15年中國手機市場千元機大行其道，這句話已經(jīng)被我們說爛了，但我們還是要提及的就是千元機不僅性能足以勝任日常使用，就連按壓式指紋識別、金屬機身設(shè)計等等之前只有旗艦機專屬的元素都已經(jīng)下放到了千元機身上。千元機的走俏是不是就代表了旗艦機型的沒落呢?答案顯然是否定的，中國手機市場目前呈現(xiàn)兩極分化日益嚴重的格局，3000元甚至4000元以上的旗艦機型被越來越多的人接受，究其原因拍照效果好是其中一個重要因素。例如拍照、用戶體驗、工業(yè)設(shè)計等元素本身成本較高無法下放到千元機市場。
說到拍照，究竟是什么決定了智能手機拍照效果呢?前兩年消費者會認為像素數(shù)值就是拍照效果好壞的直觀指標(biāo)，這一觀點顯然有一定片面性。隨著消費者發(fā)現(xiàn)市場上充斥著很多高像素低畫質(zhì)的產(chǎn)品后，究竟什么決定手機拍照效果的問題又有了新的答案：鏡頭。索尼鏡頭、IMX2XX、藍寶石玻璃鏡面、6P模組等專業(yè)名詞出現(xiàn)在了各大手機廠商的發(fā)布會上。但是好鏡頭能夠與好照片畫上等號么?其實智能手機拍照和專業(yè)相機拍照一樣，簡單來說決定性因素在于：感光元件、鏡頭模組、處理器、算法。也就是說出了我們前面說到的鏡頭等硬件之外，處理器、算法也是決定能否拍出好照片的重要因素。
處理器能決定拍照水平?這個說法可能大家還比較陌生。舉幾個簡單的例子，HTCOneM系列的雙攝像頭其實就是HTC和Qualcomm工程師共同合作優(yōu)化的產(chǎn)物。而LGG3的激光對焦功能也是驍龍?zhí)幚砥鱅SP硬件支持功能。其實很多手機廠商在發(fā)布會上講到的酷炫拍照玩法都需要處理器在背后默默的支持。作為Qualcomm16年的旗艦產(chǎn)品，驍龍820基本已經(jīng)確定16年多款旗艦手機均搭載該SoC芯片。今天我們就以這款處理器為例，展望一下16年智能手機拍照發(fā)展的方向，也歡迎大家留言討論現(xiàn)在手機拍照哪個方面最令你失望。
多攝像頭潛力巨大，光學(xué)防抖功能或逐漸普及
之前有傳聞稱iPhone7將搭載后置雙攝像頭的配置，而市面上包括奇酷手機、榮耀6Plus等手機已經(jīng)開始使用雙攝像頭。但縱觀現(xiàn)有多攝像頭手機，主打功能基本聚焦在先拍照后對焦，并且最終效果并不十分理想。以榮耀6Plus為例，榮耀總裁趙明表示實際目前雙攝像頭的性能榮耀6plus目前只釋放了不到20%，前期給大家大光圈效果、超級夜景模式，后續(xù)軟件版本將釋放更多驚喜。結(jié)合前面我們說的iPhone7即將搭載雙攝像頭，16年雙攝像頭手機將在那幾個方面有所突破呢?
光學(xué)變焦：其實光學(xué)變焦對于單反相機、卡片機來說是一個再基礎(chǔ)不過的功能。但受限于機身尺寸影響，智能手機想要將光學(xué)變焦功能加入其中只有犧牲機身厚度，這顯然和手機便攜的特性背道而馳。但雙攝像頭的加入能夠巧妙的解決這一問題。例如Corephotonics公司之前曾經(jīng)宣稱通過兩款不同模組的鏡頭組(一枚廣角鏡頭、一枚微距鏡頭)實現(xiàn)在不增加鏡頭厚度同時的3倍光學(xué)變焦。而Corephotonics也是HTC雙攝像頭背后的功臣之一。
SpectraISP新特性
驍龍820處理器內(nèi)置的SpectraISP也是業(yè)內(nèi)首款原生支持三攝像頭同時拍照同時處理的圖像處理引擎。也就是說手機廠商無需在過多的自主開發(fā)就可以搭載雙攝像頭。其實這項功能之前已經(jīng)在驍龍810/808上有所體現(xiàn)，這也是為何奇酷手機、酷派鉑頓能搭載雙攝像頭的重要原因。
快速對焦將成為標(biāo)配
越來越多人喜歡用智能手機拍照，甚至一些專業(yè)攝影師也開始使用手機創(chuàng)作。究其原因主要因為手機適合隨手一拍，無需繁雜的設(shè)置。而快速對焦則是保證手機簡單拍照體驗的一個重要因素。而隨著相位對焦、反差對焦、激光對焦等名詞在15年手機廠商發(fā)布會上大行其道，消費者也開始對于智能手機對焦方式產(chǎn)生濃厚的興趣。
所謂反差式對焦原理為：隨機移動鏡片模組，當(dāng)畫面從模糊到清晰再到模糊時，畫面的對比度也會有一個升高再降低的過程，當(dāng)ISP識別出對比度從最高點開始下降時，驅(qū)動鏡頭模組返回對比度最高的狀態(tài)，從而完成對焦。而相位對焦則是通過在傳感器上加入光線感應(yīng)像素，直接感知對焦物體光量，從而直接對焦到準(zhǔn)確位置。雖然速度更快，但從原理中我們也能發(fā)現(xiàn)相位對焦的缺點：在弱光環(huán)境下很難區(qū)分對焦物體和非對焦物體的光量導(dǎo)致對焦困難。所以即使是目前采用了相位對焦的蘋果、華為等產(chǎn)品也采用了相位對焦+反差對焦的雙重對焦方式保證對焦的快速和準(zhǔn)確。
而激光輔助對焦的原理也非常簡單。激光發(fā)射器當(dāng)攝像頭開啟時就會不間斷的發(fā)射紅外激光，而接收器則負責(zé)接收紅外激光遇到物體反射回來的光線，通過計算測得距離實現(xiàn)快速對焦。原理非常簡單，并且其實激光對焦已經(jīng)應(yīng)用多年，包括測距望遠鏡，激光測距儀等設(shè)備已經(jīng)民用。而激光對焦在相機中的應(yīng)用也已經(jīng)有一段歷史了，2001年推出的索尼F707就已經(jīng)搭載了全息激光對焦輔助系統(tǒng)，但由于激光發(fā)射器功率過大，容易對拍攝人物的眼睛造成傷害而最終沒能在后續(xù)產(chǎn)品上繼續(xù)沿用。同樣通過原理，激光對焦的缺點也顯而易見：距離。激光發(fā)射器的功率直接影響激光對焦能夠工作的距離。像現(xiàn)有市面上手機的激光對焦傳感器功率較小，也就是說對于近處物體的對焦速度提升明顯，而對于遠處物體作用則較為微弱。這也是為何要在激光對焦前面加上輔助兩個字的原因。
16年智能手機市場多種對焦方式混合對焦提升對焦速度的模式基本已經(jīng)成為主流。例如我們說到的相位對焦、反差對焦、激光對焦，甚至雙攝像頭三角定位對焦有望在同一款手機上出現(xiàn)，成為旗艦智能手機的標(biāo)準(zhǔn)配置。而驍龍820也是目前旗艦SoC芯片中對于對焦方式支持最多最完備的芯片之一。當(dāng)大家在看發(fā)布會上手機廠商宣稱自家產(chǎn)品對焦速度如何如何給力的時候，也就知道這背后其實處理器的功勞也是巨大的。
在我們評測手機的時候，時常會說在日間光照強度較好的情況下，樣張水平不錯，而在夜間低照度情況下，樣張水平依舊表現(xiàn)差強人意。并不是因為各家廠商不重視手機夜間拍照體驗。而是受限于鏡頭硬件本身。簡單來說相機感光元件越大、光圈越大在低照度情況下拍照實力就會更強。而手機內(nèi)部空間可謂寸土寸金，基本上沒有給增大攝像頭體積留出任何余地。所以想要在夜間拍照上有所突破也并非易事。筆者總結(jié)了以下幾個可行方法：
更好的暗光拍照體驗
相機模塊構(gòu)造突破：在無法提升單一相機模塊體積的情況下，目前業(yè)界再朝兩方面發(fā)展，其一是改變感光元件構(gòu)造，生產(chǎn)類似適馬X3的多層傳感器單獨感光的元件。原理是將一層感光元件“變?yōu)?rdquo;三層，分別感應(yīng)紅、綠、藍三色，這樣一來就能夠在稍微增加相機模塊厚度的情況下達到三倍進光量。而另一種方法則是前面我們提到的多鏡頭拍攝，其實奇酷手機已經(jīng)做到了使用一顆黑白攝像頭來減少夜間拍攝噪點、增大通光量和提升白平衡的效果。更有激進的想法則是三顆攝像頭的相機組分別識別紅、綠、藍三原色進而通過軟件算法合成，最終實現(xiàn)低光照情況下增大畫面亮度純凈度的效果。
軟件算法改進：驍龍820也在低照度情況下進行了特別的算法優(yōu)化，支持類似動態(tài)對比度調(diào)節(jié)功能，能夠通過識別夜間場景自動提升暗部細節(jié)同時還能夠保證亮部畫面不發(fā)生過曝現(xiàn)象。這一功能于攝像頭硬件無關(guān)。
4K拍攝成為主流
如果說1080P時代的普及是由于電影、電視產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，那么4K時代的到來的推動力就來源于每一個消費者手中的移動終端。13年一臺4K電視的售價高達20000人民幣，而時至今日短短2年時間，4K電視價格已經(jīng)跌到4000元人民幣左右。4K能夠給用戶帶來更加逼真的觀看和閱讀效果，而消費者對于觀看和閱讀的行為也逐漸轉(zhuǎn)移到移動終端上來，所以4K時代的到來在移動端是不可阻擋的。而在驍龍支持4K之后，諸如三星、聯(lián)發(fā)科等廠商也開始紛紛支持4K，但目前為止H.265(HEVC)格式的4K拍攝播放仍舊是高通驍龍的專屬。
更好的暗光拍照體驗
在驍龍SOC的支持下，索尼剛剛推出了全球首款商用4K屏幕手機——索尼Z5Premium。很多消費者都在說，4K屏幕放置在智能手機上是一種功耗浪費。其實這又回到那個老的理念。硬件始終領(lǐng)先于軟件發(fā)展，軟件也會針對硬件進行優(yōu)化。隨著4K片源的逐漸普及，4K屏幕在手機上已經(jīng)有了應(yīng)用場景，而后期包括大型游戲、軟件也會針對4K進行優(yōu)化。并且伴隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升和4K電視智能化的普及，越來越多的視頻網(wǎng)站開始支持4K片源的播放，而手機也正變?yōu)橐曨l內(nèi)容的主要生產(chǎn)者。
低功耗拍攝越來越被重視
提到手機耗電，大家想到都場景可能會是打游戲、屏幕長時間點亮看視頻等。其實拍照、視頻拍攝也是“電老虎”之一。其實原因很簡單，舉例來說拍攝一段4K60FPS視頻，每秒就要處理3860*2160*60=5億以上個像素，如此大的工程顯然是十分耗電的。之前的做法是使用ISP和CPU、GPU協(xié)同處理，并沒有一個單獨的低功耗模塊專門負責(zé)，就會導(dǎo)致耗電高、性能低的情況出現(xiàn)。情況有點類似于視頻播放的軟解碼和硬解碼，軟解碼在消耗大量性能的同時也不能夠保證視頻的流暢，而硬解碼則是特別針對多個常見視頻編碼格式進行特定解碼，耗電低并且畫質(zhì)流暢。在16年中，隨著4K視頻、多攝像頭同時拍攝的場景增多，單位時間內(nèi)處理像素數(shù)成倍增加，所以低功耗拍攝也將被各大手機廠商越發(fā)重視。
更好的暗光拍照體驗
驍龍820在低功耗拍攝方面也“早”有布局。Qualcomm在計算DSP方面擁有很長的歷史，全新計算DSP增加了對視頻功能的支持;另一個全新的DSP是位于低功率島(LowPowerIsland：LPI)的低功率DSP。通過全新Hexagon680DSP，Qualcomm推出了全新的Hexagon架構(gòu)，包括視頻功能以及低功率島，并對Hexagon架構(gòu)進行了擴展，讓它支持一些新功能(如視頻)，而前幾代Hexagon主要用于對音頻功能的支持。Hexagon擁有強大的開發(fā)者工具，并且得到了超過100家合作伙伴的支持。目前，有接近1000家合作伙伴計劃將CPU代碼或功能遷移到Hexagon之上，這樣做的目的是希望降低功耗。
Hexagon680在DSP中集成了Hexagon向量擴展(HexagonVectoreXtensions：HVX)，這樣就能讓DSP通過一個指令同時處理大量數(shù)據(jù)。這個功能與QualcommSpectraISP結(jié)合使用時，能夠帶來很多差異化的功能，如弱光視頻增強，可在實現(xiàn)高達3倍的性能提升的同時，節(jié)省高達10倍的能耗。專有的低功率島和一套基礎(chǔ)架構(gòu)支持傳感器感知的應(yīng)用。Qualcomm此前推出的芯片中也具有支持傳感器感知的功能，但是全新架構(gòu)可實現(xiàn)省電高達3倍。低功率島運行時，芯片中的其他部分可處于關(guān)閉狀態(tài)。我們還通過DSP推出了全套傳感器軟件解決方案，并全面支持AndroidL。
鏡頭廠商將主打高像素低厚度鏡頭模組
前面我們也說道智能手機拍照和專業(yè)相機拍照原理大致相同，也就有著共同的發(fā)展目標(biāo)。縱觀相機拍照領(lǐng)域高像素就像是皇冠上的一個寶石。雖然包括很多消費者在內(nèi)都開始接受高像素并不代表高畫質(zhì)的理念。但高像素并不是百無一用的參數(shù)。簡而言之高像素能夠帶來高解析力的效果，使得照片細節(jié)更豐富銳度更高。但同時受限于手機尺寸，所以以索尼為首的相機硬件供應(yīng)商從15年底開始主打相同面積更多像素數(shù)的感光元件。
想要在相同面積上做到更多像素數(shù)就需要解決在暗光情況下單個次像素之間的尾色干擾問題，也就是我們常說的照片噪點。這就需要在感光元件硬件層面進行諸如ISOCELL等改進在將次像素相互區(qū)分開來，或者利用軟件算法提升畫質(zhì)。
