为手机史上最大尺寸的传感器,也引领着当时业界的传感器尺寸。
再比如对焦。华为拥有目前业界最先进的全像素八核对焦技术,P40系列和P50系列都曾搭载该技术,可以全面提升感光能力、对焦速度和精度,对于较小的物体都可以进行高精度对焦。尤其是在暗光环境下,即使是普通模式下的随手机一拍,甚至胜过一些长曝光夜景模式,夜让随手一拍就是夜景大片成为了可能。
另外,多光谱传感器的加入,则让华为影像对色彩、质感、光影的还原度更高,让复杂光源与背景下人脸肤色更准确。P50系列是业界首款搭载超广谱摄像头的智能终端,得益于10通道多光谱传感器对光传播规律的洞悉,模拟人眼看到光的过程,提升环境光谱的分辨率,因此图像的色彩与分辨率也更加的精准、真实。
决定手机拍照成片好坏的一个关键,就是图像处理。
2017年,搭载全球首款AI芯片麒麟970的华为Mate10系列首次推出AI摄影,并将手机拍照带入AI摄影时代,并成为几乎所有手机厂商都纷纷跟进的标配。
随着技术不断迭代,最新的华为P50系列已经AI摄影技术的集大成之作。它一改业界纯硬件和纯算法的解决方案,通过“真实世界——成像系统——后处理算法”的方案,从真实拍摄场景出发,建立了从光学镜头到传感器链路的数学模型,测算标定了一系列器件的物理参数,拍照刹那间每个视场景和每个波长的光线被镜头汇聚,再被传感器感应转换成电信号的全过程。
接下来AI算法的神经网络从海量的数据信息中归纳光信号之间的特征,拟合和调整模型参数,统筹全局考量,推算出被像差退化前的光信号。将现实中的自然场景原汁原味地呈现出来,忠实地记录现实世界的光影。
随着手机后摄硬件规格堆料军备竞赛达到瓶颈期,计算摄影成为打破手机影像能力限制的天花板的突破点,也是未来影像发展的主旋律。
大家开始意识到,“超大底”、“高倍率长焦”等固然重要,但优秀的算法和计算摄影技术发展思路,才是未来走向高端影像旗舰的必经之路。
华为P40系列所带来的XD Fusion图像引擎正式引入计算摄影概念,华为P50系列又进一步升级为XD Fusion Pro,在全焦段、全环境和全时段的超感知影像获取的基础上,新引入了超级滤光系统、原色引擎和超动态范围技术,在细节、色彩和动态范围的影像能力有了全面的提升,让这个色彩缤纷的世界被栩栩如生地记录下来。
从无到有,在攀登移动影像技术“珠峰”的过程中,华为影像的地位和贡献是巨大的,它的进化其实就是整个移动影像发展史的缩影。
创新并非炫技:华为影像将步步领先 持续领先
如今,几乎每个手机厂商都在谈影像技术创新,但在笔者看来,创新并非炫技,只有真正解决和满足用户需求的创新,才真正能够做到引领。而创新也并非简单的硬件创新,只有兼顾软硬件的协同创新,做好空间跟图像质量取舍和平衡,才真正做到领先。
华为要做的是第一象限的王者,这个象限中横轴是图像质量,纵轴是空间尺寸,第一象限就是既兼顾空间尺寸,又兼顾图像质量。
在笔者看来,正是永远充满好奇心以及极致的创新和坚守,才让华为影像一直在引领着移动影像领域的进步和跨越。这背后是华为对提升大众影像创作力、突破移动影像边界的决心,也是其对理想的不忘初心,对使命的勇于担当。
在其宽阔的技术护城河和超前的战略布局下,在未来移动影像赛道中,华为还将步步领先,并将持续领先,用专业引领,让大众狂欢。
这句话,我们不妨5年之后,再来看看。