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发热部位靠近相机模组

时间:2021-09-25 05:30

  中秋节晚上逛朋友圈,自然少不了要见识一下神州大地各个地方的月亮。借助手机, “咔嚓”一声定格下一帧月色,分享给远方的亲朋好友,每个人都可以实现古人“海上生明月,天涯共此时”的畅想。

  与手机摄影的简单而纯粹不同的是,目前手机摄影行业却陷入了一个误区:软件算法的提升,跟不上硬件规格的提高。

  最直观的现象就是:手机镜头数量越来越多,针对多摄联合摄影的算法,却处于开阔蛮荒之初的状态。这就好比,食材越来越顶级,厨师厨艺却长进有限,这样做出来的菜,口味真的会好吗?

  硬件规格的提升,解决不了手机摄影的“三大痛点”

  “其实我也不懂,只是单纯觉得摄像头越多,拍照肯定就越厉害吧,毕竟这么多镜头不是吃素的。” 在和响铃聊天时,小霖表露了她对手机摄像头数量的看法:摄像头越多,拍照越厉害。她的想法,也或多或少地代表了一部分消费者在选购手机时,对手机摄像头数量的看法。

  为此,响铃统计了主流手机厂商旗舰机型摄像头的数量,可以简单地总结为:“三摄遍地走,四摄握在手”。

  诚然,摄影技术作为每年升级的重头戏之一,镜头数量的提升可以给消费者带来相当大的视觉冲击,但镜头数量越多拍照就越好,显然是一个认知的误区。

  手机摄像头数量增加,规格提升,确实可以提高拍摄的质量,但以下“三大痛点”,并不是单单硬件规格提升就能解决的:

  1传感器尺寸与机身大小和厚度的矛盾。

  从单摄、双摄再到多摄成为主流,手机镜头大小也从持平手机背面,到高高凸起,最后需要一个硕大的相机模组才能装下。

  庞大的相机模组,增加了手机的重量,导致许多半斤机(贴膜带壳后超过250g)出现,在增加镜头磨损风险的同时,牺牲了手机握持的舒适度。

  正如小霖感慨;大摄像模组手机在进行《王和荣耀》、《原神》等横屏手游时,宽大的镜头模组硌手、难以握持,甚至到了影响游戏操作的地步。此外,有些手机布局不合理,发热部位靠近相机模组,增加了使用背夹散热的难度。

  这是手机厂商妥协导致的,镜头的“底”(即感光面积)越大、焦距越长,拍摄效果自然也就越好,为了追求更高的硬件规格,只能牺牲手机的手感。

  所以,如何在不扩大传感器尺寸的情况下,提升成像效果,是目前手机摄影第一个亟待解决的痛点。

  2定焦镜头与人像常用的中近焦段画质损失,边缘出现明显锯齿的矛盾。

  由于现在智能手机使用的都是定焦镜头,焦距在镜头安装在手机上的时候就已经固定了。

  以目前主流旗舰机型搭载的1x的主摄和3.5x光学变焦的长焦镜头组合为例,在1x到3.5x之间的中近焦段,其实是通过主摄的放大画面裁切和数字变焦,来实现画面的连续变焦的。

  然而,这种混合接力式的变焦过程会导致中近焦段的画质的损失,在画面边缘出现明显的锯齿。

  而这种中近焦段其实是我们常常用来拍摄人像、植物花卉、小动物等需要突出画面主题时常用的焦段,边缘不锐利,成像的锯齿和细节模糊让整张照片观感大打折扣。

  如何利用算法,实现人像等常用中近焦段的良好的变焦拍摄效果,是目前手机摄影第二个亟待解决的痛点。

  3超广角画幅更大,但因尺寸问题传感器却小于主摄的矛盾。

  广角镜头有着更大的画幅,由于手机的空间有限,超广角镜头的传感器尺寸通常小于主摄。

  超广角传感器尺寸小,也就是说感光面积和像素点数量更少,画幅却又要比主摄大很多,这就导致相同视场范围内的有效点数就越少,解析力和细节表现和主摄差距很大。

  相同视场范围内的有效像素点数被称之为空间采样率。以Magic3为例,主摄和超广角镜头的空间采样率是4.7:1,这也就是主摄比超广角照片清晰度高的原因。

  通俗来讲,就是超广角镜头拍摄出的照片相比主摄来说更模糊,使得在拍摄风景等需要大画幅时,超广角的色彩、细节等成像质量远远不及主摄的效果,照片质量直接下降一个等级。

  如何解决超广角镜头画幅大、空间采样率低导致的成像质量低的现状,是目前手机摄影第三个亟待解决的痛点。

  摄像头数量越来越多,但在算法和镜头的实际利用上,却呈现出各自为战的“孤岛”状态,也就是说菜虽然更好吃,是食材品质提升了,但厨师技术依旧没进步。

  因而,手机行业目前亟需将“孤岛”式的摄像头,“联合”起来,解决行业中的“三大痛点”。

  “多主摄融合摄影”技术,是联合“孤岛”的正确方向吗?

  其实,为了解决这“三大痛点”,在手机搭载多个摄像头之初,就有多个厂商对手机融合摄影有过探索。

  融合摄影,指的是结合计算机视觉、图形和图像处理技术,配合手机的光学系统、传感系统等提升拍摄能力的一种方法,顾名思义,就是用算法改善手机的摄影效果。

  该技术的发展大体上经历了以下三个阶段:

  1单摄多帧融合阶段:此阶段的代表技术为苹果的“Deep Fusion”计算影像技术。

  苹果的“Deep Fusion”单摄多帧融合的技术细节为:采集连续多帧的画面,再通过AI算法模型的识别增加细节与亮度,最终合成一张清晰照片。

  连续拍摄9张照片后,再进行计算合成,“Deep Fusion”技术能够一定程度上提高图像清晰度、动态范围、降低噪点。但是由于单摄多帧算法依旧还是只使用了一个镜头,所起归根到底,对画质的提升还是依赖镜头本身的素质。

  该技术只能算作是对单镜头拍摄的修缮,并不能解决上述“三大痛点”问题,手机摄像头之间还是“孤岛”状态。

  2单一焦段多摄融合:此阶段的代表为华为的“XD Fusion”技术。

  单一焦段多摄融合指的是在某个焦段使用了多摄多帧融合,更进一步的提升了单一焦段的画质。华为“XD Fusion”技术采用的便是这一方案,XD Fusion却可以做到超广角和主摄同时工作并进行多帧融合。

  通过把主摄多帧画面融合之后用算法裁切放大,再与长焦镜头相融合,实现单一场景的画质提升、降低噪点、优化细节的效果;

  但这些都是浅尝辄止,或者说是隔靴搔痒,也有过很多相关的技术分享,此处不再赘述,没有真正入门,达到登堂入室的地步。

  3全镜头参与的全焦段融合技术:代表厂商为荣耀的“多主摄融合计算摄影”技术。

  全镜头全焦段融合,指的是通过软件融合算法,将所有摄像头采集的信息都利用起来,让多颗摄像头之间彼此交流,全场景的提升图像的拍摄质量,为用户带来全焦段超清拍摄体验。

  这是目前最让人惊喜和期待的技术,原因在于该技术是唯一一个真正将各个“孤岛”式的镜头连结起来,充分发挥不同镜头的优势的技术。

  而目前,朝着该方向迈出这一步的手机厂商,只有荣耀一个。

  首先,针对传感器尺寸与机身大小和厚度的矛盾问题,荣耀采取的彩色传感器+黑白传感器双主摄融合方案。

  2的效果。

  举个简单的例子,把摄影比作绘画,之前行业的普遍做法是,用一支笔完成轮廓勾勒和画面上色两件事。荣耀的做法则是,先用铅笔勾出轮廓,再用上色笔上色,绘画质量自然就有了大幅提升。

  但与绘画不同的是,该技术的最大难题在于,感光纹理和细节的是黑白传感器,负责曝光和色彩的则是彩色传感器,两张不同的照片,涉及到视角差的问题,如何利用算法精准匹配?

  两个手机镜头就像人类的两只眼睛,视角差指的是两个镜头由于位置问题,在拍摄时同一物体时,夹角会造成拍摄到的画面角度不同,因此两张图像无法直接融合。现实环境千差万别,荣耀Magic3系列使用了经过海量大数据学习的AI智能融合的方案,才得以提高图像的融合成功率。

  其次,针对定焦镜头与人像常用的中近焦段画质损失,边缘出现明显锯齿的矛盾,荣耀的解决方案是彩色主摄+超广角融合。

  以荣耀Magic3系列为例,在融合算法的加持下将彩色主摄+超广角相融合,彩色主摄拍摄的更清晰,超广角镜头拍摄的画幅更大,通过算法将两者的感光数据融合在一起,用算力换画质,彩色主摄的高保真细节填充到画面中间部分,使得中心清晰度提升可高达80%,以此增强超广角照片画质。

  该技术的难点在于:算法填充中心区域后,图像中心的清晰度会高于边缘,细节上的高落差使得观感会较为生硬。为了避免这个问题,荣耀Magic3系列使用了智能平滑算法,可以将平滑区域智能调整,避免生硬过渡。让融合后的照片看起来显得浑然一体。

  最后,针对定焦镜头中近焦段画质损失问题,荣耀的解决方案是彩色主摄会与潜望式长焦镜头融合。

  与提升超广角照片画质类似,在定焦镜头中近段画质损失的问题上,荣耀先使用长焦镜头拍摄得到画面中央部分的清晰细节。然后,利用融合算法,将清晰的细节融入到主摄拍摄的画面中,从而大幅增加人像焦段(54~94mm焦段)图像拍摄清晰度,最多可以提升180%。

  对当前的荣耀来说,营销噱头和实际体验,哪个更重要?

  多主摄融合计算摄影技术,荣耀其实算是行业内第一个“吃螃蟹”的人。

  之所以说是“吃螃蟹”,第一个原因在于这项技术看似很简单,因为实现多摄融合的思路很清晰:发挥各个镜头的长处,利用算法进行协调优化。

  但实际操作上,却是一个复杂而海量的系统工程,算法如何介入、何时介入?如何规避算法带来的失线年开始,在双摄机型荣耀8上就进行了计算摄影技术的探索,但想真正实现随心所欲的多摄融合,依旧是个工程量巨大的难题。

  第二个“吃螃蟹”的原因则是:相对于摄像头数量,花费大力气的算法在面向消费者的宣传时,是相对劣势的。

  作为硬件规格行业领先的全能科技旗舰,荣耀Magic3自上市以来在4K-8K价位段累计销量第三,在高端市场已经站稳脚跟;而作为一匹“白马”,荣耀市场份额V型反弹增速飙至16.2%,整体回温、高端突破就是最好的写照,也意味着真正去解决手机摄影行业痛点,引领技术前进的企业,才能获得市场的青睐。