现如今摄影也成为用户选购的考量因素。用户追求的拍照不单是像素清晰这么简单,丰富的拍照功能、出色的夜景拍摄能力、智能化拍照等技术融合都需要具备。充满想象力的摄影效果,随手就能成大片的上手感,即刻分享的拍照体验,这些都得益于手机计算摄影的发展。
计算摄影是现代摄影领域的一个新概念,它借助数字计算技术来捕捉图像,并在具备在实用过程中提升性能、降低相机元件成本和尺寸的优势。其主要目的是通过计算技术克服传统相机的缺陷和不足,生成具有特殊用途的图像、图形和模型,以达到拍摄创意的独特效果。简单而言,计算摄影能够通过计算,将图片以多重多方式进行处理,以此来获得所需的特定图像效果。
然而早期计算摄影并不能提供丰富的摄影能力,最早的计算摄影注重智能场景化识别。相机会识别拍摄的场景类型,例如风景、人像、夜景等,根据不同的场景自动调整相机设置。这样也涉及到实时优化功能,通过计算摄影的算法来实时改善曝光、对比度和色彩等数值,以此来获得最佳的拍摄效果。
在计算摄影未加入手机之前,衡量手机拍照的好坏基本上以像素高低来评价,手机所拍摄出来的照片也十分平庸,刚在起步阶段的手机摄影并未成为用户的关注焦点。在2010年的4发布,尽管是功能机跨越至智能机的一大步,但是内置200万像素的非自动对焦,拍摄效果也平平无奇,但这也为计算摄影的加入做足了铺垫。
在融合计算摄影技术后,通过人工智能和机器学习的应用,手机可以智能辨识不同的拍摄场景,如人像、风景、食物等,以自动调整相机设置参数,从而提升图像质量。而在所有模式中,人像模式可能是最常用的一个。未开启人像模式拍摄人物,相机不会自动选择最合适的焦点,不会对人物细节进行优化,这样可能会导致人物面部等细节模糊不清,影响整体观感。开启后,相机会通过自动调整对焦、曝光、背景虚化等参数,以优化人物为主要目的,使人物的特征更加清晰、清晰,并且通常会模糊背景,使人物更加突出。
此外,计算摄影所产生的场景识别中,最特别的是夜景拍摄,它也是衡量一款手机拍摄性能重要考量因素之一。夜景拍摄的好坏取决于照片的曝光、噪点、对比度、白平衡、锐度以及色彩和光影处理,而计算摄影能够通过AI学习、多帧合成技术等功能,自动调整优化参数,夜景也能拍出清晰、明亮、细腻、自然的画面,呈现出更接近人眼所见的真实图像效果,使得图片更加真实生动,细节更加丰富。
其实如果说哪款手机最早支持计算摄影,或许大家对于这个概念都比较模糊。但是说到计算摄影,Google可谓是领军人物,具有代表性支持计算摄影的手机,那肯定离不开Google的Pixel系列。2016年,Google推出Pixel和Pixel XL机型,这两款手机的相机性能备受赞誉。Google通过软件优化,将计算摄影融入到这两款机型当中,手机的自动对焦、多帧图像合成的高动态范围(HDR+技术)、低光表现等方面得到了优化,使得用户能够轻松地拍摄高质量的照片,无需过多的手动设置和专业摄影知识。此外,Pixel手机还引入了智能辅助拍摄功能,如Top Shot(自动选择最佳瞬间)和Motion Photos(动态照片)等,让用户能够捕捉精彩的时刻。这使得这两款手机成为当时摄影爱好者和普通用户喜爱的选择之一。
计算摄影还有非常独特之处,便是它不需要依赖于硬件的特性,而是主要通过算法来提升手机的摄影性能。在镜头模组受限于手机大小的影响下,主要通过算法来提升手机摄影性能是一个非常大胆的尝试。Google凭借着强大的算法,只需在Android手机上安装Google Camera应用便能够体验到计算摄影的效果,这对当时那些没有相机调校的手机来说,简直是一大福音。正是如此强悍的算法能力,Google后面几代Pixel的相机规格不升反降,硬是通过HDR、人像、夜景、虚化等计算摄影的功能持续提升Pixel的拍摄水平。其他品牌看见,居然还能这么玩!都纷纷加入到计算摄影当中。
其实在计算摄影加入Pixel手机之前,研究人员有考虑过iPhone。起初,他们的目标很简单,就是寻找一个可编程的摄影平台。尽管相机具备高质量的拍摄能力,但却缺乏相关的计算能力,很难将计算摄影融纳进去。而iPhone作为智能手机的代表,具有非常大的潜力,但是当时的iPhone拍照并无起色,加上封闭的软件系统,让研究人员也放弃了iPhone。
直到2018年,这一年成为计算摄影走向大众的里程碑。iPhone XR上的智能HDR技术通过实时合成多张不同曝光的照片,并在屏幕上实时预览HDR效果,用户无需拍摄照片即可实时预览。正是这一升级,使得用户可以更好地调整照片的角度等因素,提高拍摄效率。这种降低拍摄门槛的操作使得计算摄影开始普及到千家万户。
随后,iPhone 11和iPhone 12在计算摄影方面表现出色。它们引入了先进的夜拍模式、智能HDR、智能辅助拍摄功能和4K视频录制,为用户提供了更高质量、更智能的拍摄体验。此外,iPhone 12还具备杜比视界HDR视频录制和A14芯片的优势,进一步提升了摄影和视频拍摄水平。
华为基于计算摄影,也做出很多创新。尽管前几代产品都走着轻薄时尚的路线,但自从2016年发布了华为P9并与徕卡影像展开合作后,华为正式迈入了摄影领域,这次合作使得华为P系列手机在手机拍照行业首次获得了举足轻重的地位。
直到P20系列,这款手机成为华为首款搭载三摄系统的手机,并内置“超级夜景”模式,即使在弱光环境下也能拍摄清晰的照片。出色的拍摄能力使得华为P20系列旗舰机型成功登上DxOMark榜首,打破了三星长期占据榜首的传统。到了2021年,手机摄影成为一个竞争激烈的领域,不同的厂商都展示出自己的实力。华为也没有退缩,华为P50以其独特的万象双环设计引人注目。与以往不同的是,华为开始走上独立影像的道路,采用自家研发的XMAGE影像系统,并从“计算摄影”迈向“计算光学”,以在不牺牲过多手机空间的前提下,实现高性能镜头模组带来的出色成像质量,进一步提升了手机摄影的水平。
小米早在2104年便成立相机算法部门,专门研发各种图像算法,例如人像美颜、夜景模式、场景识别等,这些都属于计算摄影的范畴。那么说到计算摄影,不得不提到小米11系列,当时小米大力宣传计算摄影,并称呼其为「照亮手机摄影新方向」。
具体体现在哪些方面呢?得益于骁龙888加入,内置Hexagon 780 DSP,将AI整体算力提升至26TOPS,AI性能大幅提升。此外,Spectra 580还加入基于AI的自动对焦、白平衡和曝光,提供更加出色的拍摄体验。同时,手机也进一步增加魔法换天、模范消除等特效,为用户带来更多有趣的拍摄和创作选择。
正所谓“底大一级压死人”,传感器面积越大,接受光的能力就越强,照片质量也就越高。本次小米11融入1/1.33英寸“超大杯”感光元件,配合上出色的AI运算能力,对于夜景拍摄能力得到提升。对于计算摄影更直接的应用,除了以上所说的魔法换天、模范消除特效外,时间静止、魔法分身也是本次计算摄影的发力点,可以说小米11将计算摄影最直接地体现在功能上。
小米12系列在计算摄影领域最引人注目的地方在于将仿生四足机器人CyberDog的主人追踪系统成功移植到手机内,实现了“万物追焦”。拥有卓越的主题识别、主体学习和跟踪技术,这也让小米在动态影像捕捉能力方面达到了卓越水平。
到了小米13系列,小米对计算摄影功能进行了重新评估,认为“计算摄影”会将图片进行错误曝光、过度锐化,导致拍摄的照片不够精细,带有一些“塑料味儿”。为了提供更卓越的摄影体验,小米决定回归光学摄影,并与徕卡合作,配备了徕卡原生双画质和徕卡水印功能,在影像方面为用户带来了极大的惊喜。尤其是那些充满“德味”的照片成为摄影爱好者们的信仰,这进一步增强小米13系列在影像方面的吸引力和行业地位。
vivo S系列在前置摄像头也融入计算摄影。vivo S5系列首次引入了“5重超质感美颜”功能,为用户提供了焕颜肤色、质感肌肤、元气美妆、智慧美型和精塑五官五大美颜功能,为不同用户带来个性化的拍摄体验。
vivo S7系列进一步提升了前置摄像头的配置,支持眼部追焦功能,即使在运动场景下,焦点也能持续锁定人眼部,避免成像模糊的情况发生。直到vivo S16系列在前置摄像头方面再次突破,采用了容纳两颗柔光灯的设计,实现了微缝补光2.0技术。通过精妙的自由曲面设计,光线被引导到外部,并借助细密的菲涅尔纹将光线柔化,呈现出令人惊艳的补光效果,媲美自然光的质感。而vivo S17系列则引入了vivo最大的光圈f/20,比f/2.4光圈提升了近50%,但在暗光环境下,进光量仍然无法满足用户需求。因此,vivo S17系列巧妙地在机身正面融入了两个柔光灯,补光角度提升至90°,使肤色更加白皙自然,极大地提升了体验。
vivo从2020年投入影像与AI、设计结合的技术创新布局,以此来作为长期核心赛道。X50系列内置黑光夜视功能,将为防抖与AI降噪算法充分结合,在暗光环境下增强图像的可见性和清晰度,提升夜景照片成品质量。到了X60系列,蔡司的加入,有着蔡司镜头的加持的X60系列,首先改善了普通镜头容易出现的画面发白、紫边、“鬼影”等问题。同时,内置第二代微云台,全新升级的四轴防抖技术,进一步提升夜拍时的曝光时间,大幅度降低糊片概率;另外,第二代微云台特有的补偿功能,简直是拍照“手抖星人”的救星!
而后续的X70、X80、X90系列均都配置上自研芯片,初代自研V1芯片在拍照时,支持实时预览成片、手动调整曝光及夜景摄影三大主要功能;二代V1+芯片,对比上一代功耗更低、更快速满足3D实时立体夜景降噪、MEMC插帧和AI超分,延续V1芯片的更大方向;V2芯片在V1+的基础上进行升级,游戏、视频时能提供插帧,更流畅,另外还有长焦摄影、运动抓拍、暗光抓拍等自研影像算法、“零”延迟抓拍、运动检查算法等功能加持,这也一度让vivo X90系列拥有达到专业相机的水准。这些都是不断在计算摄影领域钻研、探讨得出的成果,不得不说计算摄影将手机摄影带到了全新的高度。
OPPO在手机摄影上一直都有自己的独到见解。早在2013年,OPPO就创新带来镜头可旋转的OPPO N1,打破传统的前后镜头排布的刻板印象。不过,这只是OPPO引领移动影像新潮流的开始。2014年的时候,一枚只有1300万像素镜头却能拍出5000万像素的照片,你觉得可能吗?在那“性能为王”的年代,能够专注影像创新的可能只有OPPO了吧。当时发布的OPPO Find 7,不仅率先采用索尼第二代堆栈式摄像头,还独创了“PI原画引擎2.0”算法。通过软硬件的结合,带来超高信噪比和超强图形计算能力,从多张照片中合成一张5000万像素的超高清照片。即便现在,多帧合成技术依旧被广泛应用。
2019年,OPPO Reno 10倍变焦版的出现,再次引起人们关注。那就是他首次用上潜望式镜头,拥有160mm等效焦距,可实现10倍混合光学变焦,最高实现60倍数码变焦。这也正式带火了手机长焦功能,也为后续OPPO发力长焦夯实了基础。2021年,在OPPO Find X3 Pro正式推出全链路色彩管理系统,其中包含了全链路10bit及色彩管理两大核心技术。这也打破了只注重算法而忽略色彩美感的年代,带来全链路10bit色彩覆盖,使得成像更加细腻自然。
同年,OPPO发布首个自研芯片——马里亚纳® MariSilicon X。这只专为影像而生的NPU芯片,可提供等效高达18TOPS的AI算力和20bit的超高动态范围处理能力,可对每帧画面进行像素级AI降噪处理,实现4K超清夜景拍摄。首次搭载使用此芯片的机型,则是2022年发布的OPPO Find X5 Pro,也喊出“一帧影像动,用两块芯片”的宣传语,开启OPPO一机双芯时代。2023年,OPPO Find X6 Pro以超光感潜望长焦作为突破点,率先在长焦上采用大底传感器和光学技术,使得暗光长焦有突破式进展。另外,在哈苏色彩和超光影图像引擎,能够在各种场景下获得出色的拍照效果。
如果说传统摄影的重点是「拍」,那么计算摄影的重点便是「算」。通过计算摄影强大的软件实力弥补了手机摄影硬件的不足,借助算法自动调整参数和多帧合成等功能,降低摄影的门槛,提高成片率。在大众消费者中成为主流,并且不断进步。如今各个手机厂商都在卷摄影,vivo与蔡司展开合作、OPPO与哈苏携手共创手机摄影、华为着手自主开发XMAGE摄影技术、苹果则专注开发自己独特的色彩风格。从行业发展来看,都想要将手机摄影带到更高的一个阶层;从用户使用来看,都希望能够提供更卓越的手机拍摄体验。
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