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数码变焦和光学变焦(2024年手机超越单反？浅谈手机影像的发展与未来)

手机,荣耀,影像数码变焦和光学变焦(2024年手机超越单反？浅谈手机影像的发展与未来)

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

这里是溢图科技（原“相机笔记”）

最近有一条新闻刷爆朋友圈：索尼半导体部分高管预测2024年智能手机拍照可超越单反。刚好行业分析公司Counterpoint也发布了《智能手机影像新趋势》白皮书，并且联合荣耀、高通、DXOMARK高管召开了线上讨论会。借此机会，ET也想和大家分享下我是如何看待手机影像发展的。

▲ Counterpoint发布了《智能手机影像新趋势》白皮书

昨天：手机影像23年发展速览

早在1999年，手机上就出现了摄像头。但在2005年诺基亚联合蔡司推出N90后，人们才第一次有了“拍照手机”的概念。在这之后，诺基亚、索尼爱立信、夏普、三星等厂商都推出了不少令人印象深刻的产品，但手机拍照依然只能看作是相机的“下位替代”。

▲ 搭载2MP传感器和蔡司认证镜头的诺基亚N90

2010年，苹果正式推出iPhone4，将大尺寸全触屏、自研芯片和比较好的拍照硬件整合在一起。再加上不断丰富的App与更快速的移动网络，即拍、即修、即分享逐渐成了手机拍照的标签。这期间，iPPA等手机摄影比赛也逐渐被更多人所知晓，“手机影像”渐渐变成了一个比较清晰的概念。

▲ 具有5MP背照式传感器的iPhone 4

2014年前后，国内手机厂商开始在影像端发力，并且开始寻求与全球知名影响厂商与机构的合作。2018年，华为推出的P20 Pro是一款颇具里程碑意义的产品。一方面，它标志着主流手机的拍照能力开始逐步超越传统卡片相机；另一方面，它也标志着手机影像“军备竞赛”进入到白热化阶段。

▲华为P20 Pro采用了1/1.7英寸大底传感器

同一时间，以超级夜景为代表的多帧合成技术也开始得到广泛应用。基于深度学习开发的场景识别算法也在识别数量和分割能力上有了显著突破。“计算摄影”成为手机影像弯道超车的助推器。

▲ 2018年发布的荣耀10在产品介绍中着重强调了AI场景识别、语义分割、分区优化等特性

在过去5年里，我们看到手机拍照硬件（尤其是广角主摄）有了突飞猛进的发展，也看到了在单一器件摸到“天花板”后通过算法改良实现再突破的可能性。在今天，消费者会比以往更关注手机影像的整体体验，这不仅包括了变焦能力、视频记录规格、视频与拍照的结合，也包括是否应用了AI等新技术。

▲荣耀Magic4 至臻版具有高规格的三主摄配置和AI DSP

现在：手机影像竞争的两个重点

在我看来，当前手机影像竞争的两个重点是变焦能力与独立ISP芯片。

谈到手机的变焦能力，首先要知道绝大多数手机都是通过“多个定焦相机接力成像”来实现变焦的。每个镜头都有与之对应的传感器，切换焦距的过程中，镜头的焦距/光圈，传感器的尺寸/像素都会发生变化。

我们的终极理想是既有宽广的变焦范围，又能在每个焦距上都有很好的成像质量。但受限于尺寸和成本，摄像头的数量是有限的。摄像头的焦距跨度小则变焦范围窄；焦距跨度大，则“中间焦距”上的画质压力就越大。

想要平衡这个矛盾，除了选用高规格硬件外，更重要的还是引入新算法。从单摄像头多帧合成到多摄像头成像融合，随着手机影像计算平台的不断进步，我们现在可以同时启用多项技术来优化“中间焦距”的成像质量。之前试用过的荣耀Magic4至臻版就能同时启用多帧融合与多主摄融合，这会给图像质量与使用体验带来很大改善，也让我们不用特别在意几个摄像头到底是几倍焦距。

▲荣耀多主摄融合计算摄影的介绍

▲使用荣耀Magic4 至臻版约2.5倍焦距拍摄

可能有朋友要问，这么麻烦为什么不使用相机上的“光学变焦”镜头？手机拍照的最大痛点是“信噪比”，因此在硬件选型上，传感器尺寸与光圈大小具有更高优先级，这就意味着定焦镜头会比变焦镜头更适合手机使用。另一方面，变焦镜头还会让手机变得更大更重，在跌落或意外碰撞时也更容易损坏。因此，“多定焦接力成像”就是目前最理想的选择，也是全行业的主力选择。

数字影像的三要素是传感器、镜头与图像处理，而图像处理既包括了CPU、ISP、神经网络引擎等硬件也包括了图像优化算法等软件。在过去很长时间里，手机厂商都是在“公版”硬件上建立自己的拍摄功能。随着行业格局的悄然转变，不少厂商开始加入独立ISP芯片。这不仅更容易实现产品的差异化，同时也有利于多平台开发与迁移。

▲集成ISP的主SoC，与不同厂商的专用ISP芯片

目前，引入独立ISP的厂商有荣耀Magic4至臻版（AI ISP）、vivo X80系列（V1 ）、OPPO Find X5 Pro（马里亚纳X）等。这些ISP的最主要功能是提升弱光视频的拍摄效果，基于深度学习开发的降噪算法在效率和效果上都已经超过了主SoC内置的ISP。

▲荣耀对AI ISP算力和功能的描述

独立ISP开辟了一个新战场，也赋予手机影像更大的可能性。但将可能性变成实实在在的提升，还需要厂商们投入更多的研发精力。除了变焦能力与独立ISP外，对于传感器和镜头的不断完善也仍在进行中。竞争从未停止，而赛道则变得更多了。

未来：手机真的能超越相机吗？

最初，手机拍照因为便宜、轻巧而成为相机的下位替代。随着移动网络与社交平台的发展，我们开始习惯在面对新事物时先拿起手机进行记录分享。而在今天，手机不仅能在很多场景中提供不逊于相机的整体观感。在手持弱光拍摄与大光比拍摄中，便捷性与整体效果都远胜于大多数相机了 —— 这就是“计算摄影”的力量。无论是多帧融合、多光谱融合还是AI降噪，这确实是突破硬件限制的最有效方法。

我看到很多朋友说，相机如果配备手机的芯片和算法，那软硬件强强联合一定可以达成更好的画质。这话道理上没错。但现实是，手机、相机的产品形态与主要生产商决定了它们肯定会走上不一样的发展道路。援引荣耀影像部门技术专家侯伟龙博士的话，手机影像“是把简单留给用户，让用户用手机轻松拍摄出色的照片”；而相机市场正向着专业化、高端化方向倾斜，最近两年的新产品都更注重速度与专业视频记录（产品价格也在稳步提升）。面对具有想法的专业客群，相机产品并不需要也不适合做出太多干预。

总之，立足于日常记录和整体观感，我觉得今天的手机已经超过不少可换镜头相机了（尤其是只搭配套装镜头的情况）。一些手机产品还通过深挖硬件潜能开发出更多的实用功能，比如Magic4 至臻版上的“录中美拍”。它并不是在录制视频过程中简单的截取了一帧，而是利用ISP多线程处理的特点将视频录制和照片拍摄紧密结合在一起。无论是录制4K还是1080P视频，同时拍摄的照片都是全宽度（16:9时为4032×2272）且有计算摄影加持的。面对孩子成长重要瞬间等场景时，我们再也不用纠结是录视频还是拍照片了 —— 这种体验显然也要超过不少相机。

未来会怎么？我相信肯定会越来越好。说到底，最好的相机就是每天都会带在身上的相机。手机影像的进步，可以让我们随时随地捕捉记录生活中的美好，留住眼前闪耀光影 —— 2022荣耀手机影像计划也正以“留住心中的火花，用镜头定格Magic瞬间”为核心里面火热进行中。7位专业评委、10个组别、超过40个奖项以及最高1万美元奖金，关注、热爱影像的朋友赶快了解一下吧。

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