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深度解析华为P20缘何问鼎摄影

2019年05月15日 栏目:旅游

4 月 12日, 华为P20 系列在上海东方体育中心正式向国内用户发布。作为华为2018 年度旗舰, 华为P20 系列在继承了P系列的核心D

4 月 12日, 华为P20 系列在上海东方体育中心正式向国内用户发布。作为华为2018 年度旗舰, 华为P20 系列在继承了P系列的核心DNA之上,将科技与艺术完善结合,更让人惊喜的是华为P20 Pro突破传统限制,首创三摄像头系统,不但为消费者打开了更新颖的视界,也再一次引领全球摄影的发展趋势,完全颠覆了固有印象。本文就从硬件突破和算法革新两个方面详细讲述华为P20系列带来的革命。

一、的摄影系统

1. 前所未见的4000万徕卡三镜头

相比同时代产品而言,华为P20 Pro为闪耀的特性即是搭载的3摄像头模组。近年来,华为在与影像巨头徕卡的深入合作下,成功推出了一系列搭载徕卡双摄像头、具有摄影能力的智能产品,受到业界和消费者多方赞誉。此次,华为再度牵手徕卡,为全新旗舰华为P20 Pro配置了VARIO-SUMMILUX徕卡三镜头:定制采取1/1.7英寸超大感光元件的4000万像素彩色模组,搭配(等效焦距约27mm的)f/1.8光圈镜头,还原精致细节和真实的色采信息;2000万像素超清黑白模组,搭配(等效焦距约27mm的)f/1.6光圈镜头,带来经典且风格浓郁的影调;业内首创800万像素长焦模组,搭配(等效焦距约81mm的)f/2.4光圈镜头,作为世界首创的第三镜头,实现约3倍光学变焦、5倍三摄变焦,出现更远、更通透的世界(另有10倍数字变焦)。

底大一级压死人:主流镜头中尺寸的CMOS影像传感器。

目前,华为P20 Pro拥有主流市场上尺寸的CMOS影像传感器,是三星Galaxy S9+的2.25倍、iPhone X的2.7倍。更大的感光面积带来的是视觉感受上更加紧致的图像效果以及领域中绝少有的背景虚化效果。

由于感光元件尺寸增大,使得单位像素的尺寸也相应地得以扩大。华为P20影象传感器的单个像素尺寸为1.55m,于三星Galaxy S9+的1.4m和iPhone X的1.22m。像素面积增大,意味着其受光面积随之增加,感光量亦相对更多,信噪比则因此而上升。

而对P20 Pro来讲,先进的像素融合技术可将4000万像素的信息超采样为1000万超级像素的画面,此时单位像素的尺寸相当于2m,其感光表现大幅于同期其它产品。更大的动态范围、更高的感光度都因此而得以实现。在照度极低的环境下,华为P20 Pro的感光度可以使用到ISO 102400,不但在领域绝无仅有,即便是在数码相机领域中也只有比较高端的型号才能到达。在光线极暗的、肉眼已没法辨识物体环境下,依然能够拍出清晰画面。

2. 高动态范围表现优异

为了在逆光拍摄等场合中实现突破性的高宽容的、高画质表现,华为不但为P20系列配置了大尺寸感光元件来获得底层感光性能的提升,更是通过研发全新的解决方案实现RAW域多帧降噪,令HDR拍摄可以达到的纯净质感。与以往不同的,是使用华为P20系列拍摄HDR照片时将首先由ISP对RAW档数据进行HDR处理,随后完成写入。即是说,华为P20 Pro的HDR拍摄模式实际上是直接在写入存储器之前对原始图像做了机内Dodging and Burning,着实可谓专业。而从逆光拍摄的实际效果来看,这种处理流程确实要明显好于其它型号。

在强大的硬件和处理流程助力下,新推出的人像摄影模式为人像拍摄带来耳目一新的效果。无论是逆光或是暗光环境中,用户都将收获到惊艳的照片。

3. 全新的变焦系统带来更近一步的画质

之前,双摄在市面上已相当普及,而为了改良以往产品难以清晰拍摄远处物体的用户痛点,搭载2倍光学变焦性能的双摄产品也愈来愈多。可见,光学变焦性能正逐渐成为用户的常规要求。此番,华为P20 Pro再上一层,一鼓作气3倍光学变焦及5倍混合变焦,大幅提高了的长焦摄影性能标准。只需点击相机界面上的1X、3X和5X,就能轻松切换三种焦距。

在3倍之内变焦时,传统双摄像头一如既往分工明晰:黑白模组抓取灰度信息,进而产生精致细节和影调;彩色模组则感知色彩。两者数据同步产生,经过叠加、对其、融合后,一幅效果卓越的摄影作品便得以保存这样的成像流程相比传统拜尔滤色镜方式要优良得多。

3倍以上变焦时,第三颗摄像头就会自动启动,华为的工程师们为了实现3套模组在自动暴光、自动白平衡计算和自动对焦3大核心动作上完善地同步,可谓废寝忘食,而终所达成的结果无疑使人备感欣喜。复杂的三重摄像头模组在变焦倍率发生转换时,要从技术上实现实时取景画面连续、平滑,着实不是一件轻而易举的事情。

经过5倍变焦后,华为P20 Pro完美还原色采,呈现毛发、眼睛等细节,对比其他拍摄的照片,优势显著。

即使使用10X数字变焦时,拍摄远距离墙上的海报,智能变焦拍摄配合后期算法补偿,华为P20拍摄的字体边沿清晰,幅度之大可以被明显看出。

4. 的所见即所得

失焦是很多人拍照时的痛点,特别是拍摄运动对象时,难以成功对主体对焦是常见情况。对焦速度慢、追焦能力差等,都是重要因素。

除了传统的四合一自动对焦(激光对焦、相位对焦、反差对焦,景深自动对焦)外,P20系列的用户还有新选择:4D追焦 。顾名思义,4D追焦意味着在整个画面范围内高速、准确地追踪被摄体,轻松凝固精彩的瞬间场景。

P20 系列采用的四合一对焦系统,其全新的激光传感器侦测范围可以达到3米。

4D预测追焦功能 能在拍摄时自动追踪物体并预测物体运动轨迹,实现更快速更的对焦。不止如此,得益于近乎零延时的高速快门 ,P20系列可以降低快门时滞,实现极限快拍,所见即所得。

以此图为例,P20 Pro通过识别高速运动对象,预测人物的长发在下一个时刻可能的运动轨迹,并以近乎零时滞的1/900s高速快门拍摄,捕捉细节。而同时按下快门的另外两台A和B,A完成拍摄时,头发已经落下,这说明存在快门延迟,而且衣服部分过曝;而B不仅快门滞后,因为对焦不和快门速度较慢,画面出现拖影和模糊。

5. 自拍,可以更美

P20系列配置了2400万像素前置模组,具有f/2.0光圈镜头。先进的BSI CMOS影像传感器结合色温传感器,实现在不同环境光线下智能地校正肤色。

在逆光自拍的场景中,可以看到P20拍摄到的左图呈现了更加鲜亮的面部,人物肤色自然、细腻,配合适当的美化,整体效果令人着迷。而右图没有很好的进行整体色彩控制和细节修饰,缺少美感。

二、懂你的AI大师:智慧摄影体验

绝大部分用户对相机的拍摄模缺少了解,无法判断在当前场景下选择哪种拍照模式更加合适。因此,为了提高用户体验、帮助消费者拍出更加令其满意的照片并逐渐了解各种拍照模式,Master AI便应运而生。

1. Master AI(智慧拍照助手)

华为在算法架构维度上设计了一个推荐引擎(Suggest Engine)来实时获取取景画面的信息。根据场景识别、人脸检测的结果,按照预定义的规则执行推荐,上报到用户操作界面,同时记录当前使用者的操作行为并反馈给推荐引擎。通过不断学习用户的使用习惯,逐步达到能够向该用户推荐对其量身定制的、令其满意的拍照模式的目的。

(1)场景检测:

由浅入深可以分为三个环节:图象处理、图像分析、图像理解。

图像处理,是对图象进行分析、加工、和处理,使其满足视觉、心理以及其他要求的技术;而图像分析更重于研究图象的内容,包括但不局限于使用图像处理的各种技术,它更倾向于对图像内容的分析、解释、和识别;图像理解是对图像的语义理解,属于高层操作,通过对图像内容含义进行理解并对原始客观场景做出解释,进而指点和规划行动,这与人类的推理模式有许多类似之处。

场景检测算法结合机器学习、深度学习的理论以及对图象的分析和理解,达到实现区分多种场景的能力。

(2)推荐规则:

如何在识别到的多种场景中,选择恰当拍照模式?这就用到了推荐规则。在空间维度上,对在一副画面识别到的多个目标进行辨认,识别出主体;在时间维度上,能够做到对取景范围内目标的变化进行甄别,避免干扰因素。

(3)用户习惯:

用户可以自行决定是不是启用Master AI技术,如果在本次相机运行期间取消Master AI即可关闭拍摄模式推荐。待下次开启相机时Master AI则将重新开始推荐拍照模式。

总的来说,推荐模式是AI技术在P20系列上更深入一步的智慧应用。它同时实现了对场景的辨认和推荐,更有趣的,是在多物体共存的拍摄场景中,AI乃至会通过学习来优化推荐规则:比如在花卉旁边拍摄人像,系统就会优先选择人像模式进行推荐,而不是推荐花卉模式。

2. AIS(AI Image Stabilization) 智慧防抖技术

为什么拍照会模糊?

众所周知,一张照片的暴光量由多个因素决定:快门速度、光圈大小、感光度(ISO值)等。这些数值的不同组合会直接对拍摄效果产生影响。

在感光度和光圈数值已定的情况下,延长快门速度即增加曝光时间,可以拍出水流或是灯光活动的效果,但当快门时间慢于人体手持拍照的极限(对一般而言,约为1/30秒)时,画面就会因为手震而变得模糊。

在感光度已定的情况下,光圈越小景深就越大,画面的信息也就越丰富。但相应地,为了保证进光量,我们需要更慢的快门速度。

特别是在极暗环境中,在固定光圈的情况下,根据自动测光,必将会提高感光度或延长暴光时间。前者受器件所限,后者受人体能力所限,从而致使在夜晚拍照的画质不佳,手震无疑是夜景的天敌。

P20系列在夜景模式应用全新的黑科技AIS(AI Image Stabilization 智慧防抖技术),允许用户以手持的方式进行长达6秒的延续曝光,并获得一张全然不同于以往一贯印象的、素质精湛的夜景照片。该技术主要通过AI技术分析、整理拍摄过程中每个画面的特征点,辨认物体形状及边缘,自动抓取4秒暴光时间内生成的所有照片,并借助AI算法过滤、校正由于手抖动造成的画面偏移和模糊,终将照片叠加,同时平衡画面中各元素的照度,得到完美的夜景图像。这无疑从根本上解决了不能手持拍摄夜景的遗憾。无论是灯火阑珊的寂静旷野,还是车水马龙的夜市,都能通过HUAWEI P20系列拍出清晰的照片。

在视频拍摄时,P20系列应用AIS智慧防抖技术,实现六轴视频防抖效果,有效避免拍摄过程中视频画面颤动。

3. 3D人像光效技术

P20系列新增3D人像光效功能,该功能应用3D实时建模技术,来更好地匹配用户的面部特点,并摹拟影棚级多重光效:胡蝶光、剧场光、经典光等。前后置摄像头均支持这个功能。用户可以在取景界面和图片界面进行光效调剂,丰富了人像拍摄的可玩性。

4.智能拍照辅助

在辨认出构图水平线倾斜时,AI将智能提醒用户调整的角度;能识别出多张人脸的团体照场景,并且可以智能地提醒用户在拍摄团体照片时应如何构图,让这些珍贵瞬间更加出色。

5. AI对于成像相干功能的整体辅助

P20系列引入了麒麟970芯片和AI技术,能够根据用户所处的实际环境和场景做出细分,进而向用户提供针对于拍摄场景的辅助,例如:变焦拍摄文字,AI对于终文字成像的清晰程度具有显著的优化效果。

援用DxOMark对华为P20系列的总结陈词:我们已习惯于每一款新智能的摄像头都比前一代稍微好一些,但是看到华为 P20 Pro 的图象测试结果时,似乎华为一次性前进了一两代,表现非常优良。P20 Pro 的3摄像头设置是我们在移动成像领域所见到的的创新之举,堪为名副其实的游戏规则革新者。

新的P20 Pro 能够为特定的拍摄场景选择摄像头,并以计算机的算法来合并三个图像传感器的图像数据这意味着它在几乎每个方面都能击败竞争机型,并登上照片和视频排名中的宝座。它的变焦和散景模拟在低光下的表现特别出色,因此直接击败了其竞争机型。如果您正在寻找目前搭载了的摄像头的智能,请不要再犹豫了。

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