3月27日,華為P20系列手機在巴黎發布,4月12日登陸國内市場。衆所周知,P20和P20 Pro的拍照功能異常強大,DxOMark權威評測給出的分數雙雙破百登頂,尤其是P20 Pro超出前代冠軍10分。

那麼,P20系列到底突破了什麼?本文就從硬件和算法兩個方面,詳細講述P20系列帶來的革命。

一、最領先的攝影系統

1、前所未見的4000萬像素徕卡三鏡頭

相比同時代手機産品,華為P20 Pro最為閃耀的特性即是搭載史無前例的後置三攝像頭模組。

近年來,華為和影像巨頭徕卡深入合作,推出了一系列搭載徕卡雙攝像頭的智能手機,如今再次牽手,P20 Pro配置了VARIO-SUMMILUX徕卡三鏡頭:

其一是獨家定制的、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,還原細節和真實色彩信息。

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,帶來經典且風格濃郁的徕卡影調。

其三是業内首創的800萬像素長焦模組 ,搭配等效焦距約81mm的f/2.4光圈鏡頭,可實現約3倍光學變焦、5倍三攝變焦、10倍數字變焦。

底大一級壓死人,P20 Pro擁有主流手機市場上尺寸最大的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緻的圖像效果,以及手機領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地得以擴大,意味着受光面積随之增加,感光量更多,信噪比上升。

P20傳感器的單個像素尺寸為1.55μm,領先于三星Galaxy S9 的1.4μm和iPhone X的1.22μm。像素面積增大。

P20 Pro更是擁有先進的像素融合技術,可将4000萬像素的信息超采樣為1000萬超級像素的畫面,此時單位像素的尺寸相當于2μm,可實現更大的動态範圍、更高的感光度。

在照度極低的環境下,華為P20 Pro的感光度最高可以達到ISO 102400,不僅在手機領域絕無僅有,即使是在數碼相機領域中也隻有比較高端的型号才能達到。

因此在光線極暗的、肉眼已經無法辨識物體環境下,P20 Pro依然能夠拍出清晰畫面。

2、高動态範圍表現優異

同時,P20系列還通過研發全新的解決方案,實現了RAW域多幀降噪,使得HDR效果可以達到前所未有的純淨質感。

與以往不同的是,使用華為P20系列拍攝HDR照片時,将首先由ISP對RAW檔數據進行HDR處理,随後完成寫入。

也就是說P2系列的HDR拍攝模式實際上是直接在寫入存儲器之前,就對原始圖像做了機内Dodging and Burning,堪比專業相機,逆光拍攝的實際效果也确實大大提升。

3、全新的變焦系統

如今,雙攝手機已經相當普及,支持2倍光學變焦的也越來越多,P20 Pro則一鼓作氣提供了3倍光學變焦、5倍三攝變焦。 隻需點擊相機界面上的1X、3X和5X,就能輕松切換三種焦距。

在3倍以内變焦時,傳統雙攝的分工和以往類似,其中黑白模組抓取灰度信息,産生精緻細節和影調,彩色模組則感知色彩。二者數據同步産生,經過疊加、對其、融合,完成拍照,效果比傳統拜爾濾色鏡方式要好得多。

3倍以上變焦時,第三顆攝像頭就會自動啟動,可以在自動曝光、自動白平衡計算、自動對焦三大核心動作上完美同步。

要知道,複雜的三重攝像頭模組在變焦倍率發生轉換時,要從技術上實現實時取景畫面連續、平滑,着實不是一件輕而易舉的事情。

經過5倍變焦後,華為P20 Pro完美還原色彩,精準呈現毛發、眼睛等細節,對比其他低倍變焦的拍照效果優勢顯著。

即使是使用10X數字變焦時,拍攝遠距離牆上的海報,智能變焦拍攝配合後期算法補償,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,特别是拍攝運動對象時,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。

除了傳統的四合一自動對焦,包括激光對焦、相位對焦、反差對焦、景深自動對焦,P20系列還增加了4D追焦,可以在整個畫面範圍内高速、準确地追蹤被拍攝物體,并預測物體運動軌迹,同時搭配全新的激光傳感器,偵測範圍可以達到3米。

不止如此,P20系列還有近乎零延時的高速快門,可以最大程度降低快門時滞,實現所見即所得。

以此圖為例,P20 Pro通過識别高速運動對象,預測人物的長發在下一個時刻可能的運動軌迹,并以近乎零時滞的1/900s高速快門拍攝,可以精準捕捉細節。

而同時按下快門的另外兩台手機A和B,A完成拍攝時頭發已經落下,說明存在快門延遲,而且衣服部分過曝,而B不僅快門滞後,因為對焦不精準和快門速度較慢,畫面出現拖影和模糊。

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。先進的BSI CMOS影像傳感器結合色溫傳感器,可以在不同環境光線下智能校正膚色。

在逆光自拍的場景中,可以看到P20拍攝到的左圖呈現了更為鮮亮的面部,人物膚色自然、細膩,配合适當的美化,整體效果令人着迷。而右圖沒有很好的進行整體色彩控制和細節修飾,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調校知之甚少,無法判斷在當前場景下選擇哪種拍照模式更加合适,為此華為基于麒麟970 AI人工智能功能,開發了Master AI。

1. Master AI(智慧拍照助手)

華為在算法架構維度上設計了一個推薦引擎(Suggest Engine) ,實時獲取取景畫面的信息。

根據場景識别、人臉檢測的結果,按照預定義的規則執行推薦,上報到用戶操作界面,同時記錄當前使用者的操作行為,并反饋給推薦引擎。通過不斷學習用戶的使用習慣,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環節:圖像處理、圖像分析、圖像理解。

圖像處理是對圖像進行分析、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内容,包括但不局限于使用圖像處理的各種技術,更傾向于對圖像内容的分析、解釋、識别。

圖像理解是對圖像的語義理解,屬于高層操作,通過對圖像内容含義進行理解并對原始客觀場景做出解釋,進而指導和規劃行為,這與人類的推理模式有許多相似之處。

場景檢測算法結合機器學習、深度學習的理論以及對圖像的分析和理解,達到實現區分多種場景的能力。

(2)推薦規則:

如何在識别到的多種場景中選擇最恰當拍照模式?這就用到了推薦規則。

在空間維度上,對在一副畫面識别到的多個目标進行辨認,識别出主體;在時間維度上,對取景範圍内目标的變化進行甄别,避免幹擾因素。

(3)用戶習慣:

用戶可以自行決定是否啟用Master AI技術。如果在本次相機運行期間取消Master AI,即可關閉拍攝模式推薦。待下次開啟相機時,Master AI則将重新開始推薦拍照模式。

推薦模式是AI技術在P20系列上更深入一步的智慧應用,同時實現了對于場景的識别和推薦,更有趣的是在多物體共存的拍攝場景中,AI甚至會通過學習來優化推薦規則。

比如在花卉旁邊拍攝人像,系統就會優先選擇人像模式進行推薦,而不是推薦花卉模式。

2. AIS(AI Image Stabilization) 智慧防抖技術

為什麼拍照會模糊?

衆所周知,一張照片的曝光量由多個因素決定:快門速度、光圈大小、感光度(ISO值)等。這些數值的不同組合會直接對拍攝效果産生影響。

在感光度和光圈數值已定的情況下,延長快門速度即增加曝光時間,可以拍出水流或是燈光流動的效果,但當快門時間慢于人體手持拍照的極限(對于一般手機而言約為1/30秒)時,畫面就會因為“手震”而變得模糊。

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。但相應的,為了保證進光量,我們需要更慢的快門速度。

特别是在極暗環境中,手機在固定光圈的情況下,根據自動測光,勢必會提高感光度或延長曝光時間。前者受手機器件所限,後者受人體能力所限,從而導緻手機在夜晚拍照的畫質不佳,“手震“無疑是夜景的天敵。

P20系列在夜景模式應用了全新的黑科技“AIS”(AI Image Stabilization 智慧防抖技術) ,允許用戶以手持的方式進行長達6秒的持續曝光,獲得精湛的夜景照片。

該技術主要通過AI技術分析、整理拍攝過程中每個畫面的特征點,識别物體形狀及邊緣,自動抓取4秒曝光時間内生成的所有照片,并借助AI算法過濾、校正由于手抖動造成的畫面偏移和模糊,最終将照片疊加,同時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,P20系列應用AIS智慧防抖技術,可實現六軸視頻防抖效果,有效防止拍攝過程中視頻畫面顫動。

3、3D人像光效技術

P20系列新增3D人像光效功能,應用3D實時建模技術,更好地匹配用戶的面部特征,并模拟影棚級多重光效,如蝴蝶光、劇場光、經典光等,而且前後置攝像頭均支持。

用戶可以在取景界面和圖片編輯界面進行光效調整,豐富了人像拍攝的可玩性。

4、智能拍照輔助

在識别出構圖水平線傾斜時,AI将智能提醒用戶調整手機的角度。

AI還能識别出多張人臉的團體照場景,并智能地提醒用戶應如何構圖。

5、AI對于成像相關功能的整體輔助

麒麟970芯片以及AI技術能根據用戶所處的實際環境和場景做出細分,進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化效果。

最後引用DxOMark對華為P20系列的總結陳詞:

我們已習慣于每一款新智能手機的攝像頭都比前一代稍微好一些,但是看到華為P20 Pro的圖像測試結果時,似乎華為手機一次性前進了一兩代,表現非常優異。P20 Pro的三攝像頭設置是我們在移動成像領域所見到的最大的創新之舉,堪為名副其實的遊戲規則革新者。

新的P20 Pro能夠為特定的拍攝場景選擇最佳攝像頭,并以計算機的算法來合并三個圖像傳感器的圖像數據——這意味着它在幾乎每個方面都能擊敗競争機型,并登上照片和視頻排名中的冠軍寶座。它的變焦和散景模拟在低光下的表現特别出色,因此直接擊敗了其競争機型。如果您正在尋找目前搭載了最好的攝像頭的智能手機,請不要再猶豫了。

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