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计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

程序员文章站 2022-04-18 08:34:35
“前进的道路没有终点,这一次我们在影像领域再次超越自己。”或许是等了太久,当余承东宣布华为p50系列定档,并将发布一项业界首创的全新移动影像技术时,让人为之一振。因为大家都知道...

“前进的道路没有终点,这一次我们在影像领域再次超越自己。”

或许是等了太久,当余承东宣布华为p50系列定档,并将发布一项业界首创的全新移动影像技术时,让人为之一振。

因为大家都知道,无论困难再多,华为p50系列一定会跟大家见面。这背后是华为对提升大众影像创作力、突破移动影像边界的决心与努力,也是其对理想的坚守,对使命的担当。

发布会之前,大家都好奇,在p40系列实现超感知徕卡五摄,带来全焦段、全时段、全方位的进步之后,华为p50系列还能在影像上做出什么文章?

事实上,华为做到了,p50系列果然没有让大家失望。

7月29日晚,华为p50系列正式全球发布。和历代所有p系列一样,这一代的p50系列聚焦摄影本质,针对色彩、画质两大维度继续突破,这一次,华为带来了两项全新科技,业界首创突破光学镜头桎梏的“计算光学”,以及模拟人眼感知色彩,所见即所得的“原色引擎”,实现了前所未有的影像实力。

计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

突破光学镜头物理桎梏 华为p50系列首创计算光学

计算光学(xd optics)是p50系列的一大突破,这也是手机摄影领域第一次提出,堪称移动影像画质改良和行业革新的一个新引爆点。

过去几年,大家会发现,为了获得更好的拍照效果,大家都会增加镜头数量,采用更大的镜头以及更大尺寸的cmos,主打拍照的手机都愈发厚重,难言手感。

虽然业界有“底大一级压死人”的说法,但当手机镜头和cmos堆砌到一定程度时候,摄像头模组的物理特性(包括光学设计与传感器设计)遭遇边际效应递减。从没有哪个厂家设计出来一款又小又轻量的好镜头,好的镜头一定是又大、又重、又笨,这是物理特性所致,除非出现突破性的新技术,否则难以改变。

于是,华为换了一个思路。虽然物理镜头的限制和光学衰减短时间内难以改变,但影像在算法、图像和软件上进步的空间却很大,同时结合消费者对于手机尺寸、重量、材质、美观等要求,华为推出了计算光学,再一次实现了光学领域的技术突破。

从本质上来说,任何光学镜头都有缺陷,会产生包括彗差、球差、象散等问题。但只要光路可逆,就能知道某个指定波长的光线经过这样的镜头、经过这样的方程式之后,进去是什么光线、出来什么光线,就有办法弥补光学系统本身的一些耗散,这就带来计算光学的想象空间。

计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

简单来说,华为p50系列推出的计算光学就是用来解决上述问题,其原理是,得知模组镜头光学的特性后,通过算法来提前预测光路导致的像差损失,再通过后期算法还原成理想的镜头成像效果。这样一来,既解决了传统光学镜头的物理限制,又实现了手机尺寸与成像质量的完美平衡

据悉,p50系列首创了业界“全局式”图像信息复原系统,以p50 pro的潜望镜模组为例,在图像进入光学器件的过程中会损失50%的图像信息,此前智能通过“半段式”后期图像处理技术来最多只能做到60%图像原始信息的恢复,有了计算摄影之后,可以提升到81%,进步立竿见影。在不占用过多手机空间的情况下,就能获得高性能镜头模组带来的成像质量。

也就是说,通过计算光学等技术的加持,可以让华为p50系列使用更薄的模组、更薄的镜头达到比以往更强的性能。比如,清晰度、色彩、连拍的体验、稳度,p50 pro都超过p40 pro+,而且更加轻薄了。

值得一提的是,计算光学并非一套孤立的软件算法,需要模组和镜头设计的配合,它和镜头、传感器、机械结构一样成为成像系统的一部分

计算光学从真实拍摄场景出发,首先建立了从光学镜头到传感器链路的数学模型,测算标定了一系列器件的物理参数,真实刻画了拍摄的刹那间每个视场角和每个波长的光线被镜头汇聚,再被传感器感应转换成电信号全过程。

所以,以往的产品很难做出靠软件升级来达到最佳的效果,目前只能在华为p50系列上实现。

再不怕拍不准口红色号:原色引擎所见即所得 模拟人眼感知色彩

以往手机摄影的一大难点就是色彩还原,照片里色彩总是和人眼看到的有差别,很难做到“所见即所得”。为了解决这一问题,华为p50系列带来了原色引擎技术,最大程度上模拟人眼感知彩色。

计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

软件上,华为独家自研“电子视网膜”色彩架构及人眼级视觉色貌映射,结合高精度色彩光谱信息进行标准色空间转换,传感器能像人眼一样去反应光,感应光的颜色,实现自然色彩真实还原。

无论是前后置镜头拍照还是拍视频,都能达到如一效果。软硬件无缝协同搭配全色域2000+种色彩自动调校,p3色域超广色彩覆盖并精准对应大自然色彩调校,更加真实地记录你眼中所看到的世界。

计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

据了解,华为p50系列通过模拟人眼感知色彩的流程来实现更加精准的色彩还原,首先是“眼睛”看到,二是“大脑”处理。在模拟“眼睛”看到的环节,华为p50系列基于图像传感器和多光谱传感器,获得环境信息后,把rgb转为ciexyz;“大脑”处理环节,华为p50系列加入了色适应模型,使手机拍到的图像色彩与当时所见的环境色彩一致,目标是达到和大多数人看到的结果一样。

不仅如此,这一次华为p50系列采用了10通道的色温传感器,环境光谱的提升率比以前提升50%,再加上色适应模型,成为目前色彩还原最准确的手机。

这也就意味着,以往手机难以拍准的口红色号,华为p50系列都可以完全还原出来。据透露,华为研发人员,今年光口红就买了2000多支。

镜头在精不在多:原色双影像单元 告别摄影头单兵作战时代

如今摄像头已经做到了五摄,未来会做六摄、七摄、八摄吗?

在华为看来,对于认真做手机摄影的厂家来说,追求的不是摄像头的数量,而是摄像头协同工作的能力。三摄和四摄,绝对不是单一摄像头的叠加,而是要想办法让每个摄像头协同工作到一起来发挥它最好的效果、最佳的协同的价值。

计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

这一次,华为p50系列带来了原色双影像单元,即级主摄单元及超级变焦单元,强调的是多摄协同工作的能力。原色双影像单元让华为p50系列跳出堆砌单个参数的“围城”,系统性的整合了多颗摄像头实力、数字图像处理能力、多光谱色温传感器、超清图像引擎和先进的算法,释放出强大的影像能力,体验远超单摄。

据悉,华为p50两颗原色摄像头(色彩+黑白)和多光谱色温传感器构成超级主摄单元,结合超清图像引擎创新智能融合,实现进光量和清晰度提升,画质更精细。

此外,超级变焦单元主要来自华为p50搭载的6400万潜望式长焦镜头,最高实现200倍(x0.5-x100)超大变焦范围,具备全新一代ais pro长焦防抖能力,更有全新ois加持,防抖能力实现质的飞跃。

再攀手机影像珠穆朗玛峰 华为p50系列重新改写手机摄影规则

纵观p系列的发展历史,每一步都体现了华为的独特思考,更是华为不断挑战技术高峰、打破影像边界,坚持“以客户需求为导向”技术创新最真实的写照。

2016年,全球首款配置徕卡镜头的双摄手机p9,奠定p系列影像旗舰的基础,开启多摄时代;后续p20系列超级夜景打破光线限制,p20 pro更是带来了“夜视仪”般的强悍夜间拍摄能力。p30则更进一步,50倍变焦打破距离限制加入了tof镜头,实现了逆天的5倍光学变焦、10倍混合变焦、50倍数字变焦能力,得“望远镜”之名。紧接着p40系列全新定义了手机影像“变焦”,融合科技与美学,更是带来了全焦段、全时段、全方位的进步,既是影像巅峰也是移动影像标杆之作。

在飞速进步的背后,是华为连续投入的巨大研发精力和实力。公开资料显示,2018年,华为全球申请专利超过5800项,全球第一,研发总投入连续两年保持在全球top 5的水平。

以ryyb像素感光技术为例,前后一年的研发时间,从项目规划到最终落地使用在华为p30系列上,成本投入巨大。包括四摄像头的设计,潜望式镜头模组的研发等,无一不是巨大研发成本的背后支持。

计算光学、原色引擎两大新科技加持!华为P50系列再攀手机影像珠穆朗玛峰

如今,华为p50系列以计算光学(xd optics)和原色引擎两大移动影像科技,超越物理限制,呈现超高清画质和真实色彩。原色双影像单元,突破单个参数堆砌的桎梏,多摄系统协同,告别单摄镜头单兵作战时代;同时,华为p50系列在疾速闪拍、变焦等方面带来拍摄体验的大幅提升,再一次登上手机影像珠穆朗玛峰。

正如p系列的历代前辈一样,华为p50系列实现了再一次改写手机摄像规则的历史使命。可以预见的是,未来华为将继续引领并见证手机摄影技术的飞速发展。

而p50系列,必将成为引领移动影像走向新时代的里程碑式作品。

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