芯耀
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手機攝影，算是近幾年手機廠商們著重發(fā)展的領域之一，說到底需要專業(yè)相機進行嚴肅攝影的人還是少數(shù)，對大多數(shù)消費者來說，智能手機就足以勝任日常的拍攝任務。
但另一說，大眾消費者的攝影水平參差不齊，也談不上什么“技術”可言，然而他們也依然對拍照的效果有著不低的要求，這本身似乎是一對矛盾。那么，不專業(yè)的設備加上不懂攝影的消費者，可以拍出“專業(yè)照片”嗎？理論上是不可能的，但手機廠商的一項動作，賦予了這種可能性。
近日，雷軍在宣傳自己的最新年度旗艦小米 11 系列時，提到了一個名詞：計算攝影。
簡而言之，它是一種數(shù)字處理技術，可以從成像機理上來改進傳統(tǒng)手機相機，并將硬件設計與軟件計算能力有機結合，全方位地捕捉真實世界的場景信息。通過改善色彩和照明效果，并可以將局部的細節(jié)從黑暗之中拉出來，這能使拍照出來的成像效果非常好，色彩鮮艷亮麗，十分契合人眼的觀感。
那么這個計算攝影到底能夠帶來什么實質性的改變呢？小米所提到的這項技術與之前 iPhone 是否又完全一致呢？
濃墨重彩的一筆：谷歌 Pxiel 系列
其實最早在發(fā)布會上提出這項技術的手機是谷歌推出的 Pixel XL，通過當時最強大的 IMX378 傳感器和初出茅廬的計算攝影功能，它成功擊敗了一系列旗艦產品登頂 DxO 排行榜（當年的 DxO 還是有一定可信度）。作為對比，當時同樣采用 IMX378 的小米 5 的相機成像效果要差上不少。
Pixel 所使用的計算攝影技術核心原理是 HDR+，和其他手機廠商的做法不同，一般廠商實現(xiàn) HDR 功能基本是靠傳感器“自力更生”，但谷歌利用自身強大的軟件實力，在傳感器硬件的基礎上引入了后期處理，讓 HDR 成像的速度更快、效果更好。
其原理主要是使用欠曝的 Burst shoot 來創(chuàng)建多重相片，然后通過合并的方式呈現(xiàn)出擁有更高寬容度的圖像。原理聽起來容易，但想穩(wěn)定輸出擁有如此高水準的照片并不容易，谷歌相關團隊也花費了兩年多的時間才正式推出這一技術。
到了 2018 年，就在那個所有手機廠商都在通過增加攝像頭數(shù)量的方式來提升自己拍攝體驗的年代，谷歌帶來了手機計算攝影歷史上最有代表性的機型，Google Pixel 3 系列，它獨步天下的殺手锏，是“15 張照片堆?！薄?/p>
有一說一，Pixel 3 XL 使用的 IMX363 傳感器性能并不強，尤其是在夜晚的時候表現(xiàn)十分勉強，和當時市面上的一票“大底傳感器”比起來，顯得老態(tài)龍鐘。
而 Pixel 3 通過 15 張 RAW 堆棧均值來實現(xiàn)信噪比端的提升，再結合谷歌自家的降噪算法直接解決了困擾業(yè)界多年的手持不能拍暗光的難題，還大大提高了手機影像的上限。小雷這里也拿出多年前的 Pixel 3 XL 的樣張，從幾組樣張中就能夠看出 Pixel 3 XL 的算法強大之處，就算放到 2020 年也能夠排得上號。
除了夜景算法外，Pixel 3 在人像模式上也帶來了全新的相機算法，為了能夠獲取到更優(yōu)質的人像算法，谷歌相機團隊做出了一個五攝怪物：將五臺 Pixel 3 拼在一起，通過獲取的圖像數(shù)據(jù)來進行算法訓練，最后根據(jù)生成的景深映射圖進行不同程度的背景虛化處理。即便是有明顯的物距，也能實現(xiàn)比較自然的前景背景虛化效果，這甚至是如今很多擁有多攝方案的手機都無法比擬的。
同時，谷歌還利用了自家的原生安卓底層對其進行了優(yōu)化，前文提到的 15 張堆棧的操作在電腦中都需要花費一定的時間和精力。而 Pixel 3 可以在短短幾秒內搞定，出片率極高。
在 Pixel 4 上，谷歌為其增加了一顆專用于人像拍攝的 2 倍變焦鏡頭，并帶來了更有意思的天文模式。說起天文模式，可能不少使用過谷歌相機的用戶都能找到一個名為“天體攝影”的功能，顧名思義，谷歌想讓用戶使用手中的手機就能輕松拍下浩瀚的星空，也就是說能夠在光線極暗的情況下可以輸出一張畫面亮度遠高于肉眼的相片。
左為 Pixel 3 XL，右為 iPhone 12 Pro（均開啟夜景）
考慮到拍照時用戶在拍攝時手難免會抖動的情況，Pixel 3 在不需要解碼器的情況下就識別出場景中每個元素的真實紅、綠、藍數(shù)據(jù)。這種更好的源數(shù)據(jù)意味著谷歌可以比通常的方法更好地數(shù)碼放大照片，谷歌稱之為超級分辨率變焦。官方表示 Pxiel 4 的 2 倍變焦鏡頭能夠達到同行 8 倍變焦鏡頭的水平。
左為 Pixel 3 XL，右為小米 10 至尊紀念版（均開啟夜景模式）
可以說，以 Pixel 系列為代表機型的橫空出世，宣告了“計算攝影”時代的到來。隨著 ISP、SoC 的算力不斷提升，我們發(fā)現(xiàn)原來拍出出色的照片也可以不依賴強悍的硬件，正如航天圈子里的笑話“力大磚飛”一樣，只要算法足夠強勁，破爛傳感器都能拍出出色的照片來。
更好的計算攝影，在 iPhone 上呈現(xiàn)
雖然在手機計算攝影這一領域 Pixel 的地位舉足輕重，無奈其知名度與市場份額著實較低，不少國內用戶根本不知道這個品牌的存在，更別說前文提到的一系列技術了。真正讓計算攝影技術這一概念被用戶熟知的還是那家手機巨頭——蘋果。
蘋果在 iPhone 11 系列發(fā)布會上就重點介紹了 iPhone 11 系列全新升級的相機系統(tǒng)，這也是蘋果第一次在發(fā)布會上花費將近一半時間去講解 iPhone 的影像系統(tǒng)。蘋果將自己的計算攝影功能命名為深度融合“深度融合”，它需要前后進行四次長曝光、四次短曝光，然后再進行一次長曝光，最終從這些照片中選出表現(xiàn)最好的圖像將其融合在一起。
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另外 iPhone 11 系列還會利用機器學習技術，智能地去調節(jié)照片的白平衡、對比度、飽和度以及總體質感，讓拍攝出來的樣張更為自然。簡單來說，就是讓用戶能夠“傻瓜式”地拍出一張討喜的照片出來，這也是不少用戶鐘愛 iPhone 拍照的原因之一。
而在 Pixel 十分重視的人像方面，蘋果也對此進行了相應的改進優(yōu)化，在最新的 iPhone 12 Pro 系列上配備了 LiDAR 攝像頭，能夠幫助 iPhone 12 Pro 系列在人像識別時的景深控制得更好，像頭發(fā)邊緣這樣非常考驗細節(jié)的地方過渡也會更為自然，很少出現(xiàn)略帶摳圖痕跡的情況。
夜景部分的表現(xiàn)，小雷這里就不多贅述了，從前者的對比圖來看，雖然 iPhone 12 Pro 在夜景方面的表現(xiàn)相比前幾代已經(jīng)有了質的改變，但與 Pixel 3 XL 還有一段距離。
計算攝影會是未來？
隨著小米開始著重宣傳計算攝影技術后，國內將會有越來越多的用戶認識并了解這一技術，從普通消費者的角度來看，計算攝影技術的普及和優(yōu)化是一件好事，它能夠讓越來越多的用戶輕松拍出自己喜歡的照片。
畢竟絕大多數(shù)手機用戶并沒有太多攝影方面的專業(yè)知識，你給他們一個專業(yè)單反，他們都很難拍出什么大作出來，相反你給他們一個“傻瓜式”相機，他們會覺得這真是個好東西。
計算攝影的初衷只是為了幫助人們簡化攝影流程，現(xiàn)在計算攝影已經(jīng)可以一定程度上彌補普通傳感器與大底傳感器之間的差距；在未來，隨著圖像處理性能的提升，計算攝影能夠做到的事情變得更多，硬件不再是決定手機成像效果好壞的關鍵因素。
它最終一定會拉平大多數(shù)業(yè)余攝影愛好者的差距。換句話說，今后任何人操起手機一摁就是大片，因為這是所有人的期望。
