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要做移動影像第一象限的王者!華為拍照是怎麼成功的?

智能手機誕生之後,手機拍照從一項贈品成了必備功能。

近10年,CMOS傳感器、信號處理以及AI人工智能的技術突破,讓手機的拍照能力有了「大躍進」的發展。數碼相機的使用頻次大大降低,手機拍照成為用戶日常記錄生活的TOP級剛需。

移動影像帶來的技術普惠:讓更多人成為影像創造者

手機拍照越來越好用,越來越易用,吸引了越來越多用戶使用。反之,用戶對手機拍照需求的不斷提高,也倒逼手機廠商在拍照技術上不斷精進,將移動影像帶入到一個全新時代。

創新不是為了炫技!華為要做移動影像第一象限的王者

更大的意義在於,移動影像技術的不斷突破,打破了專業攝影師對於光影的「壟斷地位」,讓更多人成為了影像創造者。

創作不再需要昂貴的設備,也無需高深的攝影技術,你所需要的可能只是一部智能手機,選擇一個好的場景。

原來只有專業數碼單發相機才能拍出來的樣張,現在手機就可以做到;原來快門速度、ISO、白平衡等一系列參數設定,如今只需要你按動快門;原來夜晚拍照需要藉助閃光燈,現在各種AI算法+大底就能搞定。甚至,手機都能拍電影了。

從技術普惠性上來看,移動影像的誕生和發展,對於人們的創作門檻的降低是非常顯著的。無論在任何時間、任何地點、任何環境,你所需要做的,只是掏出手機,隨手按下快門。從科技改變生活這一層面來講,無疑是一種翻天覆地的進步。

創新不是為了炫技!華為要做移動影像第一象限的王者

技術創新催生引領者:華為的成功之道

在移動影像的發展過程中,每家手機廠商都有不同的技術方向,以及對於用戶需求以及未來發展趨勢的判斷的差異,進而分化出創新者和模仿者,引領者和追隨者。

在初期,國產手機廠商大多沒有自己的影像體系,大多數模仿和追隨,借鑒已有的成熟方案。但把時間線拉倒最近3-5年,國產頭部玩家的影像技術水平不可同日而語,對於影像能力比拼也已經趨於白熱化,水平的高低也逐步顯現。

雖然大家縱向拍照水平都高了,但橫向對比綜合實力,依然有層級之分。在筆者看來,能把移動影像技術做成品牌icon的只有華為一家,能讓消費者衝著拍照能力買一款手機的,國產手機品牌中,似乎也只有華為一家。有人說,拍照你永遠可以相信華為,似乎不無道理。

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經過一系列觀察,我認為華為在移動影像領域成功的核心因素有三:技術創新、拍攝體驗以及影像文化。其中,技術創新是基石,也是助推器。

事實上,從華為影像發展最早階段,就凸顯出了「敢為人先」的創新投入,而且一直堅定不移。

比如,從華為P9系列的雙攝系統,到P10系列的人像攝影;從 P20系列的超級夜景模式,到系列的潛望式長焦架構, P40系列的全時段、全焦段超清影像,再到華為P50系列的計算光學、原色引擎等。華為一點一滴的影像進步,都深入開刀移動影像痛點,不僅是攝像頭和新技術的增加,也帶來了攝影的更多可能性。

三大技術創新維度:華為影像自成一派

通過持續不斷的創新,如今華為影像已經從光學系統、成像技術、圖像處理三個維度構建起了未來計算攝影的產業技術規範,並形成了獨一無二的移動攝影技術體系,成為了影像行業發展的里程碑

以光學系統為例,華為影像演進出了幾個分支。

首先是多攝像頭系統。傳統相機跟手機影像最大一個區別,就在於是否能夠實時的利用多攝像頭的能力去做圖像處理。如今,手機已經經歷了從單攝像系統、雙攝像系統到多攝像系統,甚至到現在的攝像單元——超級影像單元多階段的演進。

多攝像頭可以採集多幀高數據量原始圖像,其中可能是有關亮度的、也可能是有關深度的(主攝+廣角;主攝+長焦;主攝+ToF;長焦+長焦的RAW File),攝像頭之間融合+計算,實現了影像能力1+1>2的效果。

比如,華為P50系列搭載了全新的雙影像單元,超級主攝單元與超級變焦單元,系統性整合了多顆鏡頭讓輕薄的手機釋放出強大的影像實力。

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其次是自由曲面鏡頭。在手機鏡片普遍還是塑料的時代,華為是最早將玻鏡片引入到了光學系統的手機廠商。隨後,華為又提出了自由曲面鏡頭的領先技術,並在行業里最早去實現並且大規模商用。

眾所周知,廣角鏡頭拍攝的照片通常都存在一定程度的畸變,且往往視場角越大,畸變越大,變形越大,嚴重影響最終成像觀感。

華為是業界第一個採用了自由曲面抗畸變超廣角鏡頭的廠商,可以實現對不同視場區域光線的單獨控制,比如光的入射角度、光的強度、光的偏轉,以及光程差等,在自由曲面鏡頭上都得到有效控制,從而有效抑制畫面畸變。今天,可看到很多的廠商都在運用這一技術來提升圖像質量。

第三個是潛望式長焦。受限於空間和體積物理限制,在手機上做出一個畫質優秀的中長焦並不容易。通過潛望式長焦這一種新形態的模組設計和機械結構,利用有限空間內通過去摺疊光路,來變長整體的焦距。在這個領域裏面華為也是做到了最前,並且一直在思考和改進它的可用性、應用性和整體穩定性。

解決了拍得清、拍得好的問題之後,華為開始思考如何讓手機拍得更遠。

這時候,潛望鏡給予了華為靈感。華為P30 Pro內藏的潛望式長焦鏡頭通過光學三稜鏡,巧妙地讓光的軌跡發生90°轉折,將超級變焦鏡頭橫置在機身內,實現5倍光學變焦、10倍混合變焦、以及50倍數碼變焦。

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華為 P40 Pro則進一步帶來了革新性突破,搭載「多反射潛望式長焦設計」,在業界首創100倍雙目變焦,支持3倍中遠距光學變焦、10倍超遠距光學變焦、20倍混合變焦以及最高100倍數字變焦。

最新的華為P50系列又搭載了一顆6400萬像素潛望式長焦鏡頭,支持3.5X光學變焦以及100X數字變焦。通過「計算光學」的加持,使3.5倍光學變焦鏡頭實現了不亞於10倍物理光學變焦的成像效果,真正實現了手機也能「打鳥」的拍照效果。

成像技術也是華為技術創新中的一個重要體系。

RYYB超感光傳感器就是成像技術的典型代表,也是從華為影像解決「暗拍」的一項關鍵技術。用戶對「底大一級壓死人」的認知,最早就是來自華為P20 Pro開創性地採用1/1.7英寸傳感器,這在當時是智能手機市場最大的影像傳感器。

華為P30系列革命性地將傳統CMOS採用的RGGB像素排列方式替換為RYYB陣列,在像素層面極大地提升進光效率。到了華為P40系列,超感知主攝擁有高達1/1.28英寸的感光面積,不僅是華為手機史上最大尺寸的傳感器,也引領着當時業界的傳感器尺寸。

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再比如對焦。華為擁有目前業界最先進的全像素八核對焦技術,P40系列和P50系列都曾搭載該技術,可以全面提升感光能力、對焦速度和精度,對於較小的物體都可以進行高精度對焦。尤其是在暗光環境下,即使是普通模式下的隨手機一拍,甚至勝過一些長曝光夜景模式,夜讓隨手一拍就是夜景大片成為了可能。

另外,多光譜傳感器的加入,則讓華為影像對色彩、質感、光影的還原度更高,讓複雜光源與背景下人臉膚色更準確。P50系列是業界首款搭載超廣譜攝像頭的智能終端,得益於10通道多光譜傳感器對光傳播規律的洞悉,模擬人眼看到光的過程,提升環境光譜的分辨率,因此圖像的色彩與分辨率也更加的精準、真實。

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決定手機拍照成片好壞的一個關鍵,就是圖像處理

2017年,搭載全球首款AI芯片麒麟970的華為Mate10系列首次推出AI攝影,並將手機拍照帶入AI攝影時代,並成為幾乎所有手機廠商都紛紛跟進的標配。

隨着技術不斷迭代,最新的華為P50系列已經AI攝影技術的集大成之作。它一改業界純硬件和純算法的解決方案,通過「真實世界——成像系統——後處理算法」的方案,從真實拍攝場景出發,建立了從光學鏡頭到傳感器鏈路的數學模型,測算標定了一系列器件的物理參數,拍照剎那間每個視場景和每個波長的光線被鏡頭匯聚,再被傳感器感應轉換成電信號的全過程。

接下來AI算法的神經網絡從海量的數據信息中歸納光信號之間的特徵,擬合和調整模型參數,統籌全局考量,推算出被像差退化前的光信號。將現實中的自然場景原汁原味地呈現出來,忠實地記錄現實世界的光影。

隨着手機後攝硬件規格堆料軍備競賽達到瓶頸期,計算攝影成為打破手機影像能力限制的天花板的突破點,也是未來影像發展的主旋律。

大家開始意識到,「超大底」、「高倍率長焦」等固然重要,但優秀的算法和計算攝影技術發展思路,才是未來走向高端影像旗艦的必經之路。

華為P40系列所帶來的XD Fusion圖像引擎正式引入計算攝影概念,華為P50系列又進一步升級為XD Fusion Pro,在全焦段、全環境和全時段的超感知影像獲取的基礎上,新引入了超級濾光系統、原色引擎和超動態範圍技術,在細節、色彩和動態範圍的影像能力有了全面的提升,讓這個色彩繽紛的世界被栩栩如生地記錄下來。

從無到有,在攀登移動影像技術「珠峰」的過程中,華為影像的地位和貢獻是巨大的,它的進化其實就是整個移動影像發展史的縮影。

創新並非炫技:華為影像將步步領先 持續領先

如今,幾乎每個手機廠商都在談影像技術創新,但在筆者看來,創新並非炫技,只有真正解決和滿足用戶需求的創新,才真正能夠做到引領。而創新也並非簡單的硬件創新,只有兼顧軟硬件的協同創新,做好空間跟圖像質量取捨和平衡,才真正做到領先。

華為要做的是第一象限的王者,這個象限中橫軸是圖像質量,縱軸是空間尺寸,第一象限就是既兼顧空間尺寸,又兼顧圖像質量。

創新不是為了炫技!華為要做移動影像第一象限的王者

在筆者看來,正是永遠充滿好奇心以及極致的創新和堅守,才讓華為影像一直在引領着移動影像領域的進步和跨越。這背後是華為對提升大眾影像創作力、突破移動影像邊界的決心,也是其對理想的不忘初心,對使命的勇於擔當。

在其寬闊的技術護城河和超前的戰略布局下,在未來移動影像賽道中,華為還將步步領先,並將持續領先,用專業引領,讓大眾狂歡。

這句話,我們不妨5年之後,再來看看。