最近春暖花开,身边的小伙伴们纷纷出门踏青,拍摄春日大片。尤其是在阳光灿烂的周末,整个朋友圈似乎都活跃起来了。
但是不知道大家发现没有,即使是同样的场景,用不同的手机拍摄,也会在光影和色彩方面有很大的差别。
这是为什么呢?
其实目前来说,手机的镜头差距并不大,至少没有上面两张图的差别那么大。
同一场景两种照片的背后,是各大厂商不同的算法和审美,对于整个画面像素点的取舍不同。
要想知道背后的原因,首先需要向大家科普一下现代手机摄影的全流程:
和依赖光学成像的相机不同,手机的成像方式是数码成像。
光线通过镜头,传感器将从镜头上传导过来的光线转换为电信号,再通过内部的DA转换为数字信号,再通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号进行优化处理,最后把处理后的信号传到显示器上。
可以这么说,在你按下快门的一瞬间,手机其实拍摄了无数张照片,最后呈现出的那一张,其实是最优合成的一张。
在手机摄影中,镜头的重要性只能排在第二,第一的核心永远是芯片的计算能力,因为在成像的每一步,都有算法的参与,芯片的好坏,直接决定画面品质(比如色彩饱和度、清晰度)与流畅度。
这就是为什么同一个场景,不同人的手机拍出来的照片,色调和风格的差距会很大。
想要实现更合乎肉眼的拍摄效果,这又对算力和能耗比提出了极高的要求。
从芯片算力来看,传统芯片有算力不够、对AI深度学习的网络模型却无能为力的问题。面对前所未有的复杂使用场景,仅仅靠一套固定的算法,是走不通的。除了传统算法,芯片更加依赖于神经网络的计算能力和深度学习能力。
因此,研发一款新时代的影像旗舰级的芯片,成为了摆在众多厂商面前的一座高峰。
要知道,芯片作为手机研发中科技含量最高的部分,大部分手机厂商都是选择直接从供应商处购买,很多自称自研芯片的厂商,都是封装到SoC中的集成电路芯片,而非独立研发的整个芯片。
这样的芯片依然只是治标不治本,本质上也是组装厂,无法对芯片、传感器、算法进行全流程的整合调优。
这一情况直到现在,才被一家国内技术厂商改变——OPPO于本月发行的旗舰系列Find X5系列上,配备了首款自研影像专用NPU芯片马里亚纳MariSilicon X。从外观到视频影像、性能等进行了全方位升级。
今天就想重点跟你们科普一下这块马里亚纳MariSilicon X芯片:
它是OPPO首个独立封装,单独制造的芯片,其采用了台积电的6nm工艺打造,影像垂直链路的定制整合,让手机制造不再是组装供应商零件,可以打破算法、芯片与传感器之间长期存在的协同问题,为用户开启计算摄影的新篇章。
马里亚纳芯片采用了DSA(Domain Specific Architecture)新黄金架构理念,通过特殊的计算架构为解决特定领域的问题提供了强大且高效的性能,尤其是在AI芯片的设计领域取得了重大进步。
绿厂强大的垂直整合能力,可以有针对性地去解决更多问题,比如发挥定制光谱传感器在硬件上的最大潜力,在一些纯色或大面积混淆色的情况下,自研3A算法加持下可以带来更准确的还原。
同时,Find X5 Pro在摄像头方面的硬件上,也没有挤牙膏,更好地助力了这块芯片发挥作用——
双主摄旗舰IMX766传感器配置,超广角自由曲面镜头为用户带来画面边缘畸变最小的广角体验;全新的1G6P光学玻璃镜片,可有效降低色偏,实现色彩精准表达。
简单一张照片,就能看出对色彩的精准表达,和对拍摄对象完全无畸变的捕捉:
由此,在全新马里亚纳芯片+顶级摄像硬件的加持下,Find X5实现了四大技术突破:空前强大的AI计算能效;领先行业的Ultra HDR;无损的实时RAW计算;最大化传感器能力的RGBW Pro。
如果你对这些专业术语没有概念,让我们一一道来。
强大的AI计算能效,能在任何场景提供最优算法,原片直出,也能在色彩和细节方面拥有极高水平。
得益于RAW域计算,Find X5 Pro带来更加清晰的原生画质,几乎可以实现和相机同级别原生画质。同时,在拍摄短视频时,在微信、抖音等App内打开相机直接拍摄,也和获得系统相机一样的高品质画面。
新芯片强大的计算能力,也带来了更多的使用场景。
在夜景拍摄中,每一帧都可以实时AI降噪带来更纯净的画质提升,将超清夜景视频分辨率提升了4倍,夜景终于可以告别噪点了。
而针对视频设计,马里亚纳 MariSilicon X集成的自研影像处理单元MariLumi,还能够流畅地面向4K规格的视频数据量进行计算。像素级的处理速度,也让智能HDR Fusion融合算法可以在这颗单元的前端运行,最终令画面动态范围达到了惊人的20bit 120db(20 stops),相比Find X3 Pro提升4倍,达到20bit Ultra HDR超级动态范围。说人话就是,用它在任何画幅和光线下录制视频,你也许都能获得比现状更完美的光影效果。
对了,看了这么多样片,你有没有发现,Find X5 Pro其实在色彩方面也非常特别——
非常自然、细节突出。
这是因为它将移动影像技术与哈苏自然色彩相结合,以哈苏中画幅相机的校准方案对IMX766进行色彩调试,通过哈苏自然色彩认证,Find X5 Pro有三款哈苏大师滤镜,随手一拍便是大片质感。
谁能想到,文中这几张从光影、色彩、细节都完美的照片,背后需要投入如此巨大的科研精力。从供应商组装到全套影像系统的研发能力,寥寥几张照片的进步,背后却是国产手机的一大步。
这样的摄影革新,对于个人来说,是非常惊喜的。深入底层,从头研发,其实也和咱们平时做科普那种钻研每个现象背后的底层逻辑是相通的。
比如最近春天的到来,古人会认为是掌管季节的神明的的决定,在世界各地的文化中,春天总是以少女的形象出现。而现在我们知道,这是因为地球的公转和地球的倾角,导致太阳半年直射北半球,半年直射南半球。
在几千年的时间里,我们一直以为是神明制定着世界的规则,直到牛顿建立了经典物理的基础体系,爱因斯坦建立了量子物理的基础体系。在一百年内,我们一直在这个底层框架之中,探索世界的奥秘。
思维再发散开,从最近很火的游戏《艾尔登法环》来说,这款开放世界的游戏画面极其华丽。
但这背后最底层的运行逻辑,运用芯片思维,你得到的结果可能是一个个的0和1——
只有吃透了这些事物运行的底层逻辑,才能更好地探索这个世界。历史的车轮行进到今天,我们从未停止过对更广袤世界的探究,每一个推动世界往前一步的小小探索,都来自那些刨根问底、近乎偏执的科研精神,或许探究世界的答案,便在于此。