在這個時間和空間都被極度壓縮的時代，一切事物的運(yùn)行速度必須加快以滿足人們?nèi)招略庐惖男枨螅?a href="http://www.xsypw.cn/v/tag/107/" target="_blank">手機(jī)行業(yè)也不外乎如此。對于手機(jī)，大多數(shù)人關(guān)注的外觀設(shè)計、屏幕、電池等硬件領(lǐng)域都在現(xiàn)有技術(shù)條件下無法快速實現(xiàn)突破，以適應(yīng)手機(jī)迅速更新迭代的需求，而還有眾多提升空間的手機(jī)攝像頭在此環(huán)境下異軍突起，使得手機(jī)制造商們紛紛聚焦于此。

于消費者角度，社交媒體的興起等因素促使人們形成對“美”與“分享”的新認(rèn)知。手機(jī)中攝像頭的使用頻率急劇提升，相關(guān)的圖片處理應(yīng)用也隨之受到人們的親睞。

作為世界上三大手機(jī)制造商之一的華為也免不了順應(yīng)這一風(fēng)潮，開始在手機(jī)攝像頭上做文章。兩個月前，華為新發(fā)行的P20 Pro，以攝影功能為亮點，推出了首款采用三個攝像頭裝置（后文中簡稱為：三攝）的智能手機(jī)，同時搭載AI功能。法國知名相機(jī)測評平臺DxOmark對其攝像頭功能的評分，超越當(dāng)下所有手機(jī)，包括 iPhone X、Google Pixel 2、三星Galaxy S9 Plus。該平臺還稱，這款手機(jī)為智能手機(jī)的攝像頭裝置設(shè)定了新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

我們通過對華為P20 Pro的拆解解讀，并且對華為手機(jī)攝像頭的算法負(fù)責(zé)人進(jìn)行采訪，深度分析了三攝的實現(xiàn)方式與軟硬件方面的創(chuàng)新點，還有其未來的走向。

拆解手機(jī)看三攝

美國著名的拆解網(wǎng)站iFixit公布了對華為P20 Pro的拆解細(xì)節(jié)。被拆解前的攝像頭是這樣，優(yōu)雅的紫色中點綴著閃亮的眼睛，十分萌：

當(dāng)打開手機(jī)后殼后，我們看到的攝像頭板塊是這樣：

相比于其他安卓手機(jī)，華為設(shè)計了更小的主板和更寬的電池。這三個攝像頭被設(shè)計成了一個模塊，并緊緊地連接在主板上，而且閃光燈模塊也被拖拽著。后置的三攝只設(shè)計了兩條排線，其中，主攝像頭與黑白攝像頭共享一條排線，而長焦攝像頭則擁有一條單獨的排線。

從側(cè)面看，可看到這三個攝像頭的厚度，左邊的是2000萬黑白攝像頭，中間的是4000萬廣角攝像頭，右邊的是800萬長焦攝像頭。

三攝的相機(jī)規(guī)格為：

除了常規(guī)的雙攝之外，華為加入獨立的長焦鏡頭，使得手機(jī)的拍攝體驗更加豐富，可以拍攝長距離的圖像。其中，長焦鏡頭提供三倍以上焦段的拍攝，主鏡頭和次鏡頭提供三倍焦段以下的拍攝。與蘋果只有在兩倍或者兩倍以上才具備人像模式不同的是，華為從一倍到三倍都可提供人像模式。而且，焦段的切換過程平緩，不會讓使用者感到突兀。

華為三攝的焦段變化是由鏡頭間的配合實現(xiàn)的，主鏡頭提供的是一倍焦段下的成像，與色彩。而次鏡頭，也即黑白鏡頭，可以提供更加清晰的畫質(zhì)和降低噪音，使得兩個鏡頭配合下的畫面與其他焦段下的畫面一致。華為負(fù)責(zé)攝像頭算法研發(fā)工作的工程師說：“圖像的清晰度靠算法來實現(xiàn)。器件提供了一倍和三倍的成像，其余都靠算法來實現(xiàn)。”

鏡頭元器件質(zhì)量過硬是拍照出色的堅實基礎(chǔ)，但手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)鏈元器件差別并不大，算法責(zé)是最終表現(xiàn)拉開差距的真正勢力。變焦功能的實現(xiàn)，給硬件和算法都提供了難題。工程師說：“首先，最初采用的鏡頭厚度較大，在嵌入手機(jī)后，出現(xiàn)畫質(zhì)畸變的情況。所以，華為特地定制了特殊的薄鏡頭，不僅加大了成本，還給算法工作增添了難度。”

解讀創(chuàng)新識三攝

DxOmark Mobile認(rèn)為華為P20 Pro是近段時間內(nèi)最具有創(chuàng)新性的手機(jī)攝像設(shè)備。其創(chuàng)新之處并不是簡單地把第三個傳感器與鏡頭加到之前的雙攝像頭系統(tǒng)上，而是真正有脫穎而出的新模式。

第一，華為P20 Pro中主相機(jī)的傳感器尺寸為1/1.7英寸，而三星Galaxy S9中相機(jī)傳感器的尺寸僅為1/2.55"，前者大約為后者的兩倍。所以，盡管f1.8的光圈在尺寸上優(yōu)勢并不明顯，但是Pro的RGB主攝像頭傳感器比大多數(shù)競爭機(jī)型中使用的小尺寸傳感器能多捕捉到更多的光。而且與以前的華為高端智能手機(jī)一樣，主傳感器輔助單色傳感器，也可以增強(qiáng)對于光的捕捉。目前，這款傳感器由索尼提供。

其次，主相機(jī)傳感器采用了總像素為4000萬像素的Quad Bayer結(jié)構(gòu)。它輸入以2*2像素為單位的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生1000萬像素的圖像輸出。

最后，在等焦距為80mm的情況下，P20 Pro的光學(xué)穩(wěn)定遠(yuǎn)攝相機(jī)比最近的iPhone或三星Galaxy設(shè)備中的兩個遠(yuǎn)攝相機(jī)的伸展距離更長。這項技術(shù)通過把主攝像頭與2000萬單色輔助傳感器相結(jié)合，可實現(xiàn)兩倍變焦，從而豐富圖片細(xì)節(jié)。工程師們還致力于把P20 Pro的遠(yuǎn)攝鏡頭伸得更長，同時輸出的圖像像素大小仍為1000萬。

可見，華為三攝的創(chuàng)新不僅在像傳感器、鏡頭這樣的硬件方面，也有兩個鏡頭間交互配合的軟件方面的突破。

為了將圖像的畫質(zhì)進(jìn)一步提升，在軟件方面，華為攝像機(jī)的算法工程師們還請了許多攝影界的專業(yè)人士，在他們研發(fā)的過程中進(jìn)行攝影專業(yè)知識的培訓(xùn)，并且提出修改意見。“我們追求的不僅是圖像的色彩豐富這類在世俗意義上的美感，以后會往更深沉的情感表露方面努力。我看過一個用這款手機(jī)拍攝的攝影作品，在灰暗的色調(diào)下卻傳遞出了更飽滿的情感，我受到很大的觸動，”工程師說。

結(jié)合AI談三攝

從去年9月，華為發(fā)布世界首款手機(jī)AI芯片--麒麟970以來，陸陸續(xù)續(xù)，它們已經(jīng)推出了五款搭載AI技術(shù)的手機(jī)。分別從芯片、應(yīng)用場景和軟件生態(tài)方面，不斷推進(jìn)它們在AI方面的布局。

此前，在圖片處理方面，華為在Mate 10中搭載了AI驅(qū)動語音翻譯系統(tǒng)，可實現(xiàn)識圖翻譯的功能。并在視覺方面，通過AI美顏功能和場景識別功能，在攝影時，自動檢測到人臉，進(jìn)行美顏。還能識別出13種場景和物體，根據(jù)屬性自動調(diào)整參數(shù)，主動去糊。榮耀V10在這方面并無太大進(jìn)展，但本次推出的華為P20 Pro在這方面有更多的提升。

首先，它的場景識別功能可以使它識別出共計19類500多種物品，為使用者推薦合適的拍照模式。而且還搭載3D建模技術(shù)，通過人臉建模技術(shù)美化照片中的人臉，還支持3D人像光效，調(diào)整出測光、劇場光等多種滿足拍照環(huán)境的光源模式。并且P20 Pro將場景識別的功能與淘寶平臺進(jìn)行連接，手機(jī)可自動識別出圖中的商品，并彈出淘寶中此商品的信息，構(gòu)建出AI實際體驗場景。

三攝的功能在場景識別方面，提供了更多發(fā)展的可能。長焦鏡頭和廣角鏡頭使得手機(jī)在進(jìn)行場景識別時，能夠從圖片中獲得更廣的視野，清晰的畫質(zhì)能助于物體更加精準(zhǔn)地被識別，這些都能夠豐富識別的內(nèi)容。

其次，P20系列搭載了華為AI防抖技術(shù)（AIS）,使得手機(jī)在拍攝視頻時更加穩(wěn)定、自然。并且三攝的超曝夜景模式，允許手機(jī)在手持著拍攝長曝光的夜景時，在六秒以內(nèi)拍出清晰的照片。這一技術(shù)是從卡片機(jī)和單反的閉門原理中汲取的經(jīng)驗。

第三，運(yùn)用語義分割，識別出拍攝圖片中的物體，如湖水、草地等，最多可識別出八大類別的物體。然后按照深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練出的程序優(yōu)化這些景色或者物體的色彩等。

最后，攝像頭還運(yùn)用AI的算法來優(yōu)化圖片中的人像。通過圖片識別來區(qū)分人與背景，再將背景進(jìn)行多層次的虛化，使得人物形象更為清晰。