不管相机厂商如何强调单反相机强大的拍摄性能,亦或是微单相机又如何在画质与便携两方面寻求平衡,都无法规避一个重要的事实,那就是智能手机已经成为普通人最重要的拍摄工具。在那些游客如炬的景点中,我们看到最多的往往并不是举着重型单反的摄影师,而是轻松拿着智能手机咔嚓一张的普通人,我们手中的这个小玩意儿为我们留下一张张人生的回忆。
不过受限于CMOS尺寸和手机镜头的限制,智能手机的成像画质注定无法与厚重的“长枪短炮”相媲美,然而得益于软硬件的不断升级,在智能手机一亩方寸的体积内却实现了诸多新奇实用的新玩法,而它们的秘密,都藏在高通骁龙移动平台中。
如果将一张曝光合适,对角准确的照片比作一道精美的菜肴,那么我们熟悉的镜头和传感器就像是料理中使用的锅碗瓢盆,但众所周知,真正决定一道菜口味的并不仅限于厨具,如果没有掌勺大厨精湛的功夫,再优秀的食材都无法发挥作用,而 ISP就像是个经验丰富的大厨,能够将各类原料绘制的美味可口。
在CMOS完成一张照片的图象信号采集后,ISP会将它们进行锐化、降噪、色彩优化等处理,免去了用户后期手动操作的麻烦,因此ISP算法的优劣可以说直接影响了成像品质。深谙这一点的OEM厂商早早就重视起了ISP的地位,比如锤子在T1时代就不远千里的在日本寻求富士通独立ISP的优化。但目前在智能手机中,运用最广泛的,还是高通骁龙移动平台的集成ISP方案。
在高通骁龙835移动平台中就内置有Spectra 180 ISP,这是目前性能表现最为优异的ISP方案,除了依旧配备14位双ISP结构,还支持驱动最高3200万像素单摄像头以及1600万像素双摄像头,原生提供增强HDR功能,巨大的信息吞吐量保证了高像素照片以及多帧合成技术能在按下快门的瞬间完成。而这些黑科技,确保了手机厂商能够充分释放CMOS的威力。
双摄逐步成为中高端智能手机的标配,而高通也推出了基于Spectra ISP的Clear Sight双摄技术。我们都知道,照片是光的艺术,感光元件将光信号向电信号的转变促成了数码相机的成像,理论来说越多的光信号能够带来更好的夜间成像表现和画面细节,因此如何在智能手机有限的空间里增加感光度就成了各大难题,诺基亚的做法是通过增加感光元件的面积来提升感光度,不过这仍然会受到智能手机体积的限制,毕竟没有多少人真的能接受Lumia 1020背后硕大的奥利奥设计。
一直以来,高通都在尝试通过多帧合成的方法以软件来补足手机摄像头在硬件上的天生不足,而Clear Sight正是一种利用黑白彩色双摄像头合成提升画质的方案。众所周知,缺乏拜尔滤镜的全透光感光元件虽然只能拍摄黑白照片,但却能因此获得比传统RGB感光元件更高的感光度,在宽容度、弱光环境的表现会更为出彩。Clear Sight方案则是采用这颗全透光感光元件进行画面细节的捕捉,以获取更高的感光度来获得更好的高感和细节表现,再用一侧的RGB传感器来负责色彩的填充,从而提升画质。
事实上不仅仅是Clear Sight,高通骁龙835移动平台也吃下了所有的双摄算法,Spectra 180 ISP同样支持长焦+广角以及黑白+彩色方案,而长焦+广角也是目前主流的双摄方案之一,通过两颗不通焦距的镜头捕捉同一画面,ISP再通过裁剪、合成冗余信息等方式获得一张放大倍率更高的照片,以此实现类似平滑变焦或无损变焦的功能。
可以说,高通骁龙835移动平台不仅提供给消费者更为可靠的成像表现,更带给OEM厂商更多选择的空间。
在日常拍摄中,能否抓拍到一瞬间的惊喜画面,除了需要我们随机应变的反应力,也取决于设备本身的对焦性能,高通骁龙820中,Hexagon已经作为协同方参与到对焦中来,而高通骁龙835移动平台则更进一步,依靠Hexagon以及Spectra ISP,带来了更为可靠的混合自动对焦架构。
看到这里也许有用户要问了,对焦性能的优劣不应该与CMOS或是镜头本身的对焦马达有关吗?为何负责音视频解码运算的Hexagon DSP会参与到其中呢?事实上,这与Hexagon DSP中的低功率岛有关,它负责了手机中所有传感器的启用,通过手机摄像头的进光量或是光线传感器,Hexagon DSP能够告知ISP启用何种对焦模式。而这一解决方案,在骁龙820/821时代,已经在一加手机3/3T身上得到了很好的运用。
要知道,在高通骁龙835移动平台中,Hexagon DSP与Spectra ISP依旧共享L2缓存,因此DSP的数据不必再通过CPU,可以直接传输到ISP,避免了DRAM的占用,因此整个过程更快,并且能够明显的降低功耗。
高通骁龙835平台全面支持反差对焦、相位对焦以及激光对焦,根据光线的不同,芯片会自动在多种对焦模式中切换。同时值得一提的是,Spectra ISP同时还添加了对于2PD对焦的支持,所谓2PD对焦完全可以看作是相位对焦点演进版本,它虽然仍旧是采用传统相位检测像素识别的方法来进行对焦,但在感光元件中不再配置独立的相位检测像素,而是每一个像素都负责对焦检测(以往仅为全像素的5%左右),以此来换取更高的对焦准确度。
早在高通骁龙801时期,多帧合成就已经是高通骁龙Spectra ISP的常驻嘉宾。事实上,如今的智能手机想要获得更高的画质,就必须要在有限的体积上增大传感器尺寸,这也意味着往往机身体积需要进行妥协,这对于有着小型化要求的随身设备来说是不可原谅的,而另一些厂商,比如一加或是vivo,就另辟蹊径的采用多帧合成的算法来通过多张照片合成的办法来提高画质,实际例证告诉我们这也是一个行之有效的办法,而这其中,ISP芯片和物体识别算法就成为了多帧合成的决定性关键,因为它能够确保手机在同时拍摄多张照片时能够更准确的进行物体的合成。
因此,许多成像环节都需要多帧合成的帮助,以此为基础,多帧合成还能为手机提供更出色的夜拍表现,特别是在某些需要使用慢速快门的环境,即便用户在拍摄中手部出现了轻微的晃动,但是聪明的ISP仍然知道所有图片中物体的正确位置,并能够轻松将这些物体对齐合成,所以多帧拍摄不仅能够大幅度的提升画面纯净度,甚至能够提高出片的成功率。
同时,在高通骁龙835移动平台中还添加了EIS3.0视频稳像技术,它同样会运用到Hexagon DSP对于传感器的数据采集,以及感光元件中对于多帧合成技术,以确保视频的稳定。而这同样受惠于Adreno 540 GPU对于图像渲染的强大性能表现。
对于用户来说,按下快门的一瞬间就能获得一张清晰明亮的照片,但在这背后却有着ISP、DSP、GPU、传感器的协同作用,越发简单的操作体验往往蕴含着复杂的技术支持,无疑高通骁龙835移动平台已经对此提供了有力保障。
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一句话,通过高通的算法实现硬件所能达到的效果,是这个意思不