近期赴貢嘎雪山旅拍，途中帶了P50 Pro和iPhone12 Pro Max，進(jìn)一步感受了華為和蘋果在計算攝影、計算光學(xué)方面的最新探索，也對比了兩者的差別。2015年以來如火如荼的計算攝影，將手機推向了全時段全焦段全場景下的高可用水平。這個領(lǐng)域的兩個主要推動者，華為和蘋果，他們的旗艦機分別代表著計算攝影領(lǐng)域的最新進(jìn)展和最高水平。所以我自己也很想知道，這兩者在計算攝影方向的探索和實力，分別到達(dá)了哪一步。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
華為P50 Pro
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面這兩組對比，天空、水瀑、植物的色彩哪個更準(zhǔn)確?第三個圖的絲絹流水模式是哪個手機的功能?以不同曝光值多次成像并實時合成的同時，自動區(qū)分畫面的運動部分和畫面的靜態(tài)部分，高速快門凝固流水飛濺的瞬間效果不因為多張合成而模糊，靜態(tài)部分多張合成過程中像素自動對齊保障畫面清晰度，與此同時實現(xiàn)藍(lán)天白云高光不過曝、水瀑后面暗光區(qū)域不死黑，獲得高光比下高動態(tài)范圍。類似場景，微單、單反后期要在圖像軟件中進(jìn)行高光拉回、暗區(qū)提亮等操作，才能獲得這樣的效果。一圖匯聚計算攝影多重算力，這些是這組圖片放在最前面的原因。專業(yè)影像系統(tǒng)要通過前期后期工作流才能呈現(xiàn)的最終效果，手機/移動影像現(xiàn)場直接馬上一次給到用戶，這是趨向之一，多合一。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面這組，遠(yuǎn)處雪山的細(xì)節(jié)清晰度哪個更好?5X變焦。兩部手機光學(xué)變焦基礎(chǔ)上，都需要調(diào)動一段數(shù)碼變焦，并基于多次成像采集更多圖像信息，對齊、堆棧，同時以AI算法對細(xì)節(jié)、紋理再次進(jìn)行補償、增強、平滑過渡，而不止是以差值算法計算相鄰像素的色彩信息的“補像素”。華為這幅圖里還能看得到引入廣角主攝輔助中焦副攝獲得正確的暗部亮度水平的痕跡。這組對比比較凸顯兩家圖像引擎的實際功力，計算攝影的水平高低。以AI進(jìn)行畫質(zhì)增強，對鏡頭、圖像傳感器等損耗或采集不足的信息進(jìn)行“光學(xué)追回”、“數(shù)字補償”，力求真實還原人眼視覺現(xiàn)場，而不是PS出來未曾有過的圖像，這是計算攝影的趨向之二，追真。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面這組，哪個視覺更為立體?現(xiàn)場即視感更貼近前者。視頻、延時、照片拍攝過程中，會發(fā)現(xiàn)iPhone12 Pro Max幾乎在所有場景下的HDR、整體提亮，都比華為P50 Pro更為強烈甚至暴力，毫無疑問這迎合了一部分習(xí)慣手機調(diào)圖時喜歡過度HDR感覺、一切都清清楚楚的用戶，但是這樣一來就不那么真實、立體，而是比較平面了。拍攝現(xiàn)場的氛圍是云向山頂壓過來，光從云的縫隙中漏下來，空間上的立體感是相當(dāng)強烈的。計算攝影曾經(jīng)的取向是過度飽和導(dǎo)致PS化，過度HDR導(dǎo)致平面化，但是現(xiàn)在的趨向是立體氛圍，向遠(yuǎn)近、高低、深淺的肉眼實感靠攏。這些需要光線感應(yīng)、場景識別、算法力度把握得恰到好處。這是趨向之三，立體。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面這組，哪一幅不僅更清晰，畫面還更加干凈細(xì)膩?9X長焦下的對比。以計算光學(xué)“追償”數(shù)碼變焦帶來的圖像損失，“恢復(fù)”清晰度，是計算光學(xué)的趨向之四。我把它稱之為不同于光學(xué)變焦、數(shù)碼變焦、混合變焦的“計算變焦”。9X下拍得的像素數(shù)和3.5X下是一樣的，且畫質(zhì)不明顯衰減，這不僅僅是像素數(shù)算法擴增的結(jié)果，更是圖像引擎多重處理之后的結(jié)果。目前僅就華為而言，P50 Pro基于3.5X光學(xué)變焦的50X，與P40 Pro基于10X光學(xué)變焦的50X，幾乎能夠具備同樣的清晰度，能做到這一點還是挺值得點贊的。一些AI圖像軟件、插件，現(xiàn)在也能夠?qū)崿F(xiàn)對低像素圖片的擴增。但是手機計算攝影的好處在于，圖像引擎可以根據(jù)光線等因素，決定一次拍攝幾張照片來進(jìn)行合成，以及其它攝像頭是否需要介入輔助成像，等于有些問題在現(xiàn)場就解決了。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面這組，哪一幅色彩更準(zhǔn)確?這是夕陽掠過樹梢的時候，3X中焦對比。iPhone在這里不是HDR過渡，而是“失色”問題。P50 Pro的表現(xiàn)不僅和10通道多光譜傳感器、廣色域色彩調(diào)教有關(guān)，也和計算光學(xué)對像差的糾正、高頻弱信號的細(xì)節(jié)紋理追償、衍射現(xiàn)象的算法消除有關(guān)。這些綜合下來，體現(xiàn)在官方數(shù)據(jù)是P50 Pro環(huán)境光譜分辨率比上一代有近50%的提升，平均色相準(zhǔn)確度有20%左右的提升。不過P50 Pro雙主攝引入黑白圖像傳感器作為“后盾”以后，亮度信息與色彩信息的平衡，如何對圖像進(jìn)行增益的同時不影響色彩意義上的畫質(zhì)，是一個有待觀察的角度。不過無論如何，到了P50 Pro這一代，大部分時段、焦段、場景下華為的表現(xiàn)已經(jīng)優(yōu)于蘋果，iPhone反倒在有些情況下需要帶上色彩相對不準(zhǔn)的帽子了。準(zhǔn)確的色彩和更好的色深，是計算攝影的趨向之五。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
這是一組貌似簡單實則困難的測試，氤氳霧氣、空氣中陽光散射形成的淡藍(lán)色“煙霧”是對比的重點，用力過猛的計算攝影算法，可能會通過顯著提高對比度來讓畫面更清晰，細(xì)節(jié)更突出，或者會減弱明暗對比追求HDR效果而讓畫面整體發(fā)灰發(fā)白。實拍對比過程中，兩部手機都表現(xiàn)得比較恰當(dāng)，iPhone12 Pro Max的對比、去霧力度更大一些，且畫面色溫色調(diào)比華為P50 Pro更暖一些。對比不失真、降噪不涂抹、銳化不沙化，這是計算攝影的趨向之六。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面這一組，哪個對焦更好、更清晰?星海、銀河都已經(jīng)不成問題的情況下，大部分夜景拍攝已經(jīng)難不倒手機，但是弱光對焦尤其是手持iPhone拍攝過程中人如果有移動的話，對焦有時還是有些難度，有些情況下即使對焦準(zhǔn)確，最終拍出來的畫面還是會有一些模糊。夜景拍攝的畫面中如果有人臉出現(xiàn)，人臉的清晰度iPhone也往往不如P50 Pro。低照度弱光、夜景拍攝的進(jìn)一步改善，是計算攝影的趨向之七。
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
P50 Pro
iPhone12 Pro Max
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
華為P50 Pro
iPhone12 Pro Max
上面四組對比，整體觀感哪個更好?看得出來iPhone12 Pro Max偏向于畫面整體更亮，而P50 Pro更傾向于壓制高光，畫面有些區(qū)域看起來也更暗一些。在夜景、晨昏等復(fù)雜光線條件下，手機影像模塊的硬件、調(diào)教、計算攝影水準(zhǔn)都已經(jīng)相當(dāng)可以，反倒是白天陽光強烈的一些場景，如何有更準(zhǔn)確的色彩、明暗表現(xiàn)，以及更純凈的畫面，這是計算攝影技術(shù)進(jìn)化的趨向之八。
整體而言，計算攝影體現(xiàn)在這一代手機，用戶獲得感最強、實感最明確的進(jìn)步體現(xiàn)在這幾個方面：中焦長焦變焦下的畫面細(xì)節(jié)/清晰度提升，以真實準(zhǔn)確為導(dǎo)向的色彩和色域/色深的提升，準(zhǔn)確的曝光合成所產(chǎn)生的更為真實立體的層次感和空間感。尤其色彩方面，觀感有類似顯示器從8bit提升到10bit、色彩范圍從百分之七八十提升到百分之九十以上的感覺?，F(xiàn)在一些顯示器的硬件有8bit+FRC也就是8抖10以后達(dá)到10bit觀感的。計算攝影通過多張合成、光學(xué)追償、AI實感增強(不能理解為色彩渲染或者PS)，對于動態(tài)范圍、寬容度、色彩色深的提升，也有8抖10的效果。實際上一些手機廠商已經(jīng)對外宣稱，個別CMOS也就是圖像傳感器最終成像能達(dá)到10bit水準(zhǔn)，一些手機更是已經(jīng)可以開始拍攝HDR視頻(非手機拍照的HDR功能)。不過視頻里每幀畫面的畫質(zhì)是低于拍照的，原因一是圖像傳感器的光電信號采樣率低于照片，二是受存儲、緩存、IPS、處理器的處理時間限制，視頻無法像照片一樣進(jìn)行多重深度計算，所以視頻拍攝方面的進(jìn)步比拍照慢一些。不過隨著手機SoC、ISP、圖像引擎等硬件軟件水準(zhǔn)的持續(xù)倍速提高，視頻尤其4K視頻的畫質(zhì)未來兩三年將會進(jìn)一步有顯著提升。
手機的計算攝影，主要在于“后期”，算力、算法、智能、深度學(xué)習(xí)。但好處是手機可以讓圖像傳感器多次采集原始圖像信息，多次曝光，不同的曝光強弱，在此基礎(chǔ)上圖像合成。包括讓幾個攝像頭協(xié)同起來，互相補充光線信息，互相增強、矯正。
對相機來說，后期處理軟件在于手機廠商在計算攝影方面在做的事情。不同的是，相機往往只能拍一次，無法回去再拍一次，所以相機盡可能趨向于多地采集更具“深度”的原始信息。一些相機也有包圍曝光等功能，但是均為一次性操作，無法連續(xù)進(jìn)行。且需要配合三腳架，不便于連續(xù)創(chuàng)作，拍攝延時、視頻的后期。
超級夜景、超清模式、人像美化、場景識別、模擬大光圈、流光快門、HDR、延時攝影、全景模式、路人移除、智能挑選最美瞬間、慢動作智能插幀......2015年以來，幾乎每一代新機發(fā)布，計算攝影都能拋出一個新的突破性的功能應(yīng)用。如今計算攝影不再只是成像的補充、優(yōu)化角色，而是成為具有完整體系、核心思想、系統(tǒng)框架、軟硬聯(lián)動的一大影像門派，有些技術(shù)甚至開始反向輸出到微單、單反相機。小小的手機成像模塊，有限的物理空間，濃縮無限的科技進(jìn)步，將會讓每一個人體驗到移動影像未來的各種可能。(文章來自于胡延平)
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