如何把一台专业“相机”装进口袋?

分类:玩机 作者:孙文聪

3255 0 2021-5-26 19:26

如果说几年前还存在着“手机能否替代相机”这个疑问的话,那么现在看来这个问题变得越来越不是一个问题。


不管你是否承认,智能手机已经在事实上做到了对部分相机产品的替代。尤其是对于卡片机这样的细分品类来说,手机影像的蓬勃发展已经对它们产生了革命性的影响。对于大多数普通用户而言,智能手机已经变成他们最乐于使用,最方便快捷的影像设备。在这个过程中,你口袋里的手机也正在逐渐演变为一台越来越专业的“相机”。

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强大的ISP性能是影像的基础保证


智能手机发展之初,手机相机更多解决的还是“有无”的问题。智能手机的使用场景限制了设备的空间和体积,而这些硬件的限制又进一步制约了手机相机的光学性能。某种意义上看,智能手机影像自诞生之日起就是“戴着枷锁跳舞”的。


显然,智能手机影像技术的发展不能走传统相机光学影像发展的路子。但消费者对于智能手机的成像需求是与日俱增的,尤其是当手机拍照成为大多数的日常之后,用户自然希望手机能够适应更多的日常生活场景,也就萌生出了诸如长焦、微距、人像这样的更加专业,更加细分的手机成像需求。

以多摄相机模组为代表的智能手机影像技术随之应运而生。很多人关注点是:如何把更多的镜头塞进手机。而实际上这其中还有一个最关键的因素:如何处理多摄镜头模组带来的海量数据?


多摄镜头模组出现,对手机ISP(图像信号处理器)的性能就提出了更高的要求。因为在用户按下手机的快门之后,ISP需要瞬间处理来自图像传感器的庞大的数据量。尤其是当前很多手机的传感器都是数千万甚至上亿像素,更是要求具备强大的ISP性能。

当前手机影像技术最强的ISP能够做到怎样的数据处理能力呢?以当前各家主力旗舰普遍搭载的骁龙888移动平台为例,其配备的Qualcomm Spectra 580 ISP支持10亿级像素的处理能力,可以每秒处理高达27亿像素的视频或者图片。


Spectra 580支持三重并发和三重并行处理。用户能够同时通过3个不同的摄像头拍摄视频,或者可以在同一时间拍摄3张照片。需要说明的是,这里的每个视频都是4K HDR品质,每张照片都是2800万像素30fps的零快门延时模式。

强大的并发和数据处理能力,能够带来专业级的影像画质,同时也为手机带来了更多的影像新玩法。用户一次拍摄,就能够获得三种不同视角的画面。这对于一些视频场景的记录非常实用。相当于变相增加了不同视角的素材,方便后期加工处理。


除此之外,3ISP带来的还有一些拍摄体验上的优化,比如能够为手机带来更平滑的变焦体验。之前多摄镜头在进行变焦的时候,需要启动不同的相机。但Spectra 580支持三颗镜头同时运行,这样用户可以随时切换到想用的镜头,减少了变焦的卡顿感。


AI推动了影像技术的变革


强大的ISP为智能手机影像的发展提供了硬件上的底层支持,而要说到手机影像能力的提升,绕不开的一个话题就是AI影像。


AI影像可以看作是近些年手机影像技术发展最重要的推动力之一。手机影像经过十多年发展之后,行业普遍意识到,绝对硬件能力的提升已无法对手机画质带来明显的改变(主要原因还是硬件发展受限于设备形态),这时候原本属于小众研究方向的“计算摄影”成为了提升手机影像能力的新途径。

于是智能手机影像技术逐渐走上了同传统相机影像技术截然不同的发展道路:传统的影像技术通过提升光学性能,去记录更多的光线、色彩、曝光等数据,着力提升专业化的使用场景。而手机影像更加偏向于“所见即所得”,用AI、算法、机器学习等手段,弥补其在光学特性上的天然劣势,同时也带来更多丰富多元的拍摄体验。


如今,AI在手机影像技术上的运用已经无处不在,你使用手机拍摄的每一张照片的背后都有计算AI介入的痕迹。曾经你拍摄一张专业品质的照片,需要精准控制对焦、曝光和白平衡。需要付出较高的学习成本和较为复杂的手动操作,才能获得一张清晰度、动态范围和色彩都准确的专业级照片。

但在手机上,这个操作就变得非常简单且高效。还是拍照三要素为例,高通骁龙888移动平台就为此专门研发了第10代3A算法,即自动对焦、自动曝光和自动白平衡。高通在研发这套算法的时候使用到了最新的神经网络技术:利用支持眼部追踪的VR头显,追踪用户的眼球来判断他们眼球聚焦主体,然后利用这些数据训练AI自动对焦和自动曝光引擎,从而让算法更加精准、快速。


这套AI算法将以往需要人工设置和干预的操作全部交给了AI引擎,用户要做的只是按下快门而已。


能够实现如此精准高效的AI影像算法,依靠的是高通骁龙888移动平台搭载的第六代高通AI引擎。实际上当前很多旗舰手机具备的诸如超级夜景、魔法换天、AI人像、HDR等亮点相机功能,都是基于这套引擎带来的强大算力而来的。

高通很早就意识到计算摄影对整个智能手机影像的重要性,为此他们很早就研发出了强大的AI神经引擎。高通骁龙888 搭载的 AI 引擎目前已经升级到了第六代,其算力达到了每秒 26 万亿次运算(26TOPS)。作为对比,去年的旗舰平台骁龙865的算力为 15TOPS,骁龙888的AI性能提升达到了73%。


强大的AI引擎算力赋予了骁龙888旗舰更强大,更专业的影像能力。比如其具备的“计算HDR”能力,骁龙888搭载的Qualcomm Spectra 580支持单帧逐行HDR,即可以在一帧图像内输出独立的长、中、短曝光的三路数据流,生成三张拥有不同细节的图像,最终获得具有更高动态范围和明暗细节的照片或视频帧画面。

拍摄照片的时候,通过计算HDR将来自图像传感器的多重曝光图像组合在一起,让图像质量有所提升。而在视频拍摄中,单帧逐行HDR还能够与4K HDR相配合,带来更宽广的视频动态范围。


和当前普通手机依靠每帧单次曝光的多帧合成的HDR能力不同,高通的计算HDR无疑赋予了手机更强大的应对极限条件的成像能力。基于这项技术,骁龙 888 不仅可以拍摄 8-bit 的 JPEG,也能利用 HEIF 格式来拍摄 10-bit 色深的照片,更能够在拍摄出动态范围更高,解析力更好的HDR视频。

而如此强大的影像能力,在之前的智能手机上是难以想象的。


你的手机,就是专业的“相机”


在高通看来,你的手机,应该是具备专业成像能力的“相机”。而为了做到这一点,高通一直在着力提升基于AI的影像体验。骁龙888移动平台具备的三ISP、3A算法、计算HDR、低光架构等一系列强大的,基于AI神经引擎而来的影像功能,都可以看作是高通为了将一部更加强大,更加专业的“相机”装进口袋而做出的努力。


这其实就是手机影像的独特之处,AI影像技术的进步让手机拍照这件事情变得轻松,惬意,甚至可以称得上是“傻瓜”。它让我们每一个人都能够用简单且容易上手的操作,拍摄出以往只有专业摄影师才能拍摄出来的画面。AI影像的出现让手机拍照体验如同傻瓜相机一样简便,且成像能力又能够媲美专业的相机。

这种简洁且强大的手机影像能力,正在逐渐改变我们记录生活的方式,同时也在推动整个影像行业技术的发展和变革。或许手机影像并不能真正取代传统相机。但毫无疑问,手机影像将会深刻影响并改变传统影像行业。计算摄影一定程度上也代表了整个影像行业的未来的发展趋势。可能从一开始,二者之间就不是所谓的替代关系,而是互相促进,共同发展。


在这个影像技术发展变革的浪潮中,作为AI影像能力的赋能者,高通骁龙移动平台在其中起到了最核心、最关键的作用。而你手中骁龙888移动平台的旗舰,其实就是一台具备专业影像能力的强大相机。


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