15年中國手機市場(chǎng)千元機大行其道，這句話(huà)已經(jīng)被我們說(shuō)爛了，但我們還是要提及的就是千元機不僅性能足以勝任日常使用，就連按壓式指紋識別、金屬機身設計等等之前只有旗艦機專(zhuān)屬的元素都已經(jīng)下放到了千元機身上。千元機的走俏是不是就代表了旗艦機型的沒(méi)落呢?答案顯然是否定的，中國手機市場(chǎng)目前呈現兩極分化日益嚴重的格局，3000元甚至4000元以上的旗艦機型被越來(lái)越多的人接受，究其原因拍照效果好是其中一個(gè)重要因素。例如拍照、用戶(hù)體驗、工業(yè)設計等元素本身成本較高無(wú)法下放到千元機市場(chǎng)。
說(shuō)到拍照，究竟是什么決定了智能手機拍照效果呢?前兩年消費者會(huì )認為像素數值就是拍照效果好壞的直觀(guān)指標，這一觀(guān)點(diǎn)顯然有一定片面性。隨著(zhù)消費者發(fā)現市場(chǎng)上充斥著(zhù)很多高像素低畫(huà)質(zhì)的產(chǎn)品后，究竟什么決定手機拍照效果的問(wèn)題又有了新的答案：鏡頭。索尼鏡頭、IMX2XX、藍寶石玻璃鏡面、6P模組等專(zhuān)業(yè)名詞出現在了各大手機廠(chǎng)商的發(fā)布會(huì )上。但是好鏡頭能夠與好照片畫(huà)上等號么?其實(shí)智能手機拍照和專(zhuān)業(yè)相機拍照一樣，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)決定性因素在于：感光元件、鏡頭模組、處理器、算法。也就是說(shuō)出了我們前面說(shuō)到的鏡頭等硬件之外，處理器、算法也是決定能否拍出好照片的重要因素。
處理器能決定拍照水平?這個(gè)說(shuō)法可能大家還比較陌生。舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子，HTCOneM系列的雙攝像頭其實(shí)就是HTC和Qualcomm工程師共同合作優(yōu)化的產(chǎn)物。而LGG3的激光對焦功能也是驍龍處理器ISP硬件支持功能。其實(shí)很多手機廠(chǎng)商在發(fā)布會(huì )上講到的酷炫拍照玩法都需要處理器在背后默默的支持。作為Qualcomm16年的旗艦產(chǎn)品，驍龍820基本已經(jīng)確定16年多款旗艦手機均搭載該SoC芯片。今天我們就以這款處理器為例，展望一下16年智能手機拍照發(fā)展的方向，也歡迎大家留言討論現在手機拍照哪個(gè)方面最令你失望。
多攝像頭潛力巨大，光學(xué)防抖功能或逐漸普及
之前有傳聞稱(chēng)iPhone7將搭載后置雙攝像頭的配置，而市面上包括奇酷手機、榮耀6Plus等手機已經(jīng)開(kāi)始使用雙攝像頭。但縱觀(guān)現有多攝像頭手機，主打功能基本聚焦在先拍照后對焦，并且最終效果并不十分理想。以榮耀6Plus為例，榮耀總裁趙明表示實(shí)際目前雙攝像頭的性能榮耀6plus目前只釋放了不到20%，前期給大家大光圈效果、超級夜景模式，后續軟件版本將釋放更多驚喜。結合前面我們說(shuō)的iPhone7即將搭載雙攝像頭，16年雙攝像頭手機將在那幾個(gè)方面有所突破呢?
光學(xué)變焦：其實(shí)光學(xué)變焦對于單反相機、卡片機來(lái)說(shuō)是一個(gè)再基礎不過(guò)的功能。但受限于機身尺寸影響，智能手機想要將光學(xué)變焦功能加入其中只有犧牲機身厚度，這顯然和手機便攜的特性背道而馳。但雙攝像頭的加入能夠巧妙的解決這一問(wèn)題。例如Corephotonics公司之前曾經(jīng)宣稱(chēng)通過(guò)兩款不同模組的鏡頭組(一枚廣角鏡頭、一枚微距鏡頭)實(shí)現在不增加鏡頭厚度同時(shí)的3倍光學(xué)變焦。而Corephotonics也是HTC雙攝像頭背后的功臣之一。
SpectraISP新特性
驍龍820處理器內置的SpectraISP也是業(yè)內首款原生支持三攝像頭同時(shí)拍照同時(shí)處理的圖像處理引擎。也就是說(shuō)手機廠(chǎng)商無(wú)需在過(guò)多的自主開(kāi)發(fā)就可以搭載雙攝像頭。其實(shí)這項功能之前已經(jīng)在驍龍810/808上有所體現，這也是為何奇酷手機、酷派鉑頓能搭載雙攝像頭的重要原因。
快速對焦將成為標配
越來(lái)越多人喜歡用智能手機拍照，甚至一些專(zhuān)業(yè)攝影師也開(kāi)始使用手機創(chuàng )作。究其原因主要因為手機適合隨手一拍，無(wú)需繁雜的設置。而快速對焦則是保證手機簡(jiǎn)單拍照體驗的一個(gè)重要因素。而隨著(zhù)相位對焦、反差對焦、激光對焦等名詞在15年手機廠(chǎng)商發(fā)布會(huì )上大行其道，消費者也開(kāi)始對于智能手機對焦方式產(chǎn)生濃厚的興趣。
所謂反差式對焦原理為：隨機移動(dòng)鏡片模組，當畫(huà)面從模糊到清晰再到模糊時(shí)，畫(huà)面的對比度也會(huì )有一個(gè)升高再降低的過(guò)程，當ISP識別出對比度從最高點(diǎn)開(kāi)始下降時(shí)，驅動(dòng)鏡頭模組返回對比度最高的狀態(tài)，從而完成對焦。而相位對焦則是通過(guò)在傳感器上加入光線(xiàn)感應像素，直接感知對焦物體光量，從而直接對焦到準確位置。雖然速度更快，但從原理中我們也能發(fā)現相位對焦的缺點(diǎn)：在弱光環(huán)境下很難區分對焦物體和非對焦物體的光量導致對焦困難。所以即使是目前采用了相位對焦的蘋(píng)果、華為等產(chǎn)品也采用了相位對焦+反差對焦的雙重對焦方式保證對焦的快速和準確。
而激光輔助對焦的原理也非常簡(jiǎn)單。激光發(fā)射器當攝像頭開(kāi)啟時(shí)就會(huì )不間斷的發(fā)射紅外激光，而接收器則負責接收紅外激光遇到物體反射回來(lái)的光線(xiàn)，通過(guò)計算測得距離實(shí)現快速對焦。原理非常簡(jiǎn)單，并且其實(shí)激光對焦已經(jīng)應用多年，包括測距望遠鏡，激光測距儀等設備已經(jīng)民用。而激光對焦在相機中的應用也已經(jīng)有一段歷史了，2001年推出的索尼F707就已經(jīng)搭載了全息激光對焦輔助系統，但由于激光發(fā)射器功率過(guò)大，容易對拍攝人物的眼睛造成傷害而最終沒(méi)能在后續產(chǎn)品上繼續沿用。同樣通過(guò)原理，激光對焦的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)：距離。激光發(fā)射器的功率直接影響激光對焦能夠工作的距離。像現有市面上手機的激光對焦傳感器功率較小，也就是說(shuō)對于近處物體的對焦速度提升明顯，而對于遠處物體作用則較為微弱。這也是為何要在激光對焦前面加上輔助兩個(gè)字的原因。
16年智能手機市場(chǎng)多種對焦方式混合對焦提升對焦速度的模式基本已經(jīng)成為主流。例如我們說(shuō)到的相位對焦、反差對焦、激光對焦，甚至雙攝像頭三角定位對焦有望在同一款手機上出現，成為旗艦智能手機的標準配置。而驍龍820也是目前旗艦SoC芯片中對于對焦方式支持最多最完備的芯片之一。當大家在看發(fā)布會(huì )上手機廠(chǎng)商宣稱(chēng)自家產(chǎn)品對焦速度如何如何給力的時(shí)候，也就知道這背后其實(shí)處理器的功勞也是巨大的。
在我們評測手機的時(shí)候，時(shí)常會(huì )說(shuō)在日間光照強度較好的情況下，樣張水平不錯，而在夜間低照度情況下，樣張水平依舊表現差強人意。并不是因為各家廠(chǎng)商不重視手機夜間拍照體驗。而是受限于鏡頭硬件本身。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)相機感光元件越大、光圈越大在低照度情況下拍照實(shí)力就會(huì )更強。而手機內部空間可謂寸土寸金，基本上沒(méi)有給增大攝像頭體積留出任何余地。所以想要在夜間拍照上有所突破也并非易事。筆者總結了以下幾個(gè)可行方法：
更好的暗光拍照體驗
相機模塊構造突破：在無(wú)法提升單一相機模塊體積的情況下，目前業(yè)界再朝兩方面發(fā)展，其一是改變感光元件構造，生產(chǎn)類(lèi)似適馬X3的多層傳感器單獨感光的元件。原理是將一層感光元件“變?yōu)?rdquo;三層，分別感應紅、綠、藍三色，這樣一來(lái)就能夠在稍微增加相機模塊厚度的情況下達到三倍進(jìn)光量。而另一種方法則是前面我們提到的多鏡頭拍攝，其實(shí)奇酷手機已經(jīng)做到了使用一顆黑白攝像頭來(lái)減少夜間拍攝噪點(diǎn)、增大通光量和提升白平衡的效果。更有激進(jìn)的想法則是三顆攝像頭的相機組分別識別紅、綠、藍三原色進(jìn)而通過(guò)軟件算法合成，最終實(shí)現低光照情況下增大畫(huà)面亮度純凈度的效果。
軟件算法改進(jìn)：驍龍820也在低照度情況下進(jìn)行了特別的算法優(yōu)化，支持類(lèi)似動(dòng)態(tài)對比度調節功能，能夠通過(guò)識別夜間場(chǎng)景自動(dòng)提升暗部細節同時(shí)還能夠保證亮部畫(huà)面不發(fā)生過(guò)曝現象。這一功能于攝像頭硬件無(wú)關(guān)。
4K拍攝成為主流
如果說(shuō)1080P時(shí)代的普及是由于電影、電視產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，那么4K時(shí)代的到來(lái)的推動(dòng)力就來(lái)源于每一個(gè)消費者手中的移動(dòng)終端。13年一臺4K電視的售價(jià)高達20000人民幣，而時(shí)至今日短短2年時(shí)間，4K電視價(jià)格已經(jīng)跌到4000元人民幣左右。4K能夠給用戶(hù)帶來(lái)更加逼真的觀(guān)看和閱讀效果，而消費者對于觀(guān)看和閱讀的行為也逐漸轉移到移動(dòng)終端上來(lái)，所以4K時(shí)代的到來(lái)在移動(dòng)端是不可阻擋的。而在驍龍支持4K之后，諸如三星、聯(lián)發(fā)科等廠(chǎng)商也開(kāi)始紛紛支持4K，但目前為止H.265(HEVC)格式的4K拍攝播放仍舊是高通驍龍的專(zhuān)屬。
更好的暗光拍照體驗
在驍龍SOC的支持下，索尼剛剛推出了全球首款商用4K屏幕手機——索尼Z5Premium。很多消費者都在說(shuō)，4K屏幕放置在智能手機上是一種功耗浪費。其實(shí)這又回到那個(gè)老的理念。硬件始終領(lǐng)先于軟件發(fā)展，軟件也會(huì )針對硬件進(jìn)行優(yōu)化。隨著(zhù)4K片源的逐漸普及，4K屏幕在手機上已經(jīng)有了應用場(chǎng)景，而后期包括大型游戲、軟件也會(huì )針對4K進(jìn)行優(yōu)化。并且伴隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )帶寬的提升和4K電視智能化的普及，越來(lái)越多的視頻網(wǎng)站開(kāi)始支持4K片源的播放，而手機也正變?yōu)橐曨l內容的主要生產(chǎn)者。
低功耗拍攝越來(lái)越被重視
提到手機耗電，大家想到都場(chǎng)景可能會(huì )是打游戲、屏幕長(cháng)時(shí)間點(diǎn)亮看視頻等。其實(shí)拍照、視頻拍攝也是“電老虎”之一。其實(shí)原因很簡(jiǎn)單，舉例來(lái)說(shuō)拍攝一段4K60FPS視頻，每秒就要處理3860*2160*60=5億以上個(gè)像素，如此大的工程顯然是十分耗電的。之前的做法是使用ISP和CPU、GPU協(xié)同處理，并沒(méi)有一個(gè)單獨的低功耗模塊專(zhuān)門(mén)負責，就會(huì )導致耗電高、性能低的情況出現。情況有點(diǎn)類(lèi)似于視頻播放的軟解碼和硬解碼，軟解碼在消耗大量性能的同時(shí)也不能夠保證視頻的流暢，而硬解碼則是特別針對多個(gè)常見(jiàn)視頻編碼格式進(jìn)行特定解碼，耗電低并且畫(huà)質(zhì)流暢。在16年中，隨著(zhù)4K視頻、多攝像頭同時(shí)拍攝的場(chǎng)景增多，單位時(shí)間內處理像素數成倍增加，所以低功耗拍攝也將被各大手機廠(chǎng)商越發(fā)重視。
更好的暗光拍照體驗
驍龍820在低功耗拍攝方面也“早”有布局。Qualcomm在計算DSP方面擁有很長(cháng)的歷史，全新計算DSP增加了對視頻功能的支持;另一個(gè)全新的DSP是位于低功率島(LowPowerIsland：LPI)的低功率DSP。通過(guò)全新Hexagon680DSP，Qualcomm推出了全新的Hexagon架構，包括視頻功能以及低功率島，并對Hexagon架構進(jìn)行了擴展，讓它支持一些新功能(如視頻)，而前幾代Hexagon主要用于對音頻功能的支持。Hexagon擁有強大的開(kāi)發(fā)者工具，并且得到了超過(guò)100家合作伙伴的支持。目前，有接近1000家合作伙伴計劃將CPU代碼或功能遷移到Hexagon之上，這樣做的目的是希望降低功耗。
Hexagon680在DSP中集成了Hexagon向量擴展(HexagonVectoreXtensions：HVX)，這樣就能讓DSP通過(guò)一個(gè)指令同時(shí)處理大量數據。這個(gè)功能與QualcommSpectraISP結合使用時(shí)，能夠帶來(lái)很多差異化的功能，如弱光視頻增強，可在實(shí)現高達3倍的性能提升的同時(shí)，節省高達10倍的能耗。專(zhuān)有的低功率島和一套基礎架構支持傳感器感知的應用。Qualcomm此前推出的芯片中也具有支持傳感器感知的功能，但是全新架構可實(shí)現省電高達3倍。低功率島運行時(shí)，芯片中的其他部分可處于關(guān)閉狀態(tài)。我們還通過(guò)DSP推出了全套傳感器軟件解決方案，并全面支持AndroidL。
鏡頭廠(chǎng)商將主打高像素低厚度鏡頭模組
前面我們也說(shuō)道智能手機拍照和專(zhuān)業(yè)相機拍照原理大致相同，也就有著(zhù)共同的發(fā)展目標。縱觀(guān)相機拍照領(lǐng)域高像素就像是皇冠上的一個(gè)寶石。雖然包括很多消費者在內都開(kāi)始接受高像素并不代表高畫(huà)質(zhì)的理念。但高像素并不是百無(wú)一用的參數。簡(jiǎn)而言之高像素能夠帶來(lái)高解析力的效果，使得照片細節更豐富銳度更高。但同時(shí)受限于手機尺寸，所以以索尼為首的相機硬件供應商從15年底開(kāi)始主打相同面積更多像素數的感光元件。
想要在相同面積上做到更多像素數就需要解決在暗光情況下單個(gè)次像素之間的尾色干擾問(wèn)題，也就是我們常說(shuō)的照片噪點(diǎn)。這就需要在感光元件硬件層面進(jìn)行諸如ISOCELL等改進(jìn)在將次像素相互區分開(kāi)來(lái)，或者利用軟件算法提升畫(huà)質(zhì)。
01月07日 18:14
