華為P20 Pro:最強拍照手機是如何煉成的?

2021-02-13 壹觀察

文 | 壹觀察  宿藝

華為P20 Pro這款手機試用一周了。

可以負責任的說:P20 Pro的確是2018年全球手機行業的一款拍照「神機」,尤其是其超強的夜拍能力。

國際圖像質量評測機構DxoMark MOBILE之前已經公布了華為P20 Pro以綜合得分109分、拍照得分114、視頻拍攝98分,成為全球智慧型手機新的「拍照之王」,P20位居第二,並且與之後的手機拍照能力都拉開了鮮明距離。

傳統智慧型手機拍照性能,取決於圖像傳感器、攝像頭模組,以及算法,這也是手機企業有時採用相同攝像頭模組,但拍照質量卻差距巨大的原因。當然,AI晶片出現之後,也成為影響手機拍照能力的重要因素。

華為P20 Pro做到了在這四個方面的全面提升,並且是「護城河」式的提升: 

圖像傳感器:華為P20 Pro的主鏡頭傳感器達到了1/1.7英寸,Quad Bayer結構,等效27mm焦距,像素麵積高達1.55微米。攝影圈有一句行話叫做「底大一級壓死人」,華為P20 Pro的主鏡頭傳感器什麼概念呢?相當於奧林巴斯的Stylus 1相機使用的尺寸元件,但華為將其塞進了7.8mm的機身厚度中,而且ISO更是飆到了102400直追佳能 5D4...

說實話,對於華為在主鏡頭傳感器態度如此「激進」,並且取得手機量產成功業內都是非常驚訝的,因為這種硬體級的「隔代」優勢並不是可以通過軟體和算法彌補的,也不是花錢就能買到的。

華為手機產品線總裁何剛在接受《壹觀察》專訪時對此透露稱,在Mate 10項目接近封頂之後,華為內部曾就如何再次突破拍照技術有過一次激烈的討論,最終的結果智慧型手機拍照的方向一定是更加接近單反,但首先要解決的就是「暗光拍不好、遠處拍不清」的兩大用戶痛點問題,而解決方式就是將IPS做大,變焦性能做好,這也是此次與索尼聯合定製這顆1/1.7英寸超大圖像傳感器的原因。

據了解,華為P20 Pro的主鏡頭傳感器是與索尼聯合定製的IMX600,而索尼是全球CMOS感光元件市場的絕對領導者,其市場份額高達50%,超過第二名三星、第三名Omnivision之和。據說這個項目最早來自餘承東一門心思搞的「甩別人幾條街的相機技術」,內部研發代號是Simba,索尼內部研發代號是Nala,足見雙方對這顆主鏡頭傳感器的重視和保密程度。最終華為集合了華為日本圖像所、芬蘭研究所,跟索尼歷經一年多時間,共同打造出來一個能夠滿足現有架構和ID的最大底的手機sensor,這直接決定了這種真正「接近單反」的能力對目前的拍照手機而言都是一種「降維」打擊。

DoXMark評分也是以硬體配置為先,然後才是拍照成片結果的評判。DxoMark MOBILE在評測中也對此評價稱:「華為 P20 Pro得益於其比一般手機更大的主攝像頭圖像傳感器,因此在細節和噪點方面的表現非常出色。華為P20 Pro 在智慧型手機世界中提供了最佳的細節/噪點折衷方案。」

攝像頭模組:華為P20 Pro外觀最明顯的特點就是使用了「徠卡三鏡頭」,這實際上包含了4000萬像素彩色鏡頭、2000萬像素黑白鏡頭、800萬長焦鏡頭,f/1.8+ f/1.6+ f/2.4光圈,並且結合了雷射發射器與接收器、色溫傳感器、閃光燈等元器件,也是目前全球最複雜的智慧型手機拍照系統。

其中,4000萬像素的鏡頭拍攝的到的圖像經過內置軟體處理,用每4個小像素合成一個像素點,以達到即使在暗光場景下也能拍攝出超高質量圖片的效果。同時配合超高ISO、f/1.8+ f/1.6大光圈,以及AI夜景模式,打造了目前智慧型手機最好的「暗光拍照解決方案」,極大的提升了夜晚相機的感光度,使得夜拍的色彩精準,細節清晰。

上個4000萬以上像素鏡頭的手機,還是在諾基亞時代的功能機Nokia 808和Windows Phone時代的Lumia 1020。除了碩大 4100 萬像素攝像頭,其背後的 PureView技術都是諾基亞帝國一次「絕地反擊」式的驚人嘗試。PureView 技術關鍵核心並非是 4100 萬像素的高解析力,而是在於實現無損數字變焦,即利用「超採樣」將多個普通像素點來合成一個「Pure」像素點。雖然Nokia 808和Lumia 1020因為落後的作業系統有些生不逢時,6年前的手機技術和算法也無法完美詮釋這顆4100 萬攝像頭的性能,但卻創造了手機拍照的一代經典。

2017年11月,我曾在芬蘭到訪過華為芬蘭研究所和坎培雷研發中心,當時接待我的華為消費者BG東北歐區域CTO mikko就是原諾基亞的重要研發負責人,而坎培雷研發中心就是原諾基亞的核心研發團隊,之後被華為連人帶樓整個「打包」收購。

華為消費者BG東北歐區域CTO mikko

在巴黎P20發布會上看到這顆4000萬像素鏡頭以及成像技術,當初就閃過了華為在坎培雷研發中心的影子,但並沒有更多信息將兩者聯繫在一起。

在隨後看到愛範兒《用上 4000 萬像素的華為 P20 Pro,還隱藏了一支 6 年前的諾基亞團隊》一篇稿件中的兩個信息之後,才突然通路打開:

在一份 2016 年的《華為在芬蘭設立新的研發中心》的新聞中,時任華為芬蘭研發中心主管 Mikko Terho (就是去年11月接待我的那個mikko)表示:「芬蘭坦佩雷研發中心的隊伍主要開發相機解決方案以及消費類電子產品的成像和音頻算法。」前幾天,微博上的@MaidouDEmaidou 也透露了不少信息,他在評論中表示,華為的芬蘭研究所基本將Nokia 808和Lumia 1020 「基本整編的隊伍」收入麾下。 

第二個是PureView 技術的實現源於諾基亞影像部門多年的努力,在 2013 年,諾基亞曾發表過一篇關於 PureView 超採樣技術和產品的論文,文章的作者有四位,分別為 Tero Vuori、Juha Alakarhu、Eero Salmelin 和 Ari Partinen,他們都參與了諾基亞和微軟 Lumia 時代的 PureView 影像開發工作,也都是當年的技術專家。其中, Eero Salmelin於2016 年離開微軟(被收購)後,於同年 9 月加入華為。結合華為之前公布的信息,也就是說,P20攝像頭模組實際上集合了華為日本圖像所、芬蘭坎培雷研發中心原諾基亞核心技術團隊,以及索尼團隊共同用了一年多時間才打磨出來,那麼P20成為「拍照神器」也就不難理解了。

算法+AI:算法牽扯到圖像傳感器、攝像頭模組、處理器等眾多元器件的性能打磨與優化,是衡量手機企業研發能力的核心拍照技術。華為手機產品線總裁何剛在P20發布會後曾對媒體透露,P20系列這套成像系統立項時間是2017年1月,在核心算法等多個方面與徠卡等合作夥伴共同打磨了超過一年時間,直到今年1月還有問題沒有解決,為此差點推遲產品發布。研發人員為此「集體拼命」終於在2月份達到了發布要求,按時趕上了3月27日的發布會。何剛稱,算法實際上一直都在優化中,4月12日P20中國發布會之前,計劃還會有1次升級,未來P20的拍照性能和潛力將會得到不斷的挖掘和優化,「DxoMark上的109分僅是目前的水準」。

實際上在巴黎P20發布會上,餘承東演講PPT中透露了另外一個重要信息,華為手機之後可能將不會再出現傳統的OIS(光學防抖)機構,轉而會全線轉向「AIS」。傳統OIS由於鏡頭組件體積和纖薄的手機機身之間的矛盾,很難繼續加大,但AIS是一個很好的方式,不過最核心的是其足夠「聰明」。這就牽扯到華為另外一個重要的能力AI,也就是其擁有獨立NPU的麒麟AI處理器。體現在P20手機上就是可以實時自動識別19大類、超過500個場景,可以更好的調用相應的細分算法,普通用戶也可以拍出接近專業照片。同時實現了AI防抖,比如在夜景模式下,華為P20支持最長6秒的手持拍照,由AI來學習和理解用戶行為和場景,在弱光下也可以拍出類似單反的專業照片,並且不用使用三腳架。

我在巴黎實際隨手拍的幾張樣張中,在完全沒有用三腳架的情況下,非常明顯的感受到華為 P20 Pro在暗光/夜晚拍照的優勢。

全球智慧型手機市場已進入明確的下滑周期,在5G來臨和網絡普及的三年左右時間,其實也是「後智慧型手機」與「AI手機」充滿變數的過渡期,很多網際網路企業和手機企業當前都充滿了進退維谷般的焦慮。

智慧型手機的未來是什麼?面對5G、智能IoT、人工智慧等眾多重大技術革新,這個問題很難有標準答案,也不會有一步踏準的「船票」。但有一件事情不會錯,就是基於用戶需求和產業趨勢的技術引導力,從功能機到智能機,從2G、3G到4G,這個判斷從來沒錯過,而這也是華為最熟悉的競爭方式。

還有想多說一下,P系列見證了華為智慧型手機在「槍林彈雨中成長」和崛起的歷史。從P6開始,華為P系列找到了自己的設計語言,從P9開始,與徠卡的合作讓P系列成功打造了第一個千萬臺爆款,也奠定了華為P系列主打設計、工藝和拍照的產品定位。從P20開始,華為在P系列上終於完成了餘承東「甩別人幾條街的相機技術」的理想。而這種理想,背後是華為六年來面對炮轟和指責從來沒有放棄的方向。

所以說,華為P20 Pro終於煉成一款「拍照神機」,當然不是偶然。


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