3月27日，華為P20系列手機(jī)在巴黎發(fā)布，4月12日登陸國內(nèi)市場。眾所周知，P20和P20 Pro的拍照功能異常強(qiáng)大，DxOMark權(quán)威評測給出的分?jǐn)?shù)雙雙破百登頂，尤其是P20 Pro超出前代冠軍10分。
那么，P20系列到底突破了什么?本文就從硬件和算法兩個(gè)方面，詳細(xì)講述P20系列帶來的革命。
一、最領(lǐng)先的攝影系統(tǒng)
1、前所未見的4000萬像素徠卡三鏡頭
相比同時(shí)代手機(jī)產(chǎn)品，華為P20 Pro最為閃耀的特性即是搭載史無前例的后置三攝像頭模組。
近年來，華為和影像巨頭徠卡深入合作，推出了一系列搭載徠卡雙攝像頭的智能手機(jī)，如今再次牽手，P20 Pro配置了VARIO-SUMMILUX徠卡三鏡頭：
其一是獨(dú)家定制的、采用1/1.7英寸超大感光元件的4000萬像素彩色模組，搭配等效焦距約27mm的f/1.8光圈鏡頭，還原細(xì)節(jié)和真實(shí)色彩信息。
其二是2000萬像素超清黑白模組，搭配等效焦距約27mm的f/1.6光圈鏡頭，帶來經(jīng)典且風(fēng)格濃郁的徠卡影調(diào)。
其三是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的800萬像素長焦模組，搭配等效焦距約81mm的f/2.4光圈鏡頭，可實(shí)現(xiàn)約3倍光學(xué)變焦、5倍三攝變焦、10倍數(shù)字變焦。
底大一級壓死人，P20 Pro擁有主流手機(jī)市場上尺寸最大的CMOS影像傳感器，是三星Galaxy S9+的2.25倍、iPhone X的2.7倍。
更大的感光面積，帶來的是視覺感受上更加緊致的圖像效果，以及手機(jī)領(lǐng)域中絕少有的背景虛化效果。
由于感光元件尺寸增大，單位像素的尺寸也相應(yīng)地得以擴(kuò)大，意味著受光面積隨之增加，感光量更多，信噪比上升。
P20傳感器的單個(gè)像素尺寸為1.55μm，領(lǐng)先于三星Galaxy S9+的1.4μm和iPhone X的1.22μm。像素面積增大。
P20 Pro更是擁有先進(jìn)的像素融合技術(shù)，可將4000萬像素的信息超采樣為1000萬超級像素的畫面，此時(shí)單位像素的尺寸相當(dāng)于2μm，可實(shí)現(xiàn)更大的動(dòng)態(tài)范圍、更高的感光度。
在照度極低的環(huán)境下，華為P20 Pro的感光度最高可以達(dá)到ISO 102400，不僅在手機(jī)領(lǐng)域絕無僅有，即使是在數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域中也只有比較高端的型號(hào)才能達(dá)到。
因此在光線極暗的、肉眼已經(jīng)無法辨識(shí)物體環(huán)境下，P20 Pro依然能夠拍出清晰畫面。
2、高動(dòng)態(tài)范圍表現(xiàn)優(yōu)異
同時(shí)，P20系列還通過研發(fā)全新的解決方案，實(shí)現(xiàn)了RAW域多幀降噪，使得HDR效果可以達(dá)到前所未有的純凈質(zhì)感。
與以往不同的是，使用華為P20系列拍攝HDR照片時(shí)，將首先由ISP對RAW檔數(shù)據(jù)進(jìn)行HDR處理，隨后完成寫入。
也就是說P20系列的HDR拍攝模式實(shí)際上是直接在寫入存儲(chǔ)器之前，就對原始圖像做了機(jī)內(nèi)Dodging and Burning，堪比專業(yè)相機(jī)，逆光拍攝的實(shí)際效果也確實(shí)大大提升。
3、全新的變焦系統(tǒng)
如今，雙攝手機(jī)已經(jīng)相當(dāng)普及，支持2倍光學(xué)變焦的也越來越多，P20 Pro則一鼓作氣提供了3倍光學(xué)變焦、5倍三攝變焦。只需點(diǎn)擊相機(jī)界面上的1X、3X和5X，就能輕松切換三種焦距。
在3倍以內(nèi)變焦時(shí)，傳統(tǒng)雙攝的分工和以往類似，其中黑白模組抓取灰度信息，產(chǎn)生精致細(xì)節(jié)和影調(diào)，彩色模組則感知色彩。二者數(shù)據(jù)同步產(chǎn)生，經(jīng)過疊加、對其、融合，完成拍照，效果比傳統(tǒng)拜爾濾色鏡方式要好得多。
3倍以上變焦時(shí)，第三顆攝像頭就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，可以在自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡計(jì)算、自動(dòng)對焦三大核心動(dòng)作上完美同步。要知道，復(fù)雜的三重?cái)z像頭模組在變焦倍率發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，要從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)取景畫面連續(xù)、平滑，著實(shí)不是一件輕而易舉的事情。
經(jīng)過5倍變焦后，華為P20 Pro完美還原色彩，精準(zhǔn)呈現(xiàn)毛發(fā)、眼睛等細(xì)節(jié)，對比其他低倍變焦的拍照效果優(yōu)勢顯著。
即使是使用10X數(shù)字變焦時(shí)，拍攝遠(yuǎn)距離墻上的海報(bào)，智能變焦拍攝配合后期算法補(bǔ)償，也能獲得較為理想的效果。
4、4D追焦所見即所得
失焦是拍照失敗的主要因素之一，特別是拍攝運(yùn)動(dòng)對象時(shí)，難以成功對主體對焦是常見情況，而原因無外乎焦速度慢、追焦能力差等。
除了傳統(tǒng)的四合一自動(dòng)對焦，包括激光對焦、相位對焦、反差對焦、景深自動(dòng)對焦，P20系列還增加了4D追焦，可以在整個(gè)畫面范圍內(nèi)高速、準(zhǔn)確地追蹤被拍攝物體，并預(yù)測物體運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)搭配全新的激光傳感器，偵測范圍可以達(dá)到3米。
不止如此，P20系列還有近乎零延時(shí)的高速快門，可以最大程度降低快門時(shí)滯，實(shí)現(xiàn)所見即所得。
以此圖為例，P20 Pro通過識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)對象，預(yù)測人物的長發(fā)在下一個(gè)時(shí)刻可能的運(yùn)動(dòng)軌跡，并以近乎零時(shí)滯的1/900s高速快門拍攝，可以精準(zhǔn)捕捉細(xì)節(jié)。
而同時(shí)按下快門的另外兩臺(tái)手機(jī)A和B，A完成拍攝時(shí)頭發(fā)已經(jīng)落下，說明存在快門延遲，而且衣服部分過曝，而B不僅快門滯后，因?yàn)閷共痪珳?zhǔn)和快門速度較慢，畫面出現(xiàn)拖影和模糊。
5、自拍也有新門道
P20系列配置了2400萬像素前置模組，具備f/2.0光圈鏡頭。先進(jìn)的BSI CMOS影像傳感器結(jié)合色溫傳感器，可以在不同環(huán)境光線下智能校正膚色。
在逆光自拍的場景中，可以看到P20拍攝到的左圖呈現(xiàn)了更為鮮亮的面部，人物膚色自然、細(xì)膩，配合適當(dāng)?shù)拿阑w效果令人著迷。而右圖沒有很好的進(jìn)行整體色彩控制和細(xì)節(jié)修飾，缺乏美感。
二、最懂你的AI攝影
絕大部分用戶對高級拍照參數(shù)調(diào)校知之甚少，無法判斷在當(dāng)前場景下選擇哪種拍照模式更加合適，為此華為基于麒麟970 AI人工智能功能，開發(fā)了Master AI。
1. Master AI(智慧拍照助手)
華為在算法架構(gòu)維度上設(shè)計(jì)了一個(gè)推薦引擎(Suggest Engine)，實(shí)時(shí)獲取取景畫面的信息。
根據(jù)場景識(shí)別、人臉檢測的結(jié)果，按照預(yù)定義的規(guī)則執(zhí)行推薦，上報(bào)到用戶操作界面，同時(shí)記錄當(dāng)前使用者的操作行為，并反饋給推薦引擎。通過不斷學(xué)習(xí)用戶的使用習(xí)慣，就能向用戶推薦對其量身定制的、令其滿意的拍照模式。
(1)場景檢測
由淺入深可以分為三個(gè)環(huán)節(jié)：圖像處理、圖像分析、圖像理解。
圖像處理是對圖像進(jìn)行分析、加工、處理，使其滿足視覺、心理以及其他要求。
圖像分析更重于研究圖像的內(nèi)容，包括但不局限于使用圖像處理的各種技術(shù)，更傾向于對圖像內(nèi)容的分析、解釋、識(shí)別。
圖像理解是對圖像的語義理解，屬于高層操作，通過對圖像內(nèi)容含義進(jìn)行理解并對原始客觀場景做出解釋，進(jìn)而指導(dǎo)和規(guī)劃行為，這與人類的推理模式有許多相似之處。
場景檢測算法結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的理論以及對圖像的分析和理解，達(dá)到實(shí)現(xiàn)區(qū)分多種場景的能力。
(2)推薦規(guī)則：
如何在識(shí)別到的多種場景中選擇最恰當(dāng)拍照模式?這就用到了推薦規(guī)則。
在空間維度上，對在一副畫面識(shí)別到的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行辨認(rèn)，識(shí)別出主體;在時(shí)間維度上，對取景范圍內(nèi)目標(biāo)的變化進(jìn)行甄別，避免干擾因素。
(3)用戶習(xí)慣：
用戶可以自行決定是否啟用Master AI技術(shù)。如果在本次相機(jī)運(yùn)行期間取消Master AI，即可關(guān)閉拍攝模式推薦。待下次開啟相機(jī)時(shí)，Master AI則將重新開始推薦拍照模式。
推薦模式是AI技術(shù)在P20系列上更深入一步的智慧應(yīng)用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對于場景的識(shí)別和推薦，更有趣的是在多物體共存的拍攝場景中，AI甚至?xí)ㄟ^學(xué)習(xí)來優(yōu)化推薦規(guī)則。
比如在花卉旁邊拍攝人像，系統(tǒng)就會(huì)優(yōu)先選擇人像模式進(jìn)行推薦，而不是推薦花卉模式。
2. AIS(AI Image Stabilization) 智慧防抖技術(shù)
為什么拍照會(huì)模糊?
眾所周知，一張照片的曝光量由多個(gè)因素決定：快門速度、光圈大小、感光度(ISO值)等。這些數(shù)值的不同組合會(huì)直接對拍攝效果產(chǎn)生影響。
在感光度和光圈數(shù)值已定的情況下，延長快門速度即增加曝光時(shí)間，可以拍出水流或是燈光流動(dòng)的效果，但當(dāng)快門時(shí)間慢于人體手持拍照的極限(對于一般手機(jī)而言約為1/30秒)時(shí)，畫面就會(huì)因?yàn)椤笆终稹倍兊媚：?/P>
在感光度已定的情況下，光圈越小景深就越大，畫面的信息也就越豐富。但相應(yīng)的，為了保證進(jìn)光量，我們需要更慢的快門速度。
特別是在極暗環(huán)境中，手機(jī)在固定光圈的情況下，根據(jù)自動(dòng)測光，勢必會(huì)提高感光度或延長曝光時(shí)間。前者受手機(jī)器件所限，后者受人體能力所限，從而導(dǎo)致手機(jī)在夜晚拍照的畫質(zhì)不佳，“手震“無疑是夜景的天敵。
P20系列在夜景模式應(yīng)用了全新的黑科技“AIS”(AI Image Stabilization 智慧防抖技術(shù))，允許用戶以手持的方式進(jìn)行長達(dá)6秒的持續(xù)曝光，獲得精湛的夜景照片。
該技術(shù)主要通過AI技術(shù)分析、整理拍攝過程中每個(gè)畫面的特征點(diǎn)，識(shí)別物體形狀及邊緣，自動(dòng)抓取4秒曝光時(shí)間內(nèi)生成的所有照片，并借助AI算法過濾、校正由于手抖動(dòng)造成的畫面偏移和模糊，最終將照片疊加，同時(shí)平衡畫面中各元素的照度，得到完美的夜景圖像。
在視頻拍攝時(shí)，P20系列應(yīng)用AIS智慧防抖技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)六軸視頻防抖效果，有效防止拍攝過程中視頻畫面顫動(dòng)。
3、3D人像光效技術(shù)
P20系列新增3D人像光效功能，應(yīng)用3D實(shí)時(shí)建模技術(shù)，更好地匹配用戶的面部特征，并模擬影棚級多重光效，如蝴蝶光、劇場光、經(jīng)典光等，而且前后置攝像頭均支持。
用戶可以在取景界面和圖片編輯界面進(jìn)行光效調(diào)整，豐富了人像拍攝的可玩性。
4、智能拍照輔助
在識(shí)別出構(gòu)圖水平線傾斜時(shí)，AI將智能提醒用戶調(diào)整手機(jī)的角度。
AI還能識(shí)別出多張人臉的團(tuán)體照場景，并智能地提醒用戶應(yīng)如何構(gòu)圖。
5、AI對于成像相關(guān)功能的整體輔助
麒麟970芯片以及AI技術(shù)能根據(jù)用戶所處的實(shí)際環(huán)境和場景做出細(xì)分，進(jìn)而向用戶提供針對于拍攝場景的輔助，例如變焦拍攝文字，AI對于最終文字成像的清晰程度具有顯著的優(yōu)化效果。
最后引用DxOMark對華為P20系列的總結(jié)陳詞：
我們已習(xí)慣于每一款新智能手機(jī)的攝像頭都比前一代稍微好一些，但是看到華為P20 Pro的圖像測試結(jié)果時(shí)，似乎華為手機(jī)一次性前進(jìn)了一兩代，表現(xiàn)非常優(yōu)異。P20 Pro的三攝像頭設(shè)置是我們在移動(dòng)成像領(lǐng)域所見到的最大的創(chuàng)新之舉，堪為名副其實(shí)的游戲規(guī)則革新者。
新的P20 Pro能夠?yàn)樘囟ǖ呐臄z場景選擇最佳攝像頭，并以計(jì)算機(jī)的算法來合并三個(gè)圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)——這意味著它在幾乎每個(gè)方面都能擊敗競爭機(jī)型，并登上照片和視頻排名中的冠軍寶座。它的變焦和散景模擬在低光下的表現(xiàn)特別出色，因此直接擊敗了其競爭機(jī)型。
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