手機攝影卷到盡頭,還能卷什么?

攝影最初的訴求是什么?
為了對抗時間的流逝和空間的變換。
在手機功能、硬件嚴重同質化的年代,影像功能,成為了如今旗艦手機最重要的一項技能比拼。
如何定義「好照片」? —— 這個問題我們似乎找不到一個確切、可量化的答案,每個人心里或許會有不止一把秤,而不同的廠商也會有不同的理解。但每個廠家在不斷追求更強的相機性能,更優(yōu)秀的屏幕素質,其最終目的反而回歸了記錄畫面最初的那個目的:把肉眼所看到畫面,盡可能真實地還原重現(xiàn)。
為「拍得好看」,Android 平臺的各大廠商拼命卷硬件、卷芯片、卷算法、卷體驗,用「計算攝影」共同促進了 Android 平臺影像的進步,拉小了與 iPhone 的差距,甚至出現(xiàn)了不少優(yōu)于 iPhone 的旗艦選手,甚至成為移動影像、計算攝影的引領者,其影像硬件、HDR 技術、算法,甚至是 AI 能力都不輸 iPhone。

但 iPhone 對移動影像體驗的理解是全面的,它不僅局限于手機的相機 app 內,而是貫穿手機影像生產到享受的完整體驗,從按下快門到圖片查看、后期,甚至是分享的每一環(huán),蘋果都考慮到,并用對應技術作支撐 —— iPhone 在這方面依舊是資優(yōu)生,它通過自己強悍的技術開發(fā)能力,將高動態(tài)范圍影像從記錄到重現(xiàn)的環(huán)節(jié)完全打通,而且用戶體驗近乎無可挑剔,最終目的是服務于自己的產品生態(tài)。
從之前的 P3 色域、10bits 色深、HEIF/HEVC 格式等色彩性能布局,就足以看出蘋果的前瞻性,再以 iPhone 12時代開啟的杜比視界對高動態(tài)范圍畫面的實現(xiàn),做到了拍攝、處理、播放全鏈路布局,促使了整個行業(yè)對 HDR 視頻內容的普及 —— 如今我們已經能看到,無論是 YouTube、Netflix、Disney+,還是 bilibili、愛奇藝、優(yōu)酷、騰訊等平臺,都已經開始對 HDR 視頻內容的支持,它們也促使了 Android 平臺對 HDR 視頻內容的陸續(xù)兼容。

在 HDR 視頻內容的襯托下,我們還看到了 Android 平臺與 iPhone 在 HDR 靜態(tài)圖像的差距,iPhone 已經能針對靜態(tài)圖片進行 HDR 的渲染,而 Android 平臺至今只有 vivo X80 Pro 的 XDR Photo 技術實現(xiàn)類似的功能。
01
「好照片」需要被定義
更需要被展示出來
vivo 挺低調的,X80 Pro 首發(fā)了 Android 平臺 HDR 照片渲染顯示的 XDR Photo 技術,官網卻只用了一句話帶過。

我們聽過蘋果的 Pro Display XDR 顯示器,這里的 XDR 事實上是 HDR 高動態(tài)范圍顯示技術的進化版,而 XDR 是蘋果給這項技術創(chuàng)造的營銷名詞,全稱為 Extreme Dynamic Range / 極致動態(tài)范圍,而本質還是 HDR 技術。
而 vivo X80 Pro 首發(fā)的 XDR Photo 技術,實際上借用了類似的概念,將 HDR 顯示帶到照片上去,成為 Android 平臺首個實現(xiàn)全鏈路 HDR 照片的機型;那這里面究竟包含了哪些技術呢?
早期的 HDR 技術就是一個簡單的相機功能。因為相機的感光元件高動態(tài)范圍光線記錄能力是有限的,假如自然界的亮度范圍是 0~100 份,那么相機只能記錄其中的 50 份。多出來的呢?要么高光溢出,要么暗部死黑,記錄不到了。

這個時候的 HDR 拍照功能呢,為了盡可能多的記錄細節(jié),就通過一系列多幀合成,階調再映射等機內處理算法,把單張照片夠不著的高光和暗部細節(jié),都強行混合到了一張照片中。這樣做好處確實是畫面的細節(jié)更多了,但問題在于,如果以常規(guī)的方式來回放,畫面會顯得臟兮兮的不是那么自然。


在以常規(guī)方式回放的時候,我們看到畫面就是一個把極限高光和極限暗部強行擠到中間調里的畫面,無論算法多么巧妙,它都干涉了整個畫面原有的明暗分布。人眼在看東西的時候,其實不僅僅單純的在靠眼睛看,它還會依靠大腦的常識經驗體系自行“腦補”,這種反常識的打亂了細節(jié)平衡的畫面,往往會看上去與經驗中的畫面不符,細節(jié)是有了,但亮度不對啊,天空居然黑乎乎的,顯得很假。
蘋果和 vivo 的 XDR 生態(tài)則是為了解決這個問題,先是進一步優(yōu)化了相機端記錄高動態(tài)范圍信息的能力,以更高的元器件性能,更為復雜的機內算法,如 X80 Pro 的 1/1.3 英寸 GNV 圖像傳感器、蔡司 T* 光學鏡頭、新的自研 V1+ 芯片都是背后的基礎。然后呢?就是重現(xiàn)畫面里最終也是最重要的一步,一塊性能強悍到能夠欺騙眼睛和大腦經驗性常識的屏幕,以及后面精心適配的回放算法。

通過整個處理鏈路里所有環(huán)節(jié)的配合,把記錄的細節(jié)放回到它該在的亮度位置上,讓高光回歸高光,暗部回歸暗部,畫面階調與相機拍攝的最初的畫面盡可能的一致。這就是 HDR 的畫面為什么一眼看上去就顯得那么有視覺沖擊力的原因,因為它細節(jié)豐富,整體看起來又相對真實,這在以往的影像體驗中是不曾有過的。
這里對于屏幕本身的性能要求是非常高的,因為高動態(tài)范圍的畫面,就跟它名字一樣,往往包含了極高亮度的部分,此時如果屏幕的極限亮度達不到,就無法實現(xiàn)把高光區(qū)從中間調薅出來,單獨進行重現(xiàn)的效果。這也是為什么 iPhone 的屏幕能做到極高的 1000nits 的激發(fā)亮度,甚至昂貴的蘋果的各類 XDR 顯示器,在如今遍地 OLED 主動發(fā)光像素時代甚至要用專門的分區(qū)背光光源;vivo 同樣為實現(xiàn) XDR Photo,在 X80 Pro 用上了這塊三星 E5 基材的 2K OLED 面板 —— 我們實驗室對測得它全局亮度達 819.58nits,局部峰值亮度甚至能到 1500nits。

當然堆硬件誰都會,但為什么在 X80 Pro 之前,全鏈路 HDR 顯示還都是蘋果的獨門技術呢?究竟難在哪呢?
要實現(xiàn)全鏈路 HDR 照片的顯示,就僅靠技術的簡單拼湊是走不通的,難在它需要打通整個鏈路,從最初影像的采集、處理、到文件管理、到屏幕顯示回放,涉及的是一整套解決方案。
HDR 影像的采集其實大家都能做,且做得都不錯,但基本也僅止步于此,本質只是用 HDR 技術來拍好 SDR 照片罷了,而真正拉開差距的是后面將 HDR 內容真正回放顯示出來的環(huán)節(jié),過程中的硬件、算法、系統(tǒng)、調試,都需要大量的針對性的工作 —— 高低亮區(qū)識別、場景的智能分割提亮處理、HDR 顯示工況下照片數據到物理像素的重新標定,甚至是色域色彩機制的匹配等方面都需要考慮上。
在 Android 平臺里,vivo 是第一個做到的。
02
為了能更好地看見
蘋果,是真正將 HDR 渲染顯示(含靜態(tài)照片與動態(tài)視頻)這項技術帶到手機,甚至是平板、筆記本等移動設備平臺的廠商,他們將這項技術稱為 EDR / Extended Dynamic Range 擴展動態(tài)范圍,甚至有相關的API 供開發(fā)者直接調用。而 X80 Pro 的 XDR Photo 技術,是 vivo,甚至是 Android 平臺在類似的 HDR 靜態(tài)照片顯示方面邁出了第一步,實際療效如何呢?
除了 X80 Pro,我們還選來開創(chuàng)者 iPhone,以及 Android 平臺另一款影像和屏幕顯示素質口碑都還算不錯的 Magic4 Pro 作對比。
這里先給大家展示三款機子在同一場景拍攝的幾組直出樣張。




就單純地從樣張看,總的來說三款機子本身的影像素質都是不錯的,只是在同一個場景下三者有時會有不同的發(fā)色傾向,如白天的 Magic4 Pro 更傾向于略帶溫暖的色調,開啟蔡司色彩的 X80 Pro 會相對素雅耐看些,而 iPhone 會相對冷峻點;而夜間大光比環(huán)境下,X80 Pro 本身細節(jié)處理得就比較好,特別是亮處細節(jié)會比較豐富,這會給后面 XDR Photo 的處理、顯示出更多的細節(jié)發(fā)揮空間。
更重要的是這些內容在各自屏幕上的顯示效果,還需要說明一下,因為翻拍的相機、網絡平臺內容承載的方式,以及呈現(xiàn)給各位看官的內容仍是 SDR 形式,與實際的 HDR 顯示有一定差距,但我們會盡可能在有限的 SDR 環(huán)境下還原當中的差距,為了更直觀在 SDR 環(huán)境下展示高亮處的差距,以下翻拍會將曝光度調到-1.3~0.3 之間拍攝。
將三臺手機的屏幕亮度都調節(jié)到 50%,先看這一組戶外的照片,畫面主體是一面玻璃外立面、一面金屬立面的建筑,而左邊遠處是帶有云層的天空 —— 從前面直出的一組樣張看,無論是建筑還是天空的曝光,三者都是比較接近的,但來到各自的屏幕上,差別就出來了:肉眼能明顯感覺到沒有 HDR 效果的 Magic4 Pro 整體相對黯淡些,特別是左側天空的云層顯得單薄缺少層次感,有 HDR 顯示加持的 iPhone 和 vivo 會通透不少。


中間建筑平臺的暗處亮度三者基本接近,但有 HDR 顯示的 iPhone 和 X80 Pro 在此場景下營造通透感的方式并不相同,iPhone 會在左側天空的地方提亮云層,而 X80 Pro 左側的云層雖然有一定程度的提亮,但更多是在建筑玻璃上較亮的地方增亮了,還有右側建筑的金屬里面的明暗對比要勝于 iPhone 和 Magic4 Pro。

而同樣的取向還可以看這一組,iPhone 和 X80 Pro 的天空用更高的亮度拉高了氛圍感,而且在各自屏幕上能看到云朵的層次感,不過 iPhone 的天空提得更亮一丟丟,而 X80 Pro 右側墻面也有適當提亮。


轉戰(zhàn)白天的室內,這一組商場內部往門外拍攝的樣張,首先第一印象是 iPhone 門外的亮度是最高的,但放大看門外的細節(jié)不如 X80 Pro 和 Magic4 Pro 的豐富,而從前面直出樣張組能看到二者門外的細節(jié)豐富程度幾乎不分伯仲,但還是因為有 XDR Photo 的加持,X80 Pro 拍攝的畫面在它屏幕上看就是要比 Magic4 Pro 通透。


同樣的畫面取向,我們深入商場內部,在大量人造光的場景下 iPhone 和 X80 Pro 的燈光要更亮,但放大看這個「A」字燈,iPhone 的細節(jié)其實還是不及 X80 Pro 和 Magic4 Pro 的,只不過 Magic4 Pro 還是吃了缺少 HDR 顯示的虧,讓 X80 Pro 的氛圍感更占上風。


等天黑后,我們走出戶外,更能發(fā)現(xiàn)三者的調校傾向 —— 這個場景光線更復雜了,Magic4 Pro 之前高光的細節(jié)還原優(yōu)勢在這降了一個級別,依舊是 X80 Pro 把遠處小燈箱的字給還原了出來,左側打光的海報上,雖然 iPhone 的亮度更高,也更接近眼睛所見,但 X80 Pro 的氛圍感更到位,而 Magic4 Pro 還是顯得黯淡了些。



最后我們再來一組更苛刻的樣張 —— 講真,這組車燈直照的照片對手機而言實在太苛刻,嚴格上來說,三者的整體表現(xiàn)都不算太好,面對大炫光都有不同程度的偏色,不過 iPhone 和 Magic4 Pro 的鬼影要嚴重些(特別是 iPhone),X80 Pro 因蔡司 T* 光學鏡頭的加持,鬼影是當中最淺的,另外相機較強的多幀合成能力,它明亮燈光處的細節(jié)也是更豐富,而不是一片死亮。


03
一枝獨秀不是春
百花競放春滿園
行文至此,HDR 顯示技術對于手機影像的意義就很淺顯了 —— 就是進一步榨干 HDR 影像的功效,盡可能覆蓋 HDR 影像的采集、處理以及顯示層,實現(xiàn) HDR 攝影的全鏈路覆蓋,而不是如以往,明明高亮度 OLED 面板在旗艦手機大范圍普及的前提下,靜態(tài)圖片的顯示還被限制在 SDR 標準內。
消費升級的概念被不斷提及,然而消費升級就不該只是價格上的提升,更應體現(xiàn)在質量和體驗上 —— 我們需要更好的記錄,于是基于計算攝影的手機影像給我們帶來更方便更優(yōu)質的記錄方式;而我們也需要更好地看見,于是我們不僅看到 10bits 色深時代的到來,還有 iPhone 的 EDR,和 vivo XDR Photo 的 HDR 內容顯示增強技術。

XDR Photo 之于 vivo,甚至是 Android 平臺的意義是積極的,將 Android 平臺對影像全面體驗的理解往 iPhone 靠近,甚至做到了即使用自帶的相冊工具對 HDR 照片進行修改,其最終的 HDR 效果也依舊得到保留。

X80 Pro 是唯一能夠在 Android 平臺真正實現(xiàn)高動態(tài)范圍影像從拍攝到回放整個鏈路的手機,這一點其實已經足夠有開創(chuàng)性了,加上碎片化的 Android 平臺驅動層跟 iOS 差異巨大;但我們仍希望看到的是 vivo 未來能進一步推動 XDR Photo 的技術,帶動其它 Android 平臺重視類似的 HDR 渲染顯示技術普及,甚至是相關技術的統(tǒng)一,畢竟一枝獨秀不是春,百花競放春滿園 —— 雖然蘋果相關的 EDR 技術 API 端口已開放給開發(fā)者,但要想相關技術得到更多第三方的使用和普及,還需要有 Android 平臺的一眾廠商加入,才更能促使三方應用跟進,給廠商、平臺、內容生產者、消費者等多方的利益最大化。