聯(lián)結(jié)單攝“孤島”,榮耀押寶“多主攝融合”的路子走對了嗎?
文 | 曾響鈴
來源 | 科技向令說(xiangling0815)
中秋節(jié)晚上逛朋友圈,自然少不了要見識一下神州大地各個地方的月亮。借助手機, “咔嚓”一聲定格下一幀月色,分享給遠方的親朋好友,每個人都可以實現(xiàn)古人“海上生明月,天涯共此時”的暢想。
與手機攝影的簡單而純粹不同的是,目前手機攝影行業(yè)卻陷入了一個誤區(qū):軟件算法的提升,跟不上硬件規(guī)格的提高。
最直觀的現(xiàn)象就是:手機鏡頭數(shù)量越來越多,針對多攝聯(lián)合攝影的算法,卻處于開闊蠻荒之初的狀態(tài)。這就好比,食材越來越頂級,廚師廚藝卻長進有限,這樣做出來的菜,口味真的會好嗎?
硬件規(guī)格的提升,解決不了手機攝影的“三大痛點”
“其實我也不懂,只是單純覺得攝像頭越多,拍照肯定就越厲害吧,畢竟這么多鏡頭不是吃素的。” 在和響鈴聊天時,小霖表露了她對手機攝像頭數(shù)量的看法:攝像頭越多,拍照越厲害。她的想法,也或多或少地代表了一部分消費者在選購手機時,對手機攝像頭數(shù)量的看法。
為此,響鈴統(tǒng)計了主流手機廠商旗艦機型攝像頭的數(shù)量,可以簡單地總結(jié)為:“三攝遍地走,四攝握在手”。
誠然,攝影技術(shù)作為每年升級的重頭戲之一,鏡頭數(shù)量的提升可以給消費者帶來相當大的視覺沖擊,但鏡頭數(shù)量越多拍照就越好,顯然是一個認知的誤區(qū)。
手機攝像頭數(shù)量增加,規(guī)格提升,確實可以提高拍攝的質(zhì)量,但以下“三大痛點”,并不是單單硬件規(guī)格提升就能解決的:
1傳感器尺寸與機身大小和厚度的矛盾。
從單攝、雙攝再到多攝成為主流,手機鏡頭大小也從持平手機背面,到高高凸起,最后需要一個碩大的相機模組才能裝下。
龐大的相機模組,增加了手機的重量,導致許多半斤機(貼膜帶殼后超過250g)出現(xiàn),在增加鏡頭磨損風險的同時,犧牲了手機握持的舒適度。
正如小霖感慨;大攝像模組手機在進行《王和榮耀》、《原神》等橫屏手游時,寬大的鏡頭模組硌手、難以握持,甚至到了影響游戲操作的地步。此外,有些手機布局不合理,發(fā)熱部位靠近相機模組,增加了使用背夾散熱的難度。

這是手機廠商妥協(xié)導致的,鏡頭的“底”(即感光面積)越大、焦距越長,拍攝效果自然也就越好,為了追求更高的硬件規(guī)格,只能犧牲手機的手感。
所以,如何在不擴大傳感器尺寸的情況下,提升成像效果,是目前手機攝影第一個亟待解決的痛點。
2定焦鏡頭與人像常用的中近焦段畫質(zhì)損失,邊緣出現(xiàn)明顯鋸齒的矛盾。
由于現(xiàn)在智能手機使用的都是定焦鏡頭,焦距在鏡頭安裝在手機上的時候就已經(jīng)固定了。
以目前主流旗艦機型搭載的1x的主攝和3.5x光學變焦的長焦鏡頭組合為例,在1x到3.5x之間的中近焦段,其實是通過主攝的放大畫面裁切和數(shù)字變焦,來實現(xiàn)畫面的連續(xù)變焦的。
然而,這種混合接力式的變焦過程會導致中近焦段的畫質(zhì)的損失,在畫面邊緣出現(xiàn)明顯的鋸齒。

而這種中近焦段其實是我們常常用來拍攝人像、植物花卉、小動物等需要突出畫面主題時常用的焦段,邊緣不銳利,成像的鋸齒和細節(jié)模糊讓整張照片觀感大打折扣。
如何利用算法,實現(xiàn)人像等常用中近焦段的良好的變焦拍攝效果,是目前手機攝影第二個亟待解決的痛點。
3超廣角畫幅更大,但因尺寸問題傳感器卻小于主攝的矛盾。
廣角鏡頭有著更大的畫幅,由于手機的空間有限,超廣角鏡頭的傳感器尺寸通常小于主攝。

超廣角傳感器尺寸小,也就是說感光面積和像素點數(shù)量更少,畫幅卻又要比主攝大很多,這就導致相同視場范圍內(nèi)的有效點數(shù)就越少,解析力和細節(jié)表現(xiàn)和主攝差距很大。
相同視場范圍內(nèi)的有效像素點數(shù)被稱之為空間采樣率。以Magic3為例,主攝和超廣角鏡頭的空間采樣率是4.7:1,這也就是主攝比超廣角照片清晰度高的原因。
通俗來講,就是超廣角鏡頭拍攝出的照片相比主攝來說更模糊,使得在拍攝風景等需要大畫幅時,超廣角的色彩、細節(jié)等成像質(zhì)量遠遠不及主攝的效果,照片質(zhì)量直接下降一個等級。
如何解決超廣角鏡頭畫幅大、空間采樣率低導致的成像質(zhì)量低的現(xiàn)狀,是目前手機攝影第三個亟待解決的痛點。
攝像頭數(shù)量越來越多,但在算法和鏡頭的實際利用上,卻呈現(xiàn)出各自為戰(zhàn)的“孤島”狀態(tài),也就是說菜雖然更好吃,是食材品質(zhì)提升了,但廚師技術(shù)依舊沒進步。
因而,手機行業(yè)目前亟需將“孤島”式的攝像頭,“聯(lián)合”起來,解決行業(yè)中的“三大痛點”。
“多主攝融合攝影”技術(shù),是聯(lián)合“孤島”的正確方向嗎?
其實,為了解決這“三大痛點”,在手機搭載多個攝像頭之初,就有多個廠商對手機融合攝影有過探索。
融合攝影,指的是結(jié)合計算機視覺、圖形和圖像處理技術(shù),配合手機的光學系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)等提升拍攝能力的一種方法,顧名思義,就是用算法改善手機的攝影效果。
該技術(shù)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了以下三個階段:
1單攝多幀融合階段:此階段的代表技術(shù)為蘋果的“Deep Fusion”計算影像技術(shù)。
蘋果的“Deep Fusion”單攝多幀融合的技術(shù)細節(jié)為:采集連續(xù)多幀的畫面,再通過AI算法模型的識別增加細節(jié)與亮度,最終合成一張清晰照片。

連續(xù)拍攝9張照片后,再進行計算合成,“Deep Fusion”技術(shù)能夠一定程度上提高圖像清晰度、動態(tài)范圍、降低噪點。但是由于單攝多幀算法依舊還是只使用了一個鏡頭,所起歸根到底,對畫質(zhì)的提升還是依賴鏡頭本身的素質(zhì)。
該技術(shù)只能算作是對單鏡頭拍攝的修繕,并不能解決上述“三大痛點”問題,手機攝像頭之間還是“孤島”狀態(tài)。
2單一焦段多攝融合:此階段的代表為華為的“XD Fusion”技術(shù)。
單一焦段多攝融合指的是在某個焦段使用了多攝多幀融合,更進一步的提升了單一焦段的畫質(zhì)。華為“XD Fusion”技術(shù)采用的便是這一方案,XD Fusion卻可以做到超廣角和主攝同時工作并進行多幀融合。

通過把主攝多幀畫面融合之后用算法裁切放大,再與長焦鏡頭相融合,實現(xiàn)單一場景的畫質(zhì)提升、降低噪點、優(yōu)化細節(jié)的效果;
但這些都是淺嘗輒止,或者說是隔靴搔癢,也有過很多相關(guān)的技術(shù)分享,此處不再贅述,沒有真正入門,達到登堂入室的地步。
3全鏡頭參與的全焦段融合技術(shù):代表廠商為榮耀的“多主攝融合計算攝影”技術(shù)。
全鏡頭全焦段融合,指的是通過軟件融合算法,將所有攝像頭采集的信息都利用起來,讓多顆攝像頭之間彼此交流,全場景的提升圖像的拍攝質(zhì)量,為用戶帶來全焦段超清拍攝體驗。

這是目前最讓人驚喜和期待的技術(shù),原因在于該技術(shù)是唯一一個真正將各個“孤島”式的鏡頭連結(jié)起來,充分發(fā)揮不同鏡頭的優(yōu)勢的技術(shù)。
而目前,朝著該方向邁出這一步的手機廠商,只有榮耀一個。
首先,針對傳感器尺寸與機身大小和厚度的矛盾問題,榮耀采取的彩色傳感器+黑白傳感器雙主攝融合方案。
以榮耀Magic3系列為例,彩色傳感器提供曝光和色彩,高清黑白傳感器提供紋理和細節(jié),再利用算法將兩個鏡頭的成像融合在一起的方式,提升主攝的成像質(zhì)量,實現(xiàn)1+1>2的效果。

舉個簡單的例子,把攝影比作繪畫,之前行業(yè)的普遍做法是,用一支筆完成輪廓勾勒和畫面上色兩件事。榮耀的做法則是,先用鉛筆勾出輪廓,再用上色筆上色,繪畫質(zhì)量自然就有了大幅提升。
但與繪畫不同的是,該技術(shù)的最大難題在于,感光紋理和細節(jié)的是黑白傳感器,負責曝光和色彩的則是彩色傳感器,兩張不同的照片,涉及到視角差的問題,如何利用算法精準匹配?

兩個手機鏡頭就像人類的兩只眼睛,視角差指的是兩個鏡頭由于位置問題,在拍攝時同一物體時,夾角會造成拍攝到的畫面角度不同,因此兩張圖像無法直接融合?,F(xiàn)實環(huán)境千差萬別,榮耀Magic3系列使用了經(jīng)過海量大數(shù)據(jù)學習的AI智能融合的方案,才得以提高圖像的融合成功率。
其次,針對定焦鏡頭與人像常用的中近焦段畫質(zhì)損失,邊緣出現(xiàn)明顯鋸齒的矛盾,榮耀的解決方案是彩色主攝+超廣角融合。
以榮耀Magic3系列為例,在融合算法的加持下將彩色主攝+超廣角相融合,彩色主攝拍攝的更清晰,超廣角鏡頭拍攝的畫幅更大,通過算法將兩者的感光數(shù)據(jù)融合在一起,用算力換畫質(zhì),彩色主攝的高保真細節(jié)填充到畫面中間部分,使得中心清晰度提升可高達80%,以此增強超廣角照片畫質(zhì)。

該技術(shù)的難點在于:算法填充中心區(qū)域后,圖像中心的清晰度會高于邊緣,細節(jié)上的高落差使得觀感會較為生硬。為了避免這個問題,榮耀Magic3系列使用了智能平滑算法,可以將平滑區(qū)域智能調(diào)整,避免生硬過渡。讓融合后的照片看起來顯得渾然一體。
最后,針對定焦鏡頭中近焦段畫質(zhì)損失問題,榮耀的解決方案是彩色主攝會與潛望式長焦鏡頭融合。

與提升超廣角照片畫質(zhì)類似,在定焦鏡頭中近段畫質(zhì)損失的問題上,榮耀先使用長焦鏡頭拍攝得到畫面中央部分的清晰細節(jié)。然后,利用融合算法,將清晰的細節(jié)融入到主攝拍攝的畫面中,從而大幅增加人像焦段(54~94mm焦段)圖像拍攝清晰度,最多可以提升180%。
對當前的榮耀來說,營銷噱頭和實際體驗,哪個更重要?
多主攝融合計算攝影技術(shù),榮耀其實算是行業(yè)內(nèi)第一個“吃螃蟹”的人。
之所以說是“吃螃蟹”,第一個原因在于這項技術(shù)看似很簡單,因為實現(xiàn)多攝融合的思路很清晰:發(fā)揮各個鏡頭的長處,利用算法進行協(xié)調(diào)優(yōu)化。
但實際操作上,卻是一個復(fù)雜而海量的系統(tǒng)工程,算法如何介入、何時介入?如何規(guī)避算法帶來的失真問題?即便榮耀從2016年開始,在雙攝機型榮耀8上就進行了計算攝影技術(shù)的探索,但想真正實現(xiàn)隨心所欲的多攝融合,依舊是個工程量巨大的難題。
此時,單純的攝影算法已經(jīng)很難支撐起如此規(guī)模巨大的計算量和高要求攝影的需求,必須要有影像系統(tǒng)的介入。
為此,榮耀打造了HONOR Image Engine計算平臺。簡單來講,該平臺的作用是:支持芯片平臺異構(gòu),不受芯片約束,跨芯片平臺統(tǒng)一影像風格;同時,通過RGB、灰階、光譜、深度等多維度信息綜合優(yōu)化,以便真正意義上實現(xiàn)全鏡頭參與,全焦段融合,全芯片異構(gòu)的軟件優(yōu)化影像技術(shù)解決方案。

對榮耀自身來講,HONOR Image Engine平臺的意義不言而喻。首先,在戰(zhàn)略層面,根據(jù)榮耀總裁趙明的說法,它是一次技術(shù)的提前下放。本將用在下一代Magic產(chǎn)品上的,這次提前用在了榮耀Magic3上,快速落地以搶占先機,榮耀希望藉此技術(shù),讓自己成為手機攝影行業(yè)創(chuàng)新性突破的前鋒。
其次,它既是一個信息采集系統(tǒng),又是一個計算攝影平臺,基于這個平臺的基石作用,榮耀在未來手機攝影上可以玩出很多“新花樣”。
而對整個手機攝影行業(yè)來講,也是一件扭轉(zhuǎn)風氣的好事:唯攝像頭論的不正之風得到糾正,從堆砌硬件到重視多鏡頭優(yōu)化使用,算法,特別是由榮耀發(fā)起并領(lǐng)導的多攝融合算法,也將越來越被重視。
第二個“吃螃蟹”的原因則是:相對于攝像頭數(shù)量,花費大力氣的算法在面向消費者的宣傳時,是相對劣勢的。
原因很簡單,攝像頭數(shù)量一目了然,人們也愿意相信鏡頭越多拍照越好的謊言,而多攝融合背后的算法和專業(yè)名詞,消費者很難聽得懂,視覺上也沒有那么直觀。
所以,營銷噱頭和實際體驗,哪個更重要?
從短期看,營銷噱頭更重要,但從長期看,消費者的實際體驗才是品牌真正的“核心競爭力”。榮耀試水吃螃蟹的“多主攝融合”是一個看似費力不討好的“冷門”方向。但方向冷門,從市場反響上看,效果卻很“熱門”。
作為硬件規(guī)格行業(yè)領(lǐng)先的全能科技旗艦,榮耀Magic3自上市以來在4K-8K價位段累計銷量第三,在高端市場已經(jīng)站穩(wěn)腳跟;而作為一匹“白馬”,榮耀市場份額V型反彈增速飆至16.2%,整體回溫、高端突破就是最好的寫照,也意味著真正去解決手機攝影行業(yè)痛點,引領(lǐng)技術(shù)前進的企業(yè),才能獲得市場的青睞。

寫在最后
對大多數(shù)人來說,手機攝影內(nèi)部的技術(shù)是個黑箱,不需要了解原理是什么,拿起來能拍出一張好照片就可以了。榮耀也將手機攝影未來發(fā)展方向的追求,定為在基礎(chǔ)畫質(zhì)上對標專業(yè)設(shè)備,在場景優(yōu)化上對標修圖師,在表達創(chuàng)作上對標攝影師,也直指攝影的本質(zhì)——記錄和表達。

在這個人人都是創(chuàng)作者的時代,每一個拿起手機進行拍攝的人,都是穿行于客觀記錄和主觀表達這兩極間的旅行者。
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【完】
曾響鈴
1鈦媒體、品途、人人都是產(chǎn)品經(jīng)理等多家創(chuàng)投、科技網(wǎng)站年度十大作者;
2虎嘯獎評委;
3作家:【移動互聯(lián)網(wǎng)+ 新常態(tài)下的商業(yè)機會】等暢銷書作者;
4《中國經(jīng)營報》《商界》《商界評論》《銷售與市場》等近十家報刊、雜志特約評論員;
5鈦媒體、36kr、虎嗅、界面、澎湃新聞等近80家專欄作者;
6“腦藝人”(腦力手藝人)概念提出者,現(xiàn)演變?yōu)椤白悦襟w”,成為一個行業(yè);
7騰訊全媒派榮譽導師、多家科技智能公司傳播顧問。