為什麼10bit並沒有讓你的「視界」更驚豔?

如果把每天與我們朝夕相處的手機，看作是反饋人類世界的微縮體，那麼在過去的很長一段時間裡，手機的屏幕都只能以及其單調的顏色來呈現，直到大家所熟知的「24位真色彩」出現。

從「豐富」到「精彩」的鴻溝

眾所周知，我們所生活的這個五彩繽紛的世界，其實主要是由紅、綠、藍三種顏色所構成的，所謂的「24位真色彩」，指的是是紅、綠、藍3種顏色，各有2的8次方個色階。簡單地說，就是分別有256種深淺不一的紅色、綠色和藍色，組成共計1667萬餘種顏色。這樣豐富的色彩信息，可以更為真實地還原我們眼前的這個世界。值得注意的是，「24位真色彩」還有另外一個名字——8bit色深。

時過境遷，當手機的硬體技術經歷了一次又一次升級之後，人們對於手機中所能呈現的那個世界，要求也越來越高，8bit色深已然有些捉襟見肘，取而代之的，是10bit。也就是從2的8次方個色階，提升到2的10次方，總共10.7億色。它能夠讓展現更加豐富的色彩信息，畫面不僅更真實，不同色彩之間的過渡也更細膩。當同樣的一張圖片，分別以8bit和10bit來呈現時，可以很明顯地看見，8bit的圖片出現了明顯的色帶斷層，假如這是一段視頻，相信有不少人會出戲。

假如說屏幕是展現手機裡那個精彩世界的窗口，那麼相機就是收集外部信息的採集器。但遺憾的是，縱使如今的手機成像技術已經突飛猛進，10Bit顯示技術也開始下沉到非旗艦級手機，最終的視覺效果卻始終不盡如人意。原因何在？

人們常說，當硬體技術的發展到極致的時候，許多問題往往最終需要從軟體層面來解決。而我們的手機，尤其是Android陣營的手機，其實在色彩管理方面存在著先天的不足——在系統級色彩管理上，依舊處於「真空狀態」，這直接導致了我們所見到的景象，完全無法被忠實還原並以精彩的方式呈現，甚至有時候連準確都做不到。

從技術的角度來看，Android在系統的底層就並沒有支持10bit技術，無論是圖像解碼器、內存結構、圖像控制器，圖像渲染，都還停留在8bit階段。換言之，即便我們手機的拍攝模組和屏幕都能夠支持10bit，但是中間的鏈路完全沒有打開，就像一把配備了頂級光學瞄準鏡和優質子彈的步槍，槍械內部的機械結構卻故障頻頻，怎麼可能在比賽中打出好成績呢？這條從圖像採集到最終呈現的鏈路鴻溝，又該如何跨越？

專屬Android的系統級色彩管理

由於Android系統還欠了不少的「歷史帳」沒有還，色彩管理短時間內還不會被谷歌安排上。不過即便沒有谷歌的參與，Android系統缺少系統級色彩管理的現狀，也會隨著OPPO INNO DAY 2020的落幕，而出現重大轉機：作為「壓臺大戲」，OPPO在這次活動的最後一個環節，公布了「全鏈路色彩管理系統」，同時也是面向未來廣色域、高色深時代設計的首個Android全鏈路色彩管理系統。

OPPO的全鏈路色彩管理系統包含兩大核心技術：全鏈路10bit及色彩管理

全鏈路10bit，覆蓋了採集、編碼、存儲、解碼、顯示整條圖像處理過程，在各環節均具備處理10bit數據能力，具體來說體現在下面幾個方面：

在圖像數據的採集方面，這套色彩管理系統具備 10bit 圖片及視頻信息採集能力，首發硬體級堆棧式 DOL-HDR 技術，支持長中短曝光幀連續輸出，能夠很好地消除不同幀的輸出時間間隔。相較於傳統的時域多幀 HDR 技術，它的信噪比表現更好，且更能規避鬼影現象，並在動態範圍有著天然優勢。

在運算-編碼環節，對畸變矯正、圖像超分、AI 炫彩在內的近20餘種自研影像算法進行了全面的升級，充分發揮 10bit 的優勢。

色彩信息的存儲使用了大家近幾年比較熟悉的HEIF格式，最高支持16bit色深，圖像質量更高，能無縫融合HDR、廣色域，而且體積更小，不會讓用戶產生內存壓力，更重要的是，支持多媒體形式更豐富，除靜態圖像和EXIF、I ICC色彩特性文件等元數據外，還可存儲透明圖層、景深信息，以及動畫、連拍圖像序列、視頻、音頻等等，帶給用戶更多可玩性。

解碼-渲染環節，則可以看作是OPPO的重要著力點，因為技術團隊對Android系統從解碼到渲染的鏈路進行了重構，解決安卓對於10bit圖片拍攝不適配問題。例如解碼方面，Android原生圖像解碼器僅支持8bit，OPPO的技術團隊在對其進行重構後，研發出兼容 10bit 圖片的解碼方案；

內存數據方面，對原生內存數據進行改造，設計可處理10bit圖像數據的全新內存存儲結構；渲染方面則增加了適配入口，重新適配圖像信息。綜上所述，OPPO通過自己的技術實力，解決了許多谷歌尚未提上日程的問題。

顯示環節的主要技術方向，集中在屏幕調試和色域映射上，而這也直接關係到用戶的最終體驗。在屏幕校準方面，技術團隊通過高精度的光學儀器採集屏幕原始數據，分析生成出高精度的3D-Lut。在 3D-Lut 更新至手機的顯示處理模塊後，精細調整屏幕Gamma 值、顏色範圍，對更高階的非線性屬性、顏色串擾、色相、飽和度等幾乎所有可能出現的顯示校準問題進行修正；而在色域映射方面，OPPO統一了常見的sRGB色域與DCI-P3色域的白點標準色溫，保證不同色域內容色溫的一致性。

色彩管理，是該系統的又一技術核心，它實現了DCI-P3和sRGB圖片的色域自適應。此前很多旗艦級Android 手機，之所以屏幕自身的硬體素質再高，都會「過於豔麗」的原因，也恰恰在此——sRGB 的圖片在映射P3屏幕時，色域被強行拉伸，如果不做色域映射，圖片顯示會過飽和，也就是看上去特別豔。

OPPO的解決方式，是在 DCI- P3 色域的屏幕上，針對 DCI-P3 圖片，直接按照圖片的內容顯示，而針對 sRGB 圖片，技術團隊會對 RGB 坐標數據做線性化和逆線性化兩次處理，最終在 DCI-P3 屏上準確顯示，從而解決採集端和顯示端因色域描述方式不同而造成的色彩偏差問題，能帶給用戶更精準的視覺體驗。

當然，最最重要的一點是，OPPO表示，未來會將色彩管理做成 SDK，開放給廣大的第三方 App，提升Android生態的色域管理水平。

「自亂而治」的Android色彩管理

過去，每每提及Android的色彩管理，人們往往會用一個「亂」字來概括，拍出來的照片顏色不準確，屏幕也無法忠實還原畫面的精彩程度，但很多廠家，只是在「設置」中增加一個關於色彩顯示的選項，讓用戶自己調節，無力從底層著手，徹底的解決這個問題。但是隨著時間的推移，大家對手機在影像層面的要求越來越高，一套系統級的色彩管理方案呼之欲出。

所以，對於OPPO而言，公布「全鏈路色彩管理系統」的重要意義就在於，Android生態終於有第一個系統級的，「治本」的色彩管理方案了，不僅讓用戶真正體驗到從拍攝到觀賞，全方位的體驗提升，更重要的是，Android生態的色彩管理，乃至於行業發展的方向，都會更加明晰。

時至今日，依舊有許多手機廠家在走「堆料」這條老路，但一味的拼硬體，真的意味著能給用戶帶來好的使用體驗嗎？SoC、拍照模組、屏幕的規格雖然越來越高，但各鏈路間缺乏色彩管理，圖像信息偏失，反而沒能夠將硬體的優勢完全發揮出來。而OPPO的全鏈路色彩管理系統，則提供了新的思路：通過解決不同色域間映射的方式，使得呈現的畫面更加精準，幫助硬體將優勢發揮至最大。

結語

在「水桶機」扎堆，使用體驗卻提升有限的今天，OPPO卻有些眼光獨到，不僅找到了一條與眾不同的技術節點，同時還及時的填補了行業的空白，推出了行業首個同時具備全鏈路10bit圖片及視頻拍攝功能的系統級色彩管理技術。雖然才剛剛公布，但是對於手機行業，乃至於Android生態的影響，卻是可以預見的。

全鏈路色彩管理系統，對行業帶來的是技術上的啟示，是行業發展方向的思索，更體現了OPPO通過對用戶體驗的洞悉，並以此為依據進行的技術革新與突破的發展思路，正如OPPO的那句口號：「科技為人，以善天下」。