芯耀
2001
編 輯：鐘立磊
近日，中國國家地理主辦的2023中國野生生物影像年賽啟動(dòng)儀式在深圳舉辦。和絕大多數(shù)野生生物攝影項(xiàng)目不同，年賽自創(chuàng)立以來便設(shè)立手機(jī)組別，鼓勵(lì)大家用觸手可及的設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)作和探索。
而這種讓手機(jī)和相機(jī)同臺(tái)競技的做法，也讓不少攝影愛好者重新思考一個(gè)問題：「如何用手機(jī)拍和專業(yè)相機(jī)媲美的照片？」或者用更直白的方式來說——手機(jī)拍照有超越專業(yè)相機(jī)的可能嗎？
如果單從部分配置上看，手機(jī)和專業(yè)相機(jī)之間確實(shí)存在差距：在犧牲了便攜性、易用性和高成本的前提下，專業(yè)相機(jī)用更大的機(jī)身換來了更大的傳感器、更準(zhǔn)確的對(duì)焦模塊。
當(dāng)然了，專業(yè)相機(jī)所使用的專業(yè)鏡頭在設(shè)計(jì)時(shí)也不需要照顧用戶對(duì)「鏡頭突起」的反感情緒，可以放心大膽地用復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)和價(jià)格高昂的特殊鏡片來提高鏡頭的光學(xué)表現(xiàn)。這些都是現(xiàn)階段智能手機(jī)在比拼參數(shù)時(shí)必須承認(rèn)的差距，畢竟相機(jī)的唯一職責(zé)就是拍照，但拍照只不過是手機(jī)的其中一個(gè)使用場景而已。
但這就意味著智能手機(jī)拍出來的照片趕不上專業(yè)相機(jī)嗎？事情沒有這么簡單。
ISP是手機(jī)攝影的超車點(diǎn)
和專業(yè)相機(jī)類似，智能手機(jī)拍照也可以分為四個(gè)階段，分別對(duì)應(yīng)四組不同的元件：鏡頭負(fù)責(zé)將外部的景色聚焦在手機(jī)的圖像傳感器上。圖像傳感器是手機(jī)攝像頭的核心部分，當(dāng)光線照射到圖像傳感器上時(shí)，每個(gè)像素會(huì)產(chǎn)生電荷，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
一旦圖像傳感器將光線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，手機(jī)的圖像處理芯片（ISP）便開始處理這些數(shù)據(jù)。圖像處理芯片會(huì)對(duì)圖像進(jìn)行色彩校正、降噪、對(duì)比度增強(qiáng)等操作，以優(yōu)化圖像質(zhì)量。處理后的圖像數(shù)據(jù)會(huì)被存儲(chǔ)在手機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，再通過屏幕回放這些照片。
而ISP恰恰就是手機(jī)攝影證明自己的關(guān)鍵。
專業(yè)相機(jī)的圖像處理電路通常只專注于最小化圖像噪點(diǎn)、保持細(xì)節(jié)和動(dòng)態(tài)范圍。但得益于智能手機(jī)芯片行業(yè)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)的ISP往往更加靈活。即使是多年前的手機(jī)ISP也已經(jīng)可以提供色彩矯正、畸變矯正甚至是場景識(shí)別、智能HDR、人像模式等高級(jí)功能。
以人像模式為例，過去我們?cè)谂恼諘r(shí)想拍出完美的「奶油虛化」淺景深照片，不僅需要一支大光圈的人像鏡頭，也要通過巧妙的構(gòu)圖來保證模特和背景拉開足夠的距離，才能有可能拍出想要的背景虛化效果。
但對(duì)于智能手機(jī)來說，從鎖屏界面快速啟動(dòng)相機(jī)，手機(jī)自動(dòng)識(shí)別并切換到人像模式：高效的移動(dòng)處理平臺(tái)在轉(zhuǎn)瞬間就能自動(dòng)完成測光、對(duì)焦、拍攝，并借助ISP完成畸變校準(zhǔn)、膚色調(diào)整，再借助景深識(shí)別技術(shù)精確分離前中后景，并實(shí)現(xiàn)極為自然的景深虛化。
而這一切甚至可以在你按下拍攝按鈕之前就提前完成。這種匯聚了人工智能和計(jì)算攝影尖端技術(shù)的新一代成像方式，才是手機(jī)攝影能和專業(yè)相機(jī)同臺(tái)競技的秘訣。對(duì)于專業(yè)相機(jī)來說，對(duì)「原始數(shù)據(jù)」的追求限制了相機(jī)圖形芯片的發(fā)展，這些后期處理只不過是計(jì)算攝影時(shí)代的開端。
驍龍讓計(jì)算攝影成為可能
以旗艦手機(jī)必備的第二代驍龍8移動(dòng)平臺(tái)為例，更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力讓智能手機(jī)可以在機(jī)內(nèi)就完成傳感器像素融合運(yùn)算，在機(jī)內(nèi)處理2億像素的照片拍攝。
當(dāng)專業(yè)相機(jī)還在把照片導(dǎo)入電腦、準(zhǔn)備后期拼接時(shí)，智能手機(jī)已經(jīng)完成了后期處理，用5G網(wǎng)絡(luò)將照片發(fā)了出去。當(dāng)別人還在用6K電影機(jī)拍攝素材時(shí)，智能手機(jī)已經(jīng)開始拍攝8K視頻，并利用高分辨率實(shí)現(xiàn)不損害畫質(zhì)的無損剪裁；當(dāng)別人還在檢查HDR步長時(shí)，智能手機(jī)已經(jīng)開始完成了測光、拍攝，并輸出了高色深的最終圖片。
除了這些「基本功」外，AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的支持也讓認(rèn)知ISP可以實(shí)現(xiàn)更多過去無法想象的后制，進(jìn)一步拉近手機(jī)和專業(yè)相機(jī)之間的距離。
比如小米13系列中第二代驍龍8移動(dòng)平臺(tái)的認(rèn)知ISP可以將場景細(xì)分成8個(gè)不同處理層，并單獨(dú)根據(jù)不同處理層的特點(diǎn)進(jìn)行圖像處理和優(yōu)化，從而帶來更具有質(zhì)感的圖像細(xì)節(jié)和色彩表現(xiàn)。努比亞Z50 Ultra可以在認(rèn)知ISP的支持下同時(shí)利用多個(gè)傳感器拍攝，并在后臺(tái)利用多幀融合技術(shù)顯著增強(qiáng)照片的信息量和細(xì)節(jié)層次。
對(duì)手機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)來說，手機(jī)的通用性是限制手機(jī)影像發(fā)揮的短板。但對(duì)手機(jī)的ISP來說，手機(jī)的通用性恰恰是讓手機(jī)攝影表現(xiàn)突飛猛進(jìn)的加速器。相機(jī)和手機(jī)、光學(xué)素質(zhì)和計(jì)算處理，這其實(shí)都是數(shù)碼產(chǎn)品在不同使用場景下，根據(jù)用戶實(shí)際需求而分化出來的不同進(jìn)化方向。
而當(dāng)用戶希望用比昂貴相機(jī)更低的成本、更便捷的方式記錄眼前的美好時(shí)，手中的智能手機(jī)顯然是更符合實(shí)際需求的拍攝工具。而手機(jī)所具備的計(jì)算攝影技術(shù)，已成為用戶「隨手拍大片」的最大推動(dòng)力。
更智能的ISP為手機(jī)帶來了智能場景識(shí)別和自動(dòng)優(yōu)化等功能，讓全民攝影更輕松。無論是風(fēng)景、人像還是美食，相機(jī)能夠快速識(shí)別場景，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，獲得更好的曝光、對(duì)焦和色彩效果，讓拍照變得簡單而直觀。
更強(qiáng)的數(shù)據(jù)吞吐和處理能力也讓高級(jí)算法和多幀合成技術(shù)成為可能，夜景模式的出現(xiàn)也為用戶帶來了更多的創(chuàng)作空間。更不用說人像模式和虛化效果的出現(xiàn)彌補(bǔ)了手機(jī)在光學(xué)系統(tǒng)方面的遺憾，讓照片更加具有專業(yè)感。在更強(qiáng)大的圖像算法和更默契的軟硬配合下，手機(jī)的發(fā)展為我們帶來了全新的拍攝體驗(yàn)，讓攝影更加與眾不同、更加充滿樂趣。
而驍龍移動(dòng)平臺(tái)也可以利用高通AI引擎的出色性能在拍攝照片后繼續(xù)優(yōu)化畫面細(xì)節(jié)，比如利用AI為照片執(zhí)行降噪操作，減少長時(shí)間曝光下的照片噪點(diǎn)，讓照片更加干凈通透；又或者利用AI學(xué)習(xí)畫面運(yùn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)更出色的防抖補(bǔ)償效果；甚至在拍攝之前，AI引擎的強(qiáng)大算力就已經(jīng)讓手機(jī)可以對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行精確的模型檢測，實(shí)現(xiàn)萬物追焦的效果。
讓用戶愛上拍照是手機(jī)攝影的最終目的
在計(jì)算攝影時(shí)代，芯片的作用不僅限于提供計(jì)算能力，更是構(gòu)建手機(jī)拍照端到端協(xié)作系統(tǒng)的基石。也正因芯片決定了計(jì)算攝影的最終表現(xiàn)能力，使得越來越多的手機(jī)品牌開始在影像芯片上發(fā)力。
而在這場關(guān)系到手機(jī)攝影進(jìn)化的影像芯片軍備競賽中，驍龍作為手機(jī)運(yùn)算的核心，從未消失在大眾視野當(dāng)中。從機(jī)內(nèi)HDR到像素融合，從4K視頻到8K拍攝，從簡單的透視修正到復(fù)雜的畸變矯正，再到現(xiàn)在盛行的AI計(jì)算攝影，驍龍從未停止推動(dòng)手機(jī)攝影進(jìn)步的步伐。
隨著手機(jī)芯片ISP算力以及算法的提升，計(jì)算影像已然成為近幾年手機(jī)影像的新發(fā)展方向之一，例如手機(jī)上常見的夜景拍攝、延時(shí)曝光、星空模式等都是依靠算法來實(shí)現(xiàn)的。
自手機(jī)邁入計(jì)算攝影的那一步起，手機(jī)影像的發(fā)展早已不再是純粹的硬件加持，更重要的是來源于算法強(qiáng)大且精準(zhǔn)的計(jì)算能力。計(jì)算攝影能讓普通人拍出一張及格線以上的照片，而未來的手機(jī)影像，肯定是為了貼近用戶的日常而發(fā)展。讓普通大眾也能邁入攝影的門檻，這才是手機(jī)影像的初衷。
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