華為P40,手機影像進化的里程碑


華為P40,手機影像進化的里程碑

對於很多人來說,華為P40系列手機並沒有太多的驚喜,無論是麒麟990 5G處理器,還是華為手機的拍照能力,以及每年都引領手機時尚潮流的配色,一切都似乎早在預料之中。

事實上,在4月8日晚舉行的國行版線上發佈會上,刀客有一度確實有走錯了片場的感覺,國行版P40的發佈會幾乎有一半多的時間在講攝影,倒象是一款相機的發佈會。

華為對P40的定義是“超感知影像”,確實如果從主題上講,華為P40的發佈會倒也貼切,但基於對Mate 10、P20以及Mate 30的瞭解,雖然華為在手機拍照方面的優勢已經成了行業的標杆,但要說對P40系列的拍照能力有多大的期待,在沒有真實使用的情況下,仍然心存疑惑。

及至拿到零售版的P40 Pro,才真切地感受到了這款產品的與眾不同,基於與其前輩P20 Pro、Mate 30 Pro相比,其進步和華為對影像的理解,確實出人意料。

華為P40,手機影像進化的里程碑

一、手機影像的價值及探索路徑

就手機拍照的畫質和色彩而言,刀客一直認為手機拍照與單反、微單永遠不可能在一條線上,拿手機拍照去對比單反,要麼屬於廠商無知,要麼就是自討無趣。

實際上,拿手機拍照去和單反攝影對比,本身就是一件特別無意義的事情,從目前兩者的實際使用環境來看,兩者的使用場景完全不同。

刀客的手機裡大致有5000多張照片,最早的一張是2017年的。相信很多人的手機裡有更多數量的照片,這些照片持續的時間更久,這些照片是每個人生活中的點點滴滴,是每個人生活中的一部分,這其實就是手機拍照最大的價值,一種記錄生活的便捷工具。這一點,單反或者微單受制於其功能的單一性和體積的不便捷性,永遠無法實現。

手機拍照歷經了十多年的演變,中間也走過很多彎路,比如三星等廠家曾經一度將卡片機的鏡頭塞進手機,但結果用戶無法接受。後來的一段時間,蘋果手機成為手機拍照的代表,真實的影像記錄體現了蘋果對手機影像的理解,而國產廠家開始在美顏方面用力過猛,給國人制造了一張張太假的臉。

所以很長時間,雖然國產手機廠家在總銷量上比蘋果要多很多,但在拍照上,仍然無法與蘋果相提並論,以前的這種狀況,直至2017年10月,華為Mate 10 Pro的出現,打破了蘋果iPhone拍照領先的格局。

Mate 10 Pro在當時是革命性的,延續了P9彩色與黑白傳感器的配合,在很大程度上改善了手機拍照普遍存在的細節缺失和噪點大的問題,而自P9開始的徠卡和華為合作模式更成為經典,傳統光學鏡頭廠家的關注點開始向普通用戶轉移,這對影像產業產生了巨大的影響。隨後華為推出的P20 Pro以及Mate 20 Pro、P30 Pro以及Mate 30 Pro一直在探索手機影像的邊界。

事實上無論是華為、蘋果還是一眾國產手機廠家,在手機拍照方面,一直夢想著要實現單反一樣的功能和影像特徵,於是傳感器從一個逐漸發展到了目前的5個。手機通過不同鏡頭的組合,間接性地實現了單反最普遍的變焦功能。同時仍然有廠家在探索在手機上實現單鏡頭的變焦功能,也就是這次華為在P40 Pro上所採用的潛望式折光變焦鏡頭,實現了5倍的光學變焦。

從攝像頭和傳感器等硬件指標可以改善一些手機拍照的體驗,但受制於手機體積的限制,在傳感器和鏡頭沒有革命性技術出現之前,純粹靠提高傳感器參數很難在影像表現上有革命性的改變。

所以說,探索手機影像未來技術路徑,顯然不會和單反或微單是相似的路徑,傳感器面積的增大或者鏡頭光學素質的提升,目前看來是有限的。手機影像的變革,必須走一條完全不同於單反影像提高之路。

恰好,我們在P40 Pro上看到了這一趨勢。

華為P40,手機影像進化的里程碑

二、XD-Fusion及手機影像的核心變化

手機中引入多傳感器和多鏡頭組合,帶給了用戶更便捷的體驗,但也因此給手機廠商帶來了很大的麻煩,不同的傳感器受制不同的技術參數,在白平衡、色彩、細節和噪點抑制方面都很難達到統一和平衡,在實現技術改善畫質的路徑上,這也為手機拍照質量的提升創造了另外一種改進思路。

其實更早的變化誕生於谷歌的Pixel3,儘管當時Pixel3採用的是和其它廠商大致一樣的傳感器,但在最終的畫面質量上,遠高於其它手機廠商的產品表現,這種差異其實來源於谷歌對手機拍照時算法優化。

今天我們在華為P40 Pro上看到了這種技術的延續和進化,而這種進化,已經完全擺脫了行業流行的影像改進方式或者說技術演進路線,在深度學習的介入下,P40 Pro影像表現出的價值,確實不在於其獨點的主攝傳感器iMX700上,更多的價值體現在了長期演進的圖像算法,現在定義的XD Fusion。

當然這不是說P40 Pro的硬件指標不好,事實上,P40 Pro的影像模組由四個傳感器組成,分別是深度傳感器(ToF);5000萬像素1/1.28英寸傳感器,f/1.9毫米,等效23毫米焦距主攝像頭;4000萬像素1/1.54英寸傳感器,f/1.8鏡頭,等效焦距18毫米的超廣角模組;1200萬像素1/3.56英寸傳感器,f/3.4,等效125毫米遠攝鏡頭,其中主攝像頭和遠攝鏡頭都帶有光學防抖功能。

然而,優秀的硬件不是P40改變手機影像的根本。早在Mate 10時代,華為就在手機拍照上引入了AI算法,經過幾代的演變,終於發展到了今天的XD Fusion,雖然華為並沒有公佈這一算法體系的技術原理,但從華為對P40系列的介紹中,還是可以致看清XD Fusion的來龍去脈。“四攝一體,高清詮釋動感”講的是P40系列成像的基本原理。在此之各廠家的多攝像頭,根據其焦距的不同,各自負責不同焦段的成像,而此次在華為P40上,由於XD Fusion的出現,改變了這一技術路線。在P40 Pro的拍照過程中,其實各個攝像頭(廣角、主攝、長焦以及TOF)都參與成像,以不同的色溫、細節等參數記錄影像,然而統一交給XD Fusion合成一張符合要求的照片,簡單的說,在XD Fusion的助力下,華為P40 Pro把四個攝像模組合成了一個。

要完成這種技術路線的變化,其門檻並不低。不同照片要在瞬間完成拍攝,並在算法體系中完成最終圖像的輸出,不僅要求XD Fusion的神經網絡單元的算法要足夠高效,同時無論是CPU還是NPU承擔計算,都需要強勁的AI算力,恰好,在麒麟990中,華為集成了高效的AI處理單元NPU,這給XD Fusion帶來了非常大的施展空間。

依靠麒麟990中集成的超強的NPU單元,XD Fusion將負責環境渲染的廣角圖像、負責細節表達的長焦圖像、負責深度的TOF圖像,以及8色彩通道色溫傳感器信息等一系列信息輸入XD Fusion的算法優化平臺,在經過了多年驗證了的神經網絡處理單元,輸出一張細節和環境表達都比較理想的照片。

從實現的功能上講,XD Fusion和蘋果的Deep Fusion有類似的地方,但蘋果的Deep Fusion僅會在低光條件下起作用,而且僅支持廣角鏡頭。XD Fusion則應用於每隻鏡頭和每次拍攝,最終完成了多攝像頭的協同化圖像拍攝和處理。

如果說,在XD Fusion出現之前,手機影像仍然遵循傳統單反的拍照邏輯,那麼在XD Fusion出現之後,手機攝像已完成了從傳統單反拍照技術邏輯向以計算為主的新的手機影像邏輯的轉變。

XD Fusion的升級,不僅讓各種不同的鏡頭協同進行高質量影像的拍攝,對華為的影像系統而言,由於這幾年一直採用的是RYYB傳感器,確實給手機拍照提高了進光量,但也帶來了色彩不準的問題,在P40 Pro上,由於採用了8色彩色溫傳感器,以及在XD Fusion下的協同,RYYB帶的色溫不準的問題基本上得到解決。

華為P40,手機影像進化的里程碑

三、影像風格,從鮮豔迴歸真實

以AI算法為核心的成像體系,在沒有使用之前,多少會在影像真實性上產生疑問,但實際的使用體驗,確大大出乎了人們的意料。

華為P40 Pro在實際拍照結果上,與P30 Pro、P20 Pro有著較大的風格差異,也許得益於不同鏡頭的協同和XD Fusion在算法上的提升,從最終結果上看,華為P40 Pro拍攝的照片,走向了一種完全迴歸真實的影像風格,甚至在拍照過程中,屏幕上的色彩與屏幕外的色彩相比幾乎沒有差別。這種迴歸真實影像的表現,以及照片的表現出來的真實色彩,可能並不一定討國人眼球的喜歡,但與這幾年國產手機廠上在拍照方面越來越豔俗的趨勢相比,這種迴歸影像本質的做法,對未來手機影像的發展更有意義。

受益於主攝良好的硬件素質,華為P40 Pro表現出了非常好的動態範圍,同時噪點抑制也非常出色,與其手機相比,無論是在光線充足的條件下,還是弱光環境中,噪點水平都非常低,甚至肉眼就可以感覺到差異。

曝光的準確性方面,華為P40 Pro較其前輩P20 Pro、P30 Pro有了巨大的進步,很少出現曝光不準確的現象,同時受高動態範圍的影響,在大光比的情況下,高光部分的細節和弱光部分的細節都得到了較好的還原。

色彩表現方面,正如前面所說的,受獨立的色溫傳感器和多鏡頭組合,以及算法的影響,華為P40 Pro的色彩接近於真實,雖然並不計巧,但也非常動人,是整個手機影像風格偏豔俗潮流中的一股清流。

就華為P40 Pro表現出的影像特徵而言,XD Fusion的出現,不僅對華為手機的影像是革命性的,對整體手機行業的影像進步而言,也是一個里程事件,甚至在從手機影像的發展來看,P40 Pro帶來的XD Fusion不僅比蘋果的Deep Fusion帶給手機影像更大的想像空間,也將成為行業發展的一個里程碑。


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