近日,中國國家地理主辦的2023中國野生生物影像年賽啟動儀式在深圳舉辦。和絕大多數野生生物攝影項目不同,年賽自創立以來便設立手機組別,鼓勵大家用觸手可及的設備進行創作和探索。
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而這種讓手機和相機同臺競技的做法,也讓不少攝影愛好者重新思考一個問題:「如何用手機拍和專業相機媲美的照片?」或者用更直白的方式來說——手機拍照有超越專業相機的可能嗎?
如果單從部分配置上看,手機和專業相機之間確實存在差距:在犧牲了便攜性、易用性和高成本的前提下,專業相機用更大的機身換來了更大的傳感器、更準確的對焦模塊。
當然了,專業相機所使用的專業鏡頭在設計時也不需要照顧用戶對「鏡頭突起」的反感情緒,可以放心大膽地用復雜的光學設計和價格高昂的特殊鏡片來提高鏡頭的光學表現。這些都是現階段智能手機在比拼參數時必須承認的差距,畢竟相機的唯一職責就是拍照,但拍照只不過是手機的其中一個使用場景而已。
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但這就意味著智能手機拍出來的照片趕不上專業相機嗎?事情沒有這么簡單。
和專業相機類似,智能手機拍照也可以分為四個階段,分別對應四組不同的元件:鏡頭負責將外部的景色聚焦在手機的圖像傳感器上。圖像傳感器是手機攝像頭的核心部分,當光線照射到圖像傳感器上時,每個像素會產生電荷,并將其轉換為數字信號。
一旦圖像傳感器將光線轉換為數字信號,手機的圖像處理芯片(ISP)便開始處理這些數據。圖像處理芯片會對圖像進行色彩校正、降噪、對比度增強等操作,以優化圖像質量。處理后的圖像數據會被存儲在手機的存儲介質中,再通過屏幕回放這些照片。
而ISP恰恰就是手機攝影證明自己的關鍵。
專業相機的圖像處理電路通常只專注于最小化圖像噪點、保持細節和動態范圍。但得益于智能手機芯片行業的飛速發展,智能手機的ISP往往更加靈活。即使是多年前的手機ISP也已經可以提供色彩矯正、畸變矯正甚至是場景識別、智能HDR、人像模式等高級功能。
以人像模式為例,過去我們在拍照時想拍出完美的「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。
但對于智能手機來說,從鎖屏界面快速啟動相機,手機自動識別并切換到人像模式:高效的移動處理平臺在轉瞬間就能自動完成測光、對焦、拍攝,并借助ISP完成畸變校準、膚色調整,再借助景深識別技術精確分離前中后景,并實現極為自然的景深虛化。
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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算攝影尖端技術的新一代成像方式,才是手機攝影能和專業相機同臺競技的秘訣。對于專業相機來說,對「原始數據」的追求限制了相機圖形芯片的發展,這些后期處理只不過是計算攝影時代的開端。
以旗艦手機必備的第二代驍龍8移動平臺為例,更強的數據處理能力讓智能手機可以在機內就完成傳感器像素融合運算,在機內處理2億像素的照片拍攝。
當專業相機還在把照片導入電腦、準備后期拼接時,智能手機已經完成了后期處理,用5G網絡將照片發了出去。當別人還在用6K電影機拍攝素材時,智能手機已經開始拍攝8K視頻,并利用高分辨率實現不損害畫質的無損剪裁;當別人還在檢查HDR步長時,智能手機已經開始完成了測光、拍攝,并輸出了高色深的最終圖片。
除了這些「基本功」外,AI神經網絡的支持也讓認知ISP可以實現更多過去無法想象的后制,進一步拉近手機和專業相機之間的距離。
比如小米13系列中第二代驍龍8移動平臺的認知ISP可以將場景細分成8個不同處理層,并單獨根據不同處理層的特點進行圖像處理和優化,從而帶來更具有質感的圖像細節和色彩表現。努比亞Z50 Ultra可以在認知ISP的支持下同時利用多個傳感器拍攝,并在后臺利用多幀融合技術顯著增強照片的信息量和細節層次。
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對手機的光學系統來說,手機的通用性是限制手機影像發揮的短板。但對手機的ISP來說,手機的通用性恰恰是讓手機攝影表現突飛猛進的加速器。相機和手機、光學素質和計算處理,這其實都是數碼產品在不同使用場景下,根據用戶實際需求而分化出來的不同進化方向。
而當用戶希望用比昂貴相機更低的成本、更便捷的方式記錄眼前的美好時,手中的智能手機顯然是更符合實際需求的拍攝工具。而手機所具備的計算攝影技術,已成為用戶「隨手拍大片」的最大推動力。
更智能的ISP為手機帶來了智能場景識別和自動優化等功能,讓全民攝影更輕松。無論是風景、人像還是美食,相機能夠快速識別場景,并自動調整參數,獲得更好的曝光、對焦和色彩效果,讓拍照變得簡單而直觀。
更強的數據吞吐和處理能力也讓高級算法和多幀合成技術成為可能,夜景模式的出現也為用戶帶來了更多的創作空間。更不用說人像模式和虛化效果的出現彌補了手機在光學系統方面的遺憾,讓照片更加具有專業感。在更強大的圖像算法和更默契的軟硬配合下,手機的發展為我們帶來了全新的拍攝體驗,讓攝影更加與眾不同、更加充滿樂趣。
而驍龍移動平臺也可以利用高通AI引擎的出色性能在拍攝照片后繼續優化畫面細節,比如利用AI為照片執行降噪操作,減少長時間曝光下的照片噪點,讓照片更加干凈通透;又或者利用AI學習畫面運動方向,從而實現更出色的防抖補償效果;甚至在拍攝之前,AI引擎的強大算力就已經讓手機可以對運動物體進行精確的模型檢測,實現萬物追焦的效果。
在計算攝影時代,芯片的作用不僅限于提供計算能力,更是構建手機拍照端到端協作系統的基石。也正因芯片決定了計算攝影的最終表現能力,使得越來越多的手機品牌開始在影像芯片上發力。
而在這場關系到手機攝影進化的影像芯片軍備競賽中,驍龍作為手機運算的核心,從未消失在大眾視野當中。從機內HDR到像素融合,從4K視頻到8K拍攝,從簡單的透視修正到復雜的畸變矯正,再到現在盛行的AI計算攝影,驍龍從未停止推動手機攝影進步的步伐。
隨著手機芯片ISP算力以及算法的提升,計算影像已然成為近幾年手機影像的新發展方向之一,例如手機上常見的夜景拍攝、延時曝光、星空模式等都是依靠算法來實現的。
自手機邁入計算攝影的那一步起,手機影像的發展早已不再是純粹的硬件加持,更重要的是來源于算法強大且精準的計算能力。計算攝影能讓普通人拍出一張及格線以上的照片,而未來的手機影像,肯定是為了貼近用戶的日常而發展。讓普通大眾也能邁入攝影的門檻,這才是手機影像的初衷。
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