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华为影像:追求做用户体验第一象限的王者

  随着移动影像技术的发展,手机打破了传统相机在摄影领域的“垄断”地位,已经成为日常生活中人们最常用的影像记录工具,让每个人都可以随心所欲地记录身边美好的事物。

  在移动影像技术领域,华为一直是先驱者与引领者,持续的研发投入,扎实的技术积累,推动着移动影像行业的发展与进步。让手机能拥有更好的拍摄质量,让消费者拥有更好的影像拍摄体验,这是华为影像一直努力的方向。基于用户对于手机拍摄的需求,华为以里程碑式的技术创新、极致卓越的拍摄体验、立足高端的影像文化为内核的华为影像,解决用户在手机摄影方面的需求,从而引导整个手机影像产业一起共同发展。

华为影像是面向未来的移动影像

  华为影像的概念其实在华为内部很早之前已经提出,只是在华为P50系列发布会上,华为第一次向用户展示这个概念,并在3月16日的发布会上重新诠释。

  华为影像对于移动影像领域,甚至整个拍照领域,都在思考一件关于未来的事情:到底未来影像该怎么做,未来拍照的体验该如何提升,未来会打造怎样的移动影像文化。思考之下,从HUAWEI P9系列的双摄系统,到HUAWEI P10系列的人像摄影,从HUAWEI P20系列的超级夜景模式,到HUAWEI P30系列的潜望式变焦架构,再到HUAWEI P40系列的全时段、全焦段超清影像,以及华为新影像计划 “Next-image”的命名,无不展示了华为对未来影像技术乃至未来影像文化的思考。

  在此之下,华为影像坚定围绕着技术创新、拍摄体验、影像文化三大支柱,实现对未来影像技术的突破。而在技术创新上,华为则聚焦在光学系统、成像技术和图像处理三个大方面上。

技术创新三大维度

  持续在技术创新上的投入,是华为影像坚定不移的战略。华为影像的是技术创新包括了光学系统、成像技术、图像处理三大维度,带来了光学技术、光电转换、传感器技术、图形图像以及动态视频处理、ISP、场景计算、意图计算、感知计算等技术,结合这些技术,为用户打造简单方便,一拍即得的拍摄体验。

  落地到产品上,就是华为在手机上应用的各种影像技术,比如华为P10系列首次内置深度ISP芯片,华为P30系列上首次应用的RYYB传感器、ToF摄像头首次应用,P30 Pro首次采用潜望式长焦镜头实现100倍变焦,P40系列专业且多层次的感光元件和镜头组合、XD Fusion图像引擎,P50系列的10 通道超光谱传感器、计算光学、超清图像引擎等等。下面我们就来分析一下基于光学系统、成像技术、图像处理三大维度,华为带来了什么技术?

  提及光学创新,最先要说的就是华为多摄像头系统。从单摄到双摄像再到多摄像头,以及超级影像单元,华为的光学技术不断演进,多摄像头系统的应用,让华为手机能利用多个摄像头进行图像处理,各大摄像头看似独立,但又可以互相协同工作,从而带来了区别于传统相机的工作方式。

  与此同时,华为也是最早提出自由曲面技术,并在行业里面最早去实现并且大规模商用的领先技术。自由曲面镜头可以实现对不同视场区域光线的单独控制,比如光的入射角度、光的强度、光的偏转,以及光程差等,在自由曲面镜头上都得到有效控制,从而有效抑制画面畸变,让用户使用超广角镜头能拍摄宏大场景。

  而且近年来旗舰手机已经开始将长焦淡化,而华为一直坚持在长焦摄像头方面的技术投入。华为采用潜望式长焦这种新形态的模组设计 / 机械结构,是在有限空间内通过去折叠光路,来变长整体的焦距。这其实是光学系统和整个机械结构的一个交叉学科。在这个领域里面华为也是做到了最前,并且一直在思考和改进它的可用性、应用性和整体稳定性。

  影像作为光影的艺术,如何运用光来呈现更优的图像?这正是华为影像在成像技术上的思考。

  当市面上大部分的手机CMOS都是采用RGGB排列,华为通过CFA 滤光片的改造,把传统RGB的三色变成RYYB的超感光传感器,从而让CMOS的进光量增加,提升成像质量。而在对焦能力方面,华为影像最先把像素层面的对焦能力(PD)做了一个提升,最早运用了八核对焦能力。

  同时华为P50 Pocket上更搭载了超光谱传感器,以及之前应用的多光谱传感器。超光谱是可见光以外的整体集合的统称。华为P50 Pocket上不仅含有超光谱传感器,还含有多光谱传感器,通过这些传感器,让手机能记录可见光以外的信息,在华为P50 Pocket上实现了人像质感的提升,可以拍摄超光谱的影像,结合微距能力,推出检测紫外线的功能,帮助用户防晒等等。这只是超光谱领域的一些基础应用,而未来随着超光谱领域的发展,将会带来更多的新功能,不仅是针对影像质量方面,还可能带来一些意想不到的新功能,让超光谱的能力提高到一个新的高度。

  由此可见,今日的移动影像技术已经不局限于手机拍摄,它已经具有更广阔的应用场景。比如:智慧出行场景中的ADAS(高级驾驶辅助系统)、行车记录、驾驶员识别、疲劳驾驶提醒;智能家居场景中智能门锁搭载的智能猫眼;智慧办公场景中的视频会议系统的优化;影音娱乐场景中视频通话的优化以及运动健康场景中的居家健身乃至于医疗领域的探索。

  硬件之上,华为影像更深耕软件技术,配合硬件能力的飞跃,为用户带来一拍即得的拍摄体验。2017年,搭载全球首款AI芯片麒麟970的Mate10系列首次推出AI摄影,此后AI摄影成为国内外同行纷纷跟进的移动影像标配。华为利用AI的能力,如计算机视觉中的卷积。包括识别能力,语义分析能力,还有实时的大数据的自动生成的能力,来对拍照领域做加持。

  而就在华为P40系列,华为将XD Fusion图像引擎正式引入计算摄影概念,P50系列又进一步升级为XD Fusion Pro。XD Fusion Pro利用计算摄影的能力来做实时的多帧处理,来提升各种摄影指标的表现,包括动态范围,亮度,色彩信息,还有清晰度,都可以通过计算摄影能力来做图像处理。

  同时对于视频的处理,华为采用上了实时HDR融合,包括不限于每秒都会去处理若干帧的DOL多帧融合处理方式,来扩展图像动态范围。

  这些技术创新构建起了未来计算摄影的产业技术规范,形成了独一无二的移动摄影技术体系,成为了影像行业发展的里程碑。

软硬件协同做第一象限的王者

  目前移动影像出现了两大矛盾点,第一,世界上没有一个完美的光学系统,如果通过物理的方式,不管是结构的设计,改变镜片的材质,还是做多镜片的排列组合等等,都无法以物理的方式形成一个完美系统。第二,手机影像存在手机有限空间与图像质量之间的矛盾。

  因此移动影像在光学系统的设计上面临着瓶颈,没办法通过做大光圈、改变材质,在单镜片上做新的创新(比如让很长的焦距躺平,折叠光线的形态)等等来实现光学的演进。因此需要在这些创新之外寻找可能性。这就是华为提出软硬协同设计理念的背景。

  技术创新不仅是硬件上的技术创新,实现软硬件的协同,才能让影像技术得到进一步的发展。华为P50系列蕴藏着华为在软硬件或者说拍照系统协同创新的战略布局。华为影像坚持用软件跟硬件两条腿走路,从以单硬件为发展核心,转变为了软硬件同步协同创新的战略布局。

  很早之前,软件领域、在图像处理领域一步一个脚印地前进、布局。从传统的ISP的角度,YUV域的传统算法,到华为最早提出的RAW域的图像处理的算法,进而利用AI的能力到计算摄影XD Fusion的架构的提出,以及计算光学的提出,这都是华为在软件的架构上做的一步又一步的提升。

  如果将移动摄影看作为横轴是图像质量,纵轴是空间尺寸的直角坐标系,那么,右上角的第一象限就是既兼顾空间尺寸,又兼顾图像质量。华为要做的是第一象限的王者,因为消费者希望同时能有更好的图像质量和可控的空间尺寸。所以华为一直在追求做第一象限的王者。华为会在软硬协同的设计理念之下,通过持续创新,给大家带来更多的惊喜。

总结

  华为影像是基于用户对于手机摄影需求进行持续的技术创新,为用户带来极致的拍摄体验,同时通过构建高端品牌的文化内涵,持续在各个领域进行推广,鼓励更多人用手机投身影像创作,为用户打造下一代影像文化的氛围感。未来,华为将会不断将新的影像技术应用到手机上,华为也持续贡献前端科技,为移动影像技术发展贡献力量。华为未来会沿着这个方向持续的演进,形成华为自己的独有的风格,引领移动影像技术的发展。

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