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华为Mate20矩阵多焦相机系统亮相,透视手机摄影未来
2018/10/31 16:51:40  现代摄影网   

 

在手机中融入摄像模块,实现简单的数字拍摄功能,并且将这样的产品初次商用化,是2000年的事情。一晃,18年飞速而过。18年间,手机摄像头从10万像素发展到4000万像素;市场也从功能机时代步入智能机时代,再到今天的移动互联网时代。对手机来说,拍照功能的重要性一直不断提升,特别是在移动互联网时期——便捷的影像分发更加速了手机拍照性能的提升。


影像力,兵家必争。然而手机作为集成度最高的电子消费品之一,如何在有限空间内设计相机模块便成了永恒课题。长期以来,围绕着这一焦点,各大品牌先后拿出多种方案,令手机获得了令人瞩目的拍照功能,但其中算得上成功的时代明星不是很多。即便有些小众型号实现了强大的拍摄性能,却丢失了手机本身该有的重要属性,要么机身过于庞大,要么在常规功能的体验上做出大幅妥协。


综合考虑手机的拍摄性能、拍摄易用性以及手机本身在作为移动智能终端这一维度上的整体表现和易用性——在这样的前提下评判一款手机产品的拍照性能,才有实际的市场意义。


而今年年初,华为推出了加持徕卡三摄的P20系列机型,可谓真正掀开了手机摄影的革命序幕——在没有放弃主流高端手机任何特质的前提下,盛放一套如此夺目的相机系统,充分展示了华为终端部门的技术实力。过了不到半年,华为Mate 20系列手机又携全新的“矩阵多焦相机系统”发动了第二波攻势,将手机摄影推向新高度。


推向新高度,并不是随口说说。相比P20 Pro的徕卡三摄系统,华为这次又放出了新大招:加入等效16mm的徕卡超广角摄像头,结合总体上对于P20系列初代三摄系统的承袭,形成名为“矩阵多焦相机系统”的改良版三摄系统。从用户体验看,这带来了从“0”到“1”的巨变——将全焦段(常规认识下的)摄影首次于手机产品上实现;从制造业维度看,这是启发性的、空前的底层技术和工业设计实力的体现。


先说说用户层面最容易感知的部分:


一、超广角:


这次的Mate 20系列,共采用了两种矩阵多焦相机系统:


版本一:4000万像素主摄像头(等效27mm,f/1.8,同P20 Pro) 2000万像素超广角摄像头(等效16mm,f/2.2,新增) 800万像素长焦摄像头(等效80mm,f/2.4,同P20 Pro),搭载于Mate 20 Pro、Mate 20 X、保时捷设计Mate 20 RS,系统整体可实现16-270mm的超大变焦范围(考虑5倍混合变焦和10倍数字变焦);


版本二:1200万像素主摄像头(等效27mm,f/1.8,同P20) 1600万像素超广角摄像头(等效17mm,f/2.2,新增) 800万像素长焦摄像头(等效52mm,f/2.4,新增),搭载于Mate 20。


虽然Mate 20的配置比起同系列中其它几位“大佬”显得稍欠火候,但相比当下主流旗舰机型,其所覆盖的物理变焦范围仍是大幅胜出、优势明显。

将几个器件分开来看,继承于P20的部分不再赘述,那么此次的核心无疑就是超广角摄像头。虽然这不是史上初次在手机上见到超广角摄像头,但相比过去我们曾经见过的一些产品,华为Mate 20系列的超广角方案才算是带来了真正意义上的可用性。以Mate 20 Pro为例,其完整模组是华为与徕卡联合设计的等效16-80mm的LEICA VARIO-SUMMILUX-H 1:1.8-2.4/16-80 ASPH.。相应地,其超广角摄像头即可认为是采用了一枚等效16mm的LEICA SUMMARIT-H 1:2.2/16 ASPH.,它具备和其它手机镜头一样水平的自动对焦性能和解析力,彻底走出了之前手机超广角只能是基础PP镜头的监牢。

超广角镜头提供了其它镜头不可比拟的大范围可视角度和极具冲击力的透视关系。但也正因为此,在设计这类镜头时必须要面对的,就是如何克服像场中靠近外围位置的光学畸变大、透光性弱和分辨率不足等一系列问题。且不说是体积限定在了智能手机这一“超微”级别,纵使是在主流可换镜相机的尺寸上,想要把超广角镜头的边角成像能力优化到令人满意的程度,都是一件极为耗费资源的任务。据说,华为和徕卡工程师在这些技术难点上攻坚了长达4个月。


1.大视野


就最终呈现的拍摄效果来看,这枚全功能超广角镜头确实足以担负“开辟手机摄影新纪元”的重任。在使用中,超广角摄像头的调用同一般变焦无异。实际上,三摄模组内各摄像头间的切换动作非常稳定,这令华为Mate 20系列有着顶尖的操控体验。使用Mate 20系列的超广角摄像头,可以拍摄相比一般手机摄像头广阔得多的大场景画面。其极富特色的视觉透视,给手机用户带来体验上的质变。


超广角样张


2.近摄优势


相比其它手机,华为Mate 20系列除了能够拍摄更广阔的场景,还可以凭借超广角模组前所未有的短焦距特性进行最近约达2.5cm的近距离对焦拍摄,大幅甩开竞品(通常大于7cm)。


镜头的最近对焦距离与其物理焦距强相关,故而焦距极短的超广角镜头具有其它类别镜头(微距镜头除外)无法比拟的近距离拍摄功能。得益于此,使用华为Mate 20系列手机进行微距拍摄时,可以更加靠近被摄体,获得不同于以往的画面效果。



利用这枚超广角摄像头,可以充分靠近一些体积微小的被摄主体,有效扩大其在画面中所占据的比例,达成前所未有的拍摄效果。无论是花蕊、露珠、昆虫,都能通过Mate 20系列独有的超广角摄像头进行有效且精湛的捕捉。


微距样张


微距样张


3.超广角星空


显然,增加超广角摄像头后,华为手机一贯所见长的长时间曝光功能就有了更高的可玩性。由于焦距大幅缩短,在使用华为Mate 20系列进行星空题材创作时,用户可以进一步延长曝光时间,从而降低感光度设定,以获得更加纯净、清晰的画面。


超级夜景样张


当然,就像使用此前的产品一样,除了以专业模式进行自由的长时间曝光拍摄,用户在Mate 20系列依旧能够体验到几种便捷的自动长时间曝光功能。而且,由于SoC更新到麒麟980、采用了新的ISP,令诸如超级夜景、流光快门等智能型长时间曝光模式在Mate 20系列上有了更强大的表现,用户可以在各类夜景拍摄中获得更好体验。


二、水下拍摄


水下拍摄之所以对大多数人来说是陌生领域,原因就在于它的门槛高。通常意义上,画质足够可用的水下摄影设备都是复杂、昂贵、面向专业人员的,无法进入普通消费者的视线中。虽然一般用户可以通过为智能手机加装简单的防水附件来实现有限的水下拍摄,但并没有哪一款手机的拍照系统存在专门针对水下场景的优化。


华为还特别为Mate 20 Pro新增了配合水下附件使用的水下相机模式,该模式提供操控和画质两方面的专门优化。


水下样张


操控方面,在水下相机模式中,手机的音量上、下两键,分别对应录像和拍照(连拍)功能。这种设定,将水下拍摄时的交互完全从UI层面转移到了硬件层面,交互的友好性大幅提升。


水下样张


在实际拍摄方面,华为Mate 20系列的相机系统存在专门面向水下摄影的优化校准。因为在水面以下,环境光会发生较大变化,低频光波折射量偏低,故整体可视色调会偏向绿、蓝。针对于此,华为工程师针为Mate 20系列的水下成像色彩做了深入调校,这种对特定拍摄场景的专门优化实现了有效的色偏校正。


三、视频新功能


要将智能手机当作一种数字影像生产工具来打造,就必须意识到当今用户在视频拍摄方面迅速增长的需求。一方面,相比于静态影像,动态的、富有代入感的视频影像更能真实地呈现生活;另一方面,ICT技术的飞跃式发展,为用户带来了不断增长的带宽和存储容量,客观上推动了视频内容的增长。


但要真正落实以手机进行动态影像创作的目的,如何做针对性地研发和调校?这在目前还是很大的难题。制造商不仅要清楚知晓自己能做到什么,还要尽可能了解消费者的需求,充分领悟用户在视频拍摄方面最希望得到的功能和体验。


最大程度从用户角度出发,要应对的普遍需求固然是以最小的操作难度、最低的学习成本实现高画质、富有个性的视频拍摄。想实现这个目标,就要大幅提升终端设备的智能化程度。显然,搭载麒麟980的Mate 20系列恰恰有着与之相匹配的强大AI算力。


将技术上的硬实力转化为消费者手中的创造力,这样的信念和执行力,今年华为在P20系列上已经让人们充分地感受了一波,其突破多种应用和想象力壁垒的拍照功能令人印象深刻。此次华为Mate 20系列,则将这样的突破带到了视频应用中。


在前期一键完成视频调色,且在拍摄过程中提供见即所得的取景体验,对于手机硬件有着较高要求。而华为Mate 20系列具有麒麟980这样的全新SoC,加上独有的GPU Turbo渲染技术,能够顺畅地完成这样的任务。其中特别值得一提的,是“AI电影模式”。这个模式下包含几种实时调色滤镜和AI人像留色、人像虚化等高级功能。


AI人像留色功能在AI电影模式中最为引人注目。如果看过电影《辛德勒的名单》,应该会对这部影片中,红衣小女孩出现在黑白段落中的夺目效果印象极为深刻。华为Mate 20系列的AI人像留色功能最初的研发灵感就来源于此。


AI人像留色


由于最新的SoC麒麟980内建了双NPU,其在AI算力和运算效率上都有了大幅提升,加上华为独家的GPU Turbo技术,总体上实现了在视频拍摄中实时识别对象(在AI人像留色和人像虚化功能中,对象特指人,且并不限定在单数)并将其有效地从图像中分割。在这中间,人工智能展现出的是大量有效的机器学习成果——精准的图像识别能力,以及Mate 20系列强劲的软、硬件肌肉——强大的运算、渲染能力,确保在连续、高速的帧图像中进行对象分割。


相对过往产品(不仅限于手机),华为Mate 20系列的这种凭借强大的本地AI运算实现的、基于图像中人类对象的局部保留色功能明显有质的飞跃。要知道,大多数局部去色或局部保留色功能,都是针对色彩进行保留,而非针对对象。同样,人像虚化也是借助AI实时对象分割能力实现的。

至于几种实时调色滤镜,其能力是AI在大量学习不同类型影视作品的色彩特性后得来。可以说,得到“艺术修为”的AI已经能够在“导演”的生涯上施展拳脚。


除了上述这些,华为Mate 20系列的AI电影模式还提供了2560?1080分辨率的录制能力以及21:9(2.35:1)的宽银幕比例,令作品更加靠近电影的感觉。配合AI HDR和徕卡镜头色彩,美轮美奂的动态影像轻松可得。


在后期制作中,Mate 20系列还有个叫做“AI主角故事集”的小功能。当用户指定好视频主角,手机会智能生成针对该人物的主角故事,并自动减掉多余的情节,一键定制出高品质个性视频作品。


作为普普通通的用户,也能借助这些强大的功能进行更上一层的视频拍摄,乃至进行某种程度的短片创作。毕竟,在脱离这种强大工具的情况下,专业影视制作的高门槛是普通用户绝对无法迈过的。


说完了用户易感知的方面,再来说说普通用户不太容易感知的部分:


四、镜头模组设计


首先要给出很大的肯定:在不打破常人对智能手机产品体型常规接受度的情况下,加入一枚不阉割核心功能、可用性极高、成像素质不俗的超广角摄像头,在工业设计上极有难度。对于今后的智能手机设计,如果要引入高性能超广角摄像头,华为Mate 20系列无疑就是最好的参考范本。


镜头模组的构成


华为Mate 20系列的矩阵多焦相机系统,坊间对其方形区域内的“四孔三摄”造型给出了“浴霸”的比喻。但事实上这一四点式的矩阵设计,其灵感源自超跑经典车灯,以极简的设计语言,打造出独具未来科技感的矩阵多焦相机系统。



华为Mate系列多年来都遵循同一个设计原则,就是必须尽可能确保每一个透视面在物理上都达到各个轴向的对称。从这个维度来看,Mate 20系列的相机模块造型在逻辑感和原则上都是极为正确的。再者说,这一模块的设计思路是源自保时捷跑车的四孔式前照灯,格调上和“浴霸”相比简直天差地别。

而细究另一种坊间说法——一方视界,虽然声势很小,但果然是能从中看出仁者见仁,智者见智,俗人见浴霸,雅人见超跑;至于文人、艺术家,则见观世之窗。


怎么理解“一方视界”?众所周知,华为每每推出旗舰级手机产品,在其相机模块的研发上都与徕卡有深度合作。华为手机拍照之所以强,很大程度要归功于徕卡相助。在实际的拍照性能之外,或者说在其之上,徕卡对于华为的影响也逐渐显现出来。作为百年来一手将35mm规格发扬光大的巨擎,徕卡及徕卡产品都是深入人心的,特别是其占据主导地位的35mm旁轴联动测距照相机系列,更如摄影界的宗教信仰一般存在于世。


对于喜爱摄影、热爱影像文化的人们,用徕卡旁轴相机去看世界,其过程仿佛有着魔力一般令人无比着迷。透过精致的方形观景窗,看着各种焦段的取景基线和对面的世界,转动镜头的对焦环,直到黄斑重叠,按下快门后,一切似乎都变得安静。


方形在摄影文化中是个很大的符号,它能让人有无限的联想,就像徕卡相机取景器那样。华为Mate 20系列这“一方视界”,大约可能也真的是由此而来罢。

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