IT動(dòng)態(tài)：陳可辛的《三分鐘》 手機(jī)拍照的五年

5G已經(jīng)片區(qū)使用，很多小伙伴對(duì)通信這塊還不熟系！越來越多的人開始對(duì)IT、5G信息方面產(chǎn)生興趣，近來陳可辛的《三分鐘》 手機(jī)拍照的五年的話題也是引起了很多人的關(guān)注，那么既然現(xiàn)在大家都想要知道陳可辛的《三分鐘》 手機(jī)拍照的五年，小編今天就來給大家針對(duì)陳可辛的《三分鐘》 手機(jī)拍照的五年做個(gè)詳細(xì)介紹。

導(dǎo)演陳可辛最近幫蘋果拍了一部廣告片《三分鐘》，片尾的“iPhone X拍攝”引發(fā)了不少爭(zhēng)議，因?yàn)檫@次拍攝陳可辛用到了大量外設(shè)：比如長(zhǎng)焦鏡頭、無人機(jī)、OSMO手持云臺(tái)。

陳可辛的這次拍攝擊中了大部分人心中的痛點(diǎn)：與專業(yè)的單反和微單相比，手機(jī)攝影經(jīng)常還是那個(gè)“甘拜下風(fēng)”的落敗者。

通過這短短的三分鐘，或許你已經(jīng)對(duì)手機(jī)拍照這近五年來的發(fā)展和表現(xiàn)失去了信心。但實(shí)際上，2012年以來，手機(jī)廠商們絞盡腦汁，用上了各種改善手機(jī)拍照成片效果的方法。手機(jī)拍照與單反的差距正在逐漸縮小。

根據(jù)DxOMark的統(tǒng)計(jì)，從最早的諾基亞808到今天的旗艦手機(jī)（比如GooglePixel 2、iPhone X和三星Galaxy Note 8），蘋果、三星和Google手機(jī)的圖像質(zhì)量和視頻性能逐代上升，成片效果越來越好。

本文梳理了蘋果、三星、Google和華為的旗艦手機(jī)是如何提升拍照的質(zhì)量，讓你在購(gòu)買某一款手機(jī)之前，就對(duì)它的拍照水平有了一個(gè)詳細(xì)、全面的參照系。

“漆黑一片”還是“噪點(diǎn)爆炸”

要想說清楚具體某一款手機(jī)的拍照水平，首先需要建立一個(gè)評(píng)價(jià)照片質(zhì)量的指標(biāo)體系。根據(jù)DxOMark的評(píng)價(jià)體系，照片質(zhì)量的優(yōu)劣主要由紋理和噪點(diǎn)、曝光、自動(dòng)對(duì)焦、變焦質(zhì)量和散景效果這六大指標(biāo)決定。

其中噪點(diǎn)和紋理對(duì)照片觀感影響最大，尤其是夜景——拍照水平不及格的手機(jī)常常表現(xiàn)為漆黑一片或者噪點(diǎn)特別多，比如這樣的：

為了減少噪點(diǎn)，提升畫面純凈度，同時(shí)兼顧夜景的亮度（亮度太低，畫面也會(huì)損失大量的紋理細(xì)節(jié)），無論是相機(jī)還是手機(jī)，最常用的方法是增加圖像傳感器尺寸來改善相機(jī)的光線捕捉能力和圖像質(zhì)量。

瓶頸——傳感器尺寸

但是更大的傳感器尺寸對(duì)于設(shè)計(jì)輕薄化的手機(jī)來說是一個(gè)很容易達(dá)到的瓶頸——手機(jī)內(nèi)部留給相機(jī)模組的空間就那么點(diǎn)大小，很難塞得下更大的傳感器尺寸了。這條路基本上被堵死了。

另一種辦法是長(zhǎng)曝光——用較低的快門速度增加進(jìn)光量，比如Android手機(jī)相機(jī)UI普遍提供的手動(dòng)模式，你可以手動(dòng)調(diào)節(jié)曝光時(shí)間和ISO。這樣拍出來的夜景的確很光滑，亮度也能達(dá)到夜視儀的水平。但前提是你需要一個(gè)三腳架，而且拍攝的物體最好是靜止不動(dòng)的——8秒的曝光時(shí)間非常容易拍糊。

用手機(jī)拍個(gè)照不僅要帶著三腳架，還要等上個(gè)8秒甚至半分鐘，這可以說是用戶體驗(yàn)的巨大倒退了，也違背了手機(jī)輕便化的初衷。

力挽狂瀾的降噪算法

目前主流旗艦手機(jī)的解決方案是算法，具體到低光照片的專業(yè)名稱為時(shí)域降噪(TNR)，結(jié)合多幀圖像數(shù)據(jù)以增加拍攝時(shí)累計(jì)的曝光時(shí)間。合并多幀圖像來消除噪點(diǎn)。

以iPhone 5s以來的歷代iPhone為例，iPhone 6的成像硬件與iPhone 5s相同，但它的噪點(diǎn)和紋理都比前代產(chǎn)品好。主要的原因是iPhone 6配備了蘋果的A8芯片，與iPhone 5s的A7處理器相比，A8具有改進(jìn)的圖像信號(hào)處理器(ISP)。DxOMark提供的5勒克斯低光照片顯示：從iPhone 5s到iPhone 6，照片細(xì)節(jié)的增加非常明顯，就像是你看騰訊視頻的時(shí)候清晰度從標(biāo)清上調(diào)到高清的差別。

降噪算法不只是會(huì)讓“差的變好”，如果沒優(yōu)化好，也會(huì)讓“好的變差”

比如新一代的iPhone 7 Plus，相比前代，iPhone 7 Plus的像素更高，鏡頭光圈更大，而且配備了光學(xué)防抖。但在細(xì)節(jié)方面，它和iPhone 6并沒有太大的差別。因?yàn)樘O果為了使iPhone 7 Plus的噪點(diǎn)少于iPhone 6，調(diào)整了iPhone 7 Plus的圖像處理參數(shù)。

降噪算法坑隊(duì)友的情況到了iPhone X這一代得到了改善——iPhone X得益于改進(jìn)的時(shí)域降噪算法，噪點(diǎn)比iPhone 7 Plus低，而且擁有更豐富的紋理細(xì)節(jié)。

歷史總是驚人的相似——同樣的「坑隊(duì)友」也曾發(fā)生在諾基亞808上。而且這位前輩其實(shí)更冤，因?yàn)橹Z基亞好不容易往手機(jī)里塞入了一個(gè)傳感器尺寸高達(dá)66mm2相機(jī)模組（即使是2017年，市面上尺寸比較大的傳感器，比如華為Mate 10 Pro也只達(dá)到了29mm2），最終的成片效果卻被算法坑了，甚至還不如傳感器尺寸只有18mm2的iPhone 5s。

雖然諾基亞808底大，但是諾基亞工程師只是簡(jiǎn)單地移植了之前用于較小圖像傳感器的曝光策略，最終在1勒克斯的極低光下拍攝的樣片是這樣的：

“車禍現(xiàn)場(chǎng)”的諾基亞808

自動(dòng)HDR

白天拿起手機(jī)拍照的時(shí)候，在有藍(lán)天和風(fēng)景的情況下，如果你想拍清楚風(fēng)景的暗部紋理，需要點(diǎn)擊屏幕把測(cè)光的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)要拍的風(fēng)景。這種場(chǎng)景下拍出的照片，藍(lán)天有很大幾率過曝或者偏色。不斷優(yōu)化的HDR算法發(fā)揮了作用，你在這種高對(duì)比度場(chǎng)景也能拍出比較藍(lán)的天空。

自動(dòng)HDR早在2010年的手機(jī)就有應(yīng)用，但是直到2013年發(fā)布的iPhone 5s，自動(dòng)HDR優(yōu)化的也并不好。由iPhone 5s拍攝的樣片可以看到藍(lán)天，但天空的色彩仍然比較偏青色而非藍(lán)色，而且最亮的高光位區(qū)域仍然出現(xiàn)了一些剪貼紋理。到了新一代的iPhone 7 Plus，自動(dòng)HDR已經(jīng)能夠完美地保留天空的色彩，而且iPhone 8 Plus也使陰影變亮了些，以便在非常黑暗的前景區(qū)域中還原出一些細(xì)節(jié)。

“逆光也清晰”——這可能是vivo最成功的廣告詞之一，借用這句廣告詞可以很形象的說明自動(dòng)HDR的另一功效：改善逆光人像。

每年HDR算法的升級(jí)也在不斷提升逆光人像的拍攝效果。iPhone 8 Plus還增加了人臉檢測(cè)功能，人臉和背景的圖像細(xì)節(jié)變得更容易兼顧了。

人像模式

說到拍攝人像，由iPhone 7 Plus帶動(dòng)的手機(jī)拍照潮流是雙攝像頭加持的人像模式。有了這個(gè)功能，你再也不能像以前那樣，簡(jiǎn)單的以有沒有人像的背景虛化來區(qū)分照片是單反還是手機(jī)拍攝的。

如果你有女朋友的話，一臺(tái)有人像模式的手機(jī)可以說是必備品了。

手機(jī)廠商們的背景虛化目前分成了三大流派：以蘋果為代表的“廣角+長(zhǎng)焦鏡頭”的雙攝派，以華為為代表的“雙廣角”派，以Google為代表的單攝像頭派。

其中Google Nexus 6P和Pixel僅通過單攝像頭就可以實(shí)現(xiàn)人像模式，可以說是真正體現(xiàn)了Google“用數(shù)學(xué)拍照”的強(qiáng)大實(shí)力。不過與雙攝像頭的iPhone X、三星Galaxy Note 8、華為Mate 10 Pro相比，還是不夠完美。

根據(jù)DxOMark的測(cè)試，Google這種單攝像頭實(shí)現(xiàn)背景虛化的方法是在不同的焦點(diǎn)設(shè)置下快速連續(xù)拍攝幾張照片，然后合并拍攝結(jié)果。比如Nexus 6P在攝像頭稍微向上移動(dòng)時(shí)拍攝了一系列照片，由此產(chǎn)生的景深圖經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤。

蘋果和華為代表的另外兩個(gè)流派目前的旗艦機(jī)都能很好的實(shí)現(xiàn)背景虛化，不過Mate 10 Pro的雙廣角在焦距上有些吃虧。Mate 10 Pro的景深模式采用等效35 mm左右的視野來拍攝人像，這并不是典型的人像焦距，無法拍出與配備了等效50 mm副鏡頭的iPhone X完全相同的人像照片。

“三大流派”需要改進(jìn)的依然是夜景，在昏暗的環(huán)境中，所有的圖像都出現(xiàn)了大量的亮度噪點(diǎn)，這在人像的膚色上尤其明顯。

視頻防抖

陳可辛在拍攝《三分鐘》的過程中，最為重要的外設(shè)之一是大疆OSMO手機(jī)云臺(tái)。那個(gè)小男孩在人群中穿梭，奔跑著找媽媽的那段就是導(dǎo)演把iPhone和云臺(tái)固定在小男孩身上拍出來的。

其實(shí)，如果不是劇烈奔跑的場(chǎng)景，只是日常生活視頻，比如最近很火的Vlog，一臺(tái)有視頻防抖功能的手機(jī)也基本夠用了。

視頻防抖是一個(gè)需要手機(jī)軟硬件高度協(xié)作的系統(tǒng)，除了目前旗艦手機(jī)標(biāo)配的光學(xué)防抖，更早的集成陀螺儀也已經(jīng)成為必備功能。

蘋果是第一個(gè)通過集成陀螺儀數(shù)據(jù)來增強(qiáng)視頻穩(wěn)定性的手機(jī)廠商。陀螺儀和圖像傳感器數(shù)據(jù)同步需要很好的軟硬件協(xié)作，蘋果發(fā)揮了它完全控制其手機(jī)上的所有硬件和軟件元件的優(yōu)勢(shì)，早在2013年發(fā)布的iPhone 5s上就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了比較穩(wěn)定的視頻效果。

而Google Pixel再次發(fā)揮了算法的優(yōu)勢(shì)，通過“非因果防抖”的技術(shù)，使用大約一秒鐘的視頻緩存器來讓防抖系統(tǒng)預(yù)測(cè)未來的攝像頭運(yùn)動(dòng)。但是這種防抖功能需要陀螺儀提供非?？煽康臄?shù)據(jù)，2012年或2013年的老舊陀螺儀組件已經(jīng)力不從心了——你在比較舊的Android手機(jī)上即使安裝了Google Camera，也達(dá)不到Pixel的視頻穩(wěn)定效果。

長(zhǎng)江后浪推前浪，手機(jī)拍照一代比一代更好了，除了算法和光學(xué)防抖的改進(jìn)，新技術(shù)層出不窮，手機(jī)攝像頭的光圈在變大，雙像素傳感器與相位傳感器的結(jié)合帶來了更快的自動(dòng)對(duì)焦，人臉檢測(cè)依托算法也變得更加智能。

看到手機(jī)廠商們這么努力提升拍照水平，生產(chǎn)研發(fā)單反的“牙膏廠們”是不是也要加把勁了？

圖片和測(cè)試數(shù)據(jù)來源：DxOMark