屡次突破拍照极限，华为P40带来手机摄影更多想象
最后更新：2020-04-14 11:29:01 手机定位技术交流文章
“高端”不是材料堆积，而是领先的技术和创新。”于成东在华为P40系列发布后接受采访时说。
这一次，华为P40系列似乎有理由再次突破形象限制。无论是1/1.28英寸的外底还是10倍的光学变焦，它都在硬件方面创下了新的记录，预计不会在很长一段时间内被超越。可以说，从P20开始，P系列手机照片已经达到了街头倾销行业的水平。这个超级形象的力量是如何炼成的，在俞成东的嘴里“不只是堆材料”是什么意思？通过对华为的深度采访，我试图用自己的理解向每个人透露这个秘密。
硬件突破是基础
手机行业起初是一个硬件行业。没有硬件上的突破，就没有性能上的突破，尤其是在摄影领域。例如，从P20时代流行的说法“底部比顶部大，杀死人”，据说这种感觉可以减少十倍。面对绝对的硬件优势，软件的努力基本上是徒劳的。
这一次，华为P40系列将芯片尺寸升级到1/1.28英寸，可以说是行业第一，在硬电源方面又领先了一点。这里值得一提的是，华为的主要相机选择是5000万像素，而排名第二的产品像素是1亿像素，底部大，像素少。像素尺寸带来的优势非常明显，普通消费者可能很少理解。事实上，单反相机的底部比手机的大得多，而1/1.28英寸的CMOS尺寸已经接近1英寸，达到了普通纸牌玩家的水平。然而，单反相机的像素大多在5000万左右，只是为了更好的图像细节。
硬件方面的另一个特别大的突破是10倍光学变焦的超精密“多反射远摄设计”。长焦相机本身是手机摄影的一项重要技术突破。华为能够将这种亮度提高到10倍，可以说是对该行业的一次冲击。
因为要克服的关键问题之一是光路，也就是说，变焦越大，光传播的路径就越长。这是物理要求，不能用其他方法代替。然而，华为采用了全新的多反射远摄远摄设计，通过光路折叠实现五反射光路。光路比上一代远摄远摄高178%，但模块体积增加不多。因此，华为突破了手机光学变焦的限制，完成了1厘米厚的肉眼看不见的光学奇迹。
这种通过折射增加光程的原理在高中物理中估计是可以理解的，但是很难实现，因为多重折射会带来很多挑战，包括聚焦、失真等。该模块的光学要求是50-70纳米，即1/2000的毛丝直径。通过华为的研发努力，已经实现了最高30纳米的能力，并且芯片的制造工艺只有微米级。
另一个巨大的困难在于聚焦电机。毕竟，这种电机驱动多个具有多个反射面的反射镜移动，而不影响光路的反射。它必须在镜子后面非常有限的空范围内实现高精度移动。最终设计团队已经过多次验证，采用全新的承载方式，具有极强的磁力和精密的杠杆结构，在前端微妙地平衡反射器负载。这些研究和实施对整个行业来说都不是人的领域，这也使得华为在该领域的技术突破上领先了更多的时间。
计算摄影是最终的方向
硬件进步是领导力的基础，但计算摄影是最终方向。在一次独家采访中，俞成东还表示，相机不应该使用太多。使用太多相机后，手机尺寸空会占用太多空间。不可能盲目地增加数量，而是要增加每个单元的算法和质量。这可能也显示了手机未来成功的方向，最终将取决于计算摄影。
例如，除了徕卡参与P40系列相机模块的培训，这次还集成了XD富森发动机图像加速引擎。根据华为的介绍，x表示极限，d表示定义定义，融合表示融合，字面意思是超清晰图像引擎，在行业中通常被称为计算摄影，目前只有谷歌和苹果在行业中谈论此事。这一次，选择公开这个引擎主要是为了传递一个信号，即华为P40系列硬件非常强大，也可以传输到外界，而软件和算法实际上非常强大。让消费者和行业对华为成像系统的标准有更清晰的了解。
XD Fuison引擎图像加速引擎从三个角度切入图像处理，首先是硬件输入。多摄像头并不是用来制造噱头的，但是不同的摄像头应该扮演不同的角色，通过不同摄像头的融合可以达到更好的图像采集效果。第二是识别，即分析拍摄对象是什么，以便自动调整相应的拍摄参数。第三是神经网络处理，通过不断的学习甚至猜测，最终形成消费者满意的形象。
围绕这三点，华为在研发方面做出了巨大努力。例如，在最重要的图像采集部分，除了大的基底和超长的焦距，它还引入了一个具有8个颜色通道的色温传感器，与人工智能AWB算法一起，将色彩平衡提高到一个全新的水平。然而，华为一直坚持RYYB的灯光入口方案，为华为的黑夜场景环境拍摄增加了强有力的灯光支持。随着算法的不断优化，颜色的准确性也得到了很大的提高。
麒麟芯片上的专用NPU为人工智能计算提供了强大的计算能力支持。这一次，华为P40系列因其消除玻璃反射、消除意外进入照片的人等功能受到用户的称赞，体现了人工智能强大的计算能力。工程师们还特别强调了华为P40系列的防抖功能。一方面，防抖问题由焦平面硬件解决。另一方面，算法得到了很大的改进。这就是为什么华为手机可以成为优秀防抖的核心。
一般来说，由于尺寸的限制，手机摄影的硬件发展可能会慢慢达到极限，但计算摄影的发展仍然是无止境的。这是一条更加艰难的道路，需要更多的探索和积累。
硬件可以超越，但系统不能
事实上，在我们阅读了整个P40成像系统的介绍之后，你会发现为什么华为P系列能够以独特的方式引领行业，并且在今天手机同质化的激烈竞争中难以被超越。我认为结论是硬件可以超越，但系统不能超越。事实上，许多业内人士也向华为发起挑战，要求其拍照，并一度提供更大更高的像素模块，希望凭借硬件优势超越华为。然而，从拍摄效果来看，就连华为两年前发布的IMX600也没有被超越。现在P40系列再次采用了IMX700，从而扩大了差距。从上面的介绍中，我们可以看到，P系列是CMOS中最大的，变焦模块和P系列中最强的，这些都是技术独有的硬优势。
在RYYB的培训中，华为是独一无二的，其他制造商不敢涉足这一领域，因为它面临的算法挑战太高。为了确保颜色标准，华为还使用了一个带8个颜色通道的色温传感器。为了保证视频的防抖，华为专门设计了一个聚焦平面。
在中央处理器上，麒麟拥有在人工智能计算方面遥遥领先的“达芬奇”，徕卡认证被用作确保图像质量和颜色匹配的标准。可以说，华为P系列最强大的不是镜头或大底座，而是一套完整的成像系统。
在硬件方面，竞争对手可以做出更高的配置，但在系统背后的合作、算法和人工智能方面，可能很难超越。这不仅是巨大投资的回报，也是优秀工程师的贡献。
华为P40系列的上市让很多业内人士说，这是买一台相机送一部手机。事实上，我们已经重新定义了摄影领域。我们手里真的可以有一台相机。我们拥有世界上的一切。我们不在乎拍什么样的场景和照片。两天前，即使摄影师拍了一张月亮的照片，他还是在0+站拍了一笔。从另一个角度来看，移动电话在电话通信中的作用实际上正在减弱。拍照、网络服务和设备间互动娱乐等功能已经成为手机更重要的功能。在这些方面，华为拥有非常深厚的技术支持，在5G领域处于世界领先地位。因此，华为的手机正在悬崖边上并非没有道理。这不仅是摄影的成功，也是从核心到终端到云端的胜利。
华为P40系列手机的诞生，事实上进一步推动了华为手机摄影的发展，提升了行业水平，将手机摄影推向了一个全新的高度。几年前，华为发起了一场新的手机摄影视频竞赛。去年，华为发起了一场手机摄影电影竞赛。华为的手机越来越有影响力，也促使越来越多的人进入这个领域，分享和记录他们的美好生活。我认为这可能是最有科技价值的地方，也是华为手机更受用户欢迎的地方。
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