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如何把一臺專業「相機」裝進口袋?

2021-05-26 21:00:40

如果說幾年前還存在著「手機能否替代相機」這個疑問的話,那麼現在看來這個問題變得越來越不是一個問題。

不管你是否承認,智慧手機已經在事實上做到了對部分相機產品的替代。尤其是對於卡片機這樣的細分品類來說,手機影像的蓬勃發展已經對它們產生了革命性的影響。對於大多數普通使用者而言,智慧手機已經變成他們最樂於使用,最方便快捷的影像裝置。在這個過程中,你口袋裡的手機也正在逐漸演變為一臺越來越專業的「相機」。

強大的ISP效能是影像的基礎保證

智慧手機發展之初,手機相機更多解決的還是「有無」的問題。智慧手機的使用場景限制了裝置的空間和體積,而這些硬體的限制又進一步制約了手機相機的光學效能。某種意義上看,智慧手機影像自誕生之日起就是「戴著枷鎖跳舞」的。

顯然,智慧手機影像技術的發展不能走傳統相機光學影像發展的路子。但消費者對於智慧手機的成像需求是與日俱增的,尤其是當手機拍照成為大多數的日常之後,使用者自然希望手機能夠適應更多的日常生活場景,也就萌生出了諸如長焦、微距、人像這樣的更加專業,更加細分的手機成像需求。

以多攝相機模組為代表的智慧手機影像技術隨之應運而生。很多人關注點是:如何把更多的鏡頭塞進手機。而實際上這其中還有一個最關鍵的因素:如何處理多攝鏡頭模組帶來的海量資料?

多攝鏡頭模組出現,對手機ISP(影象訊號處理器)的效能就提出了更高的要求。因為在使用者按下手機的快門之後,ISP需要瞬間處理來自影象感測器的龐大的資料量。尤其是當前很多手機的感測器都是數千萬甚至上億畫素,更是要求具備強大的ISP效能。

當前手機影像技術最強的ISP能夠做到怎樣的資料處理能力呢?以當前各家主力旗艦普遍搭載的驍龍888移動平臺為例,其配備的Qualcomm Spectra 580 ISP支援10億級畫素的處理能力,可以每秒處理高達27億畫素的視訊或者圖片。

Spectra 580支援三重併發和三重並行處理。使用者能夠同時通過3個不同的攝像頭拍攝視訊,或者可以在同一時間拍攝3張照片。需要說明的是,這裡的每個視訊都是4K HDR品質,每張照片都是2800萬畫素30fps的零快門延時模式。

強大的併發和資料處理能力,能夠帶來專業級的影像畫質,同時也為手機帶來了更多的影像新玩法。使用者一次拍攝,就能夠獲得三種不同視角的畫面。這對於一些視訊場景的記錄非常實用。相當於變相增加了不同視角的素材,方便後期加工處理。

除此之外,3ISP帶來的還有一些拍攝體驗上的優化,比如能夠為手機帶來更平滑的變焦體驗。之前多攝鏡頭在進行變焦的時候,需要啟動不同的相機。但Spectra 580支援三顆鏡頭同時運行,這樣使用者可以隨時切換到想用的鏡頭,減少了變焦的卡頓感。

AI推動了影像技術的變革

強大的ISP為智慧手機影像的發展提供了硬體上的底層支援,而要說到手機影像能力的提升,繞不開的一個話題就是AI影像。

AI影像可以看作是近些年手機影像技術發展最重要的推動力之一。手機影像經過十多年發展之後,行業普遍意識到,絕對硬體能力的提升已無法對手機畫質帶來明顯的改變(主要原因還是硬體發展受限於裝置形態),這時候原本屬於小眾研究方向的「計算攝影」成為了提升手機影像能力的新途徑。

於是智慧手機影像技術逐漸走上了同傳統相機影像技術截然不同的發展道路:傳統的影像技術通過提升光學效能,去記錄更多的光線、色彩、曝光等資料,著力提升專業化的使用場景。而手機影像更加偏向於「所見即所得」,用AI、演算法、機器學習等手段,彌補其在光學特性上的天然劣勢,同時也帶來更多豐富多元的拍攝體驗。

如今,AI在手機影像技術上的運用已經無處不在,你使用手機拍攝的每一張照片的背後都有計算AI介入的痕跡。曾經你拍攝一張專業品質的照片,需要精準控制對焦、曝光和白平衡。需要付出較高的學習成本和較為複雜的手動操作,才能獲得一張清晰度、動態範圍和色彩都準確的專業級照片。

但在手機上,這個操作就變得非常簡單且高效。還是拍照三要素為例,高通驍龍888移動平臺就為此專門研發了第10代3A演算法,即自動對焦、自動曝光和自動白平衡。高通在研發這套演算法的時候使用到了最新的神經網路技術:利用支援眼部追蹤的VR頭顯,追蹤使用者的眼球來判斷他們眼球聚焦主體,然後利用這些資料訓練AI自動對焦和自動曝光引擎,從而讓演算法更加精準、快速。

這套AI演算法將以往需要人工設定和干預的操作全部交給了AI引擎,使用者要做的只是按下快門而已。

能夠實現如此精準高效的AI影像演算法,依靠的是高通驍龍888移動平臺搭載的第六代高通AI引擎。實際上當前很多旗艦手機具備的諸如超級夜景、魔法換天、AI人像、HDR等亮點相機功能,都是基於這套引擎帶來的強大算力而來的。

高通很早就意識到計算攝影對整個智慧手機影像的重要性,為此他們很早就研發出了強大的AI神經引擎。高通驍龍888 搭載的 AI 引擎目前已經升級到了第六代,其算力達到了每秒 26 萬億次運算(26TOPS)。作為對比,去年的旗艦平臺驍龍865的算力為 15TOPS,驍龍888的AI效能提升達到了73%。

強大的AI引擎算力賦予了驍龍888旗艦更強大,更專業的影像能力。比如其具備的「計算HDR」能力,驍龍888搭載的Qualcomm Spectra 580支援單幀逐行HDR,即可以在一幀影象內輸出獨立的長、中、短曝光的三路資料流,生成三張擁有不同細節的影象,最終獲得具有更高動態範圍和明暗細節的照片或視訊幀畫面。

拍攝照片的時候,通過計算HDR將來自影象感測器的多重曝光影象組合在一起,讓影象質量有所提升。而在視訊拍攝中,單幀逐行HDR還能夠與4K HDR相配合,帶來更寬廣的視訊動態範圍。

和當前普通手機依靠每幀單次曝光的多幀合成的HDR能力不同,高通的計算HDR無疑賦予了手機更強大的應對極限條件的成像能力。基於這項技術,驍龍 888 不僅可以拍攝 8-bit 的 JPEG,也能利用 HEIF 格式來拍攝 10-bit 色深的照片,更能夠在拍攝出動態範圍更高,解析力更好的HDR視訊。

而如此強大的影像能力,在之前的智慧手機上是難以想象的。

你的手機,就是專業的「相機」

在高通看來,你的手機,應該是具備專業成像能力的「相機」。而為了做到這一點,高通一直在著力提升基於AI的影像體驗。驍龍888移動平臺具備的三ISP、3A演算法、計算HDR、低光架構等一系列強大的,基於AI神經引擎而來的影像功能,都可以看作是高通為了將一部更加強大,更加專業的「相機」裝進口袋而做出的努力。

這其實就是手機影像的獨特之處,AI影像技術的進步讓手機拍照這件事情變得輕鬆,愜意,甚至可以稱得上是「傻瓜」。它讓我們每一個人都能夠用簡單且容易上手的操作,拍攝出以往只有專業攝影師才能拍攝出來的畫面。AI影像的出現讓手機拍照體驗如同傻瓜相機一樣簡便,且成像能力又能夠媲美專業的相機。

這種簡潔且強大的手機影像能力,正在逐漸改變我們記錄生活的方式,同時也在推動整個影像行業技術的發展和變革。或許手機影像並不能真正取代傳統相機。但毫無疑問,手機影像將會深刻影響並改變傳統影像行業。計算攝影一定程度上也代表了整個影像行業的未來的發展趨勢。可能從一開始,二者之間就不是所謂的替代關係,而是互相促進,共同發展。

在這個影像技術發展變革的浪潮中,作為AI影像能力的賦能者,高通驍龍移動平臺在其中起到了最核心、最關鍵的作用。而你手中驍龍888移動平臺的旗艦,其實就是一臺具備專業影像能力的強大相機。


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