手机影像的文艺复兴史:智能时代与华为的路标

2021年8月21日 by 没有评论

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14世纪初,乔托·迪邦多内创造性地将建筑学、数学、物理学领域的知识融入到了湿壁画创作中,由此诞生了佛罗伦萨画派。在最新科学技术的铺垫下,这个画派的技法迅速传遍亚平宁半岛,造就了一场真正的艺术高峰:文艺复兴。文艺复兴艺术,或许是基于科学来进行审美与艺术创造的典范。此后人类一次次证明了,在科学与技术的顶端,往往能寻找到让普通人也沉醉其中的艺术——比如说,手机影像。

如今,既不需要专业摄影技巧,也无需复杂修图,我们就能轻松用华为手机拍出一张让自己陶醉的照片。我们甚至会忘记,曾几何时手机摄影并非如此美好。2000年,夏普推出了全球第一款搭载摄像头的手机J-SH04,那是一颗只有11万像素的CCD摄像头。此后很久,手机摄影的升级主要集中在像素提升,用手机来克服光线、距离、色彩的诸多挑战,拍出满意的照片,始终是件很难的事情。

或许可以说,从手机拍照到移动影像艺术,我们始终有一道未曾跨过的门槛。但这几年,你应该不难发现手机的影像能力有了巨大提升。也许是一次AI摄影辅助;也许是一次黑夜中的拍摄;也许是一次超远距离捕捉;又或许是对高速运动的一瞬抓拍——今天我们手中的手机影像能力,已经不再是像素的堆砌,而是智能与计算的交响,暗光、逆光与长焦、微距的协奏——手机影像开始理解人,让每个用户都成为摄影大师。

如今,每一部希望冲击高端市场的手机,都必须拿出一整套影像方案;每一款主流移动处理器,都必须在AI算力与影像能力上下功夫;每一家手机大厂,都在布局和发力计算摄影的全新可能性。回头看看,或许我们会突然有点疑惑,这场变化究竟是怎么来的?2017年,我们率先预测过华为会在移动芯片中部署AI能力,解决视觉与影像的针对性计算问题。四年过去,手机影像的变化已经远超过我们当时的预期。对此或许只有一种解释:华为在AI摄影与移动影像上推动的改变,最终成长为行业内一场不可逆的深刻变局。

在这场变局中,手机的影像能力复杂度全面提升;计算、智能、镜头三者间的关系被彻底重构;技术复杂度升级的同时,移动影像的体验门槛却大幅降低,让大众体验到了影像之美。在技术协同的驱动下,端侧智能、计算系统、多摄协同,这些几年前完全陌生的词汇加入了手机影像的“文艺复兴”。推进影像从像素时代,轰轰烈烈来到了智能时代。而华为在手机市场中的产业影响力,构成了整场变局中当之无愧的路标。

在2021年的手机影像盛宴开席前,我们不妨回溯一下整个故事。一起重温一次这场手机影像的文艺复兴。让手机镜头变成艺术,故事要从2017年的秋天说起。

如今,AI技术已经铺满大街小巷,人脸识别已经成为日常生活。但在2017年,社会各界还处在AI技术到底有什么用的讨论之中,更少有人把AI技术与手机摄影结合在一起。即使一些大型科技公司提出了AI图像优化相关应用,也没有认为AI作为软件算法,必须有独立的硬件单元来进行算力支撑。

但华为却在这个时间节点,准确认识到AI可以成为手机影像的一把钥匙。回溯其逻辑,华为的洞察出发点在于,当时手机影像能力已经有专业性愈发明显、参数不断细化的趋势。但手机显然不是单反,它的影像之美应该触手可及,而不是需要长时间的技巧学习和技术打磨。为了在手机影像的技术复杂性与用户体验趋向简单之间完成平衡,AI自带的识别、判断与场景化输出能力似乎是最佳答案。

另一方面,手机影像中的诸多痛点都恰好可以被AI解决。比如夜拍模式下的防抖能力可以被AI技术加强,动态捕捉与视频拍摄可以应用AI的预判分析能力。想要达成手机影像能力全面提升,全面拥抱智能就是大势所趋。接下来的一个洞察,是华为发现AI处理能力必须放置在端侧。一方面这是因为手机中的影像资料属于用户的高度隐私,利益云端AI算力完成处理始终留有隐私隐患;另一方面手机影像的美好应该是实时化、即刻回馈的。如果用户要登上一夜才能让照片更美,那显然会大煞风景。

把用户价值放在核心,再排除所有其他选项,那么即使剩下的路从未有人走过,也是必然正确的。最终结果是2017年的秋天,华为推出了全球首款具备专项AI处理单元NPU的移动SoC芯片麒麟970。随后搭载麒麟970的Mate10系列首次推出了AI摄影概念,将端侧AI正式引入了手机产业。

2018年,华为在P20系列继续深入挖掘了AI与影像的化学反应,首次推出了“AI影像大师功能。P20系列独有智能模式推荐,可以针对不同的场景进行自动调校和参数设置,能够实时定位拍照主体,自动识别对象的属性并对不同属性的对象进行不同算法的呈现,拥有共19类500多种摄影场景推荐。在当时P20惊艳了整个业界的手持夜景模式中,也集成了华为的AI防抖技术以及AI算法识别物体技术。让用户放弃三脚架,依旧能捕捉绚丽的夜色。

随后几年,我们能看到几乎没有终端厂商不推出AI摄影能力,实现了国内外“无AI摄影不手机”的盛况。而高通、苹果也相继跟随了华为端侧AI处理能力的判断,AI任务处理单元成为手机继CPUGPU之后的计算必备要素。那段日子,华为找到了AI这把钥匙,手机影像也找到了华为这把钥匙。

此后几年,我们正式见证了手机影像的井喷式发展。2015-2016年,手机产业的同质化竞争是行业内最被广泛讨论的议题。但到今天类似声音已经寥寥,其中因素或许有很多,但必然包括华为在手机影像领域证明了,这个行业还有远未到天花板的可能性。总结这几年华为在手机影像的突破,我们或许可以用这样一个词:驯服时空。

对于手机设备来说,天然的重量、进光量、摄像头承载空间等限制,让影像创作很难克服来自时空的干扰。时间变化带来了日月穿梭,给我们带来了暗光、弱光、逆光等等问题;空间的近与远让目有不能及,给摄影带来了长焦与微距的阻拦。

而华为的影像突破,就是不断完成一场关于时空的突围。从双摄、三摄到四摄、五摄,从华为 P9的双镜头徕卡色彩,到P10的人像摄影,从P20的暗光夜景模式,从P30的潜望式变焦架构,再到P40的全时段、全焦段超清影像。我们见证了P9开始让用户欲罢不能的徕卡色彩;在P20系列遇见了业界当时极为少见的1/1.73英寸超大型图像传感器;在P30系列感知到了桀骜不驯,充满想象力的RYYB光谱;在P40 Pro+中,迎来了极其震撼,远超人眼极限的10倍光学变焦、100倍双目变焦潜望式摄像头。这一路下来,夜晚被驯服了,色彩更新了,连光的极限似乎都被打破。用户会好奇,还有什么是手机影像不能做到的?同时又异常期待华为在手机影像上的下一次极限挑战。

与此同时,我们看到更多手机厂商选择与专业光学、影像企业合作,多摄、超广角、长焦、暗拍等技术一再成为华为引领,行业共同发展的影像之路。华为在影像上的持续迭代与创新,不仅让华为站稳了高端市场的话语权,同时也让更多厂商找到了走向高端的方式。驯服光影的最终答案,是手机行业治愈了那颗曾经对未来充满怀疑的心。

从智能崛起,到软硬件持续迭代,当时间来到2020,过往的影像积累开始指向同一个全新方向:计算摄影。2010年,斯坦福大学举办了一场技术沙龙,主题是讨论能不能在摄影时,让摄影设备像计算机一样去编程所拍到的影像。从而让摄影不再是摄影师和精修师的天下,而是对所有普通人开放。但当时的讨论结果是,所有单反、卡片机和智能手机都不能满足这一需求。

所谓计算摄影的核心思路在于,手机摄影并不仅仅是一台手机+一个摄像头。而是希望在拍摄时就调动手机的计算能力、算法能力、硬件协同能力,把计算机的智慧和摄像头的能力融合在一起。这能够最大限度挖掘手机区别于专业相机的计算、处理能力,又能够降低用户使用门槛,实现智能与艺术的融合。

而为了实现计算摄影这一目标,一方面需要手机具有强大的AI算力与图像处理能力;另一方面还需要手机各种软硬件体系实现高度一体化与协同控制。或许可以说,手机产业几年来在算力、影像能力、智能能力上的积累,都在为计算摄影这一步做准备。在华为P40系列中,推出了集以往AI+影像处理能力于大成的XD fusion解决方案,宣布华为成为第一批进入计算摄影赛道的玩家。我们曾经归纳过XD fusion的三大主要能力“

1、协调多摄,如何协调多摄像头的图像采集,是XD Fusion的首个任务。每多一个摄像头,就多出了一个数据输入源,多了一系列叠加的任务处理方案。这时XD Fusion要统摄主摄跟广角、TOF镜头、长焦镜头的融合关系,甚至P40 Pro+双目长焦间的融合,让多摄系统焕发出大于镜头组合的智能能力。

2、场景化识别与处理,XD Fusion的第二个功能,是基于机器视觉技术,来进行图像语义的分割、理解和处理。通过高层次的语义分析,让手机知道拍摄的物体是什么,从而才能进行针对性的优化,尤其保证了去除路人、去除反光等AI能力的落地。

3、影像质量升级,在计算摄影体系中,每一张照片背后都包含信噪比,满阱容量等等问题。XD Fusion的能力在于,它会通过神经网络系统来处理画质、色彩、光影、动态范围、虚化程度等等问题,让最终的成像瞬间精致。

而对于用户来说,我们可能不需要理解XD Fusion拆解后是什么样子。只需要知道手机能带来源源不断的影像惊喜。华为经常说把复杂留给自己,把简单留给用户,在计算摄影的启幕时代得到了最好的印证。如今,苹果和谷歌已经在计算摄影领域厉兵秣马,而安卓阵营加入或许还需要时间。但华为的产业布局毫无疑问构成了清晰的路标。我们会好奇计算摄影时代究竟如何到来,但绝不会担心它是否成真。

经过几年的发展,AI、多摄、夜拍、超长焦、计算摄影,这些听上去就酷酷的词,一个个变成了我们拍照时的朋友。一个奇妙感受是,当我在景点被别人求助拍照时,拿起别人的手机竟有种不知如何下手的感觉。智能与计算或许就是这样,它们到你身边时悄无声息,一段时间后你发现再也无法离开。

预判下一阶段的影像突破,我们可以在华为的影像发展之路上断言,手机的软硬件协同能力还有提升空间,手机影像将富有更高程度的集成性,而计算摄影将是未来不可撼动的发展方向。这种判断的根源,来自华为在影像领域有着清晰的产业路标,并对认定的价值方向持续大规模研发投入,锚定技术体系后不断升级、持续优化。这种不断集成与再突破的循环,把影像变成可持续生长,拥有充沛软硬件底座的长期赛道。

而整个手机产业受惠于次,拥有了可以长期升级、投入,进行良性竞争的产业空间。对于科技产业来说,竞争与追赶并不可怕,真正有害的反而是同质化与缺乏创新方向。对于手机厂商来说,计算摄影与手机影像是一条路;但对用户来说,却是一片关于艺术、关于创作,关于美的原野。如果说文艺复兴让人类艺术拥有了无限想象力。那么手机影像的计算与智能时代,路标同样指向着无限可能。拿起手机,你就是达芬奇。

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