Cloud　薛山

近年來(lái)，全球照相機(jī)市場(chǎng)急劇萎縮，加之新冠肺炎疫情反復(fù)，不少傳統(tǒng)影像品牌選擇了轉(zhuǎn)產(chǎn)、停產(chǎn)甚至變賣身家：今年1月12日，成立已有32年之久的佳能珠海有限公司宣布停產(chǎn)關(guān)門。無(wú)獨(dú)有偶，尼康也早在2017年關(guān)停了位于中國(guó)江蘇的生產(chǎn)基地，2021年還關(guān)停了日本本土的所有相機(jī)生產(chǎn)線，將業(yè)務(wù)整體遷至泰國(guó)。奧林巴斯則于去年將相機(jī)業(yè)務(wù)連同錄音業(yè)務(wù)打包出售給了私募股權(quán)公司Japan Industrial Partners，搖身一變成為一家醫(yī)療技術(shù)公司，同為M4/3陣營(yíng)的松下也把數(shù)碼相機(jī)業(yè)務(wù)剝離出了主體公司……

根據(jù)佳能珠海公布的環(huán)境報(bào)告書(shū)顯示，2012年至2020年九年間，數(shù)碼照相機(jī)的產(chǎn)能從1093萬(wàn)臺(tái)降至102.9萬(wàn)臺(tái)，鏡片從3643萬(wàn)片降至1229萬(wàn)片，數(shù)碼攝影機(jī)從57萬(wàn)臺(tái)降至9.4萬(wàn)臺(tái)……而這一降幅曲線的時(shí)間線，恰好又與智能手機(jī)的興起重疊在一起，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2016年，全球智能手機(jī)出貨量達(dá)到歷史峰值的14.73億臺(tái)，近年來(lái)雖然整體市場(chǎng)趨近飽和，但2021年全球智能手機(jī)出貨量仍為13.5億臺(tái)，與傳統(tǒng)相機(jī)數(shù)百萬(wàn)的體量完全不是一個(gè)級(jí)別。

從3G到5G，伴隨微博、微信、抖音、Bilibili等社交媒體的普及化，社交的需求讓人們迫切需要一臺(tái)隨時(shí)都可以拍照錄像并分享的攝影手機(jī)，這是推動(dòng)手機(jī)攝影進(jìn)化的根本。而令人驚訝的是，在攝影術(shù)180多年的歷史中，第一款攝影手機(jī)竟然發(fā)布于看起來(lái)不那么遙遠(yuǎn)的2000年，屬于純純的“00后”，而且手機(jī)攝影真正站上舞臺(tái)中央甚至還不到10年。那么，手機(jī)攝影在這么短的時(shí)間內(nèi)是如何做到“烏鴉變鸞鳳”的呢？

2010年之前的手機(jī)攝影處于緩慢野蠻生長(zhǎng)的階段，首先是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)的軟硬件性能都還相對(duì)羸弱，系統(tǒng)上仍處于功能機(jī)與智能機(jī)交替的時(shí)代，所以這個(gè)階段的手機(jī)攝影更多只是起到錦上添花的作用，大多數(shù)人出門旅行拍照依然會(huì)使用傳統(tǒng)的便攜式數(shù)碼相機(jī)。2009年的iPhone 3GS剛剛開(kāi)始支持視頻錄制功能，而且靜態(tài)照片也不過(guò)320萬(wàn)像素，彼時(shí)的社交還處于網(wǎng)頁(yè)階段，大家喜歡在人人網(wǎng)、開(kāi)心網(wǎng)、QQ空間偷菜搶車位，即便是發(fā)照片也都是用傳統(tǒng)相機(jī)拍攝，所以幾乎所有用戶對(duì)手機(jī)攝影的認(rèn)知都很局限，也并不是什么剛需。

史上第一款內(nèi)置攝像頭的手機(jī)看上去雖然很復(fù)古，但其實(shí)它誕生于并不遙遠(yuǎn)的2000年

2000年9月，夏普聯(lián)合日本移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商J-PHONE發(fā)布了首款內(nèi)置了11萬(wàn)像素CCD攝像頭的夏普J(rèn)-SH04手機(jī)，但是它并沒(méi)有受到很大關(guān)注，而且在中國(guó)大陸市場(chǎng)也幾乎不見(jiàn)其身影。而之后的幾年，市場(chǎng)對(duì)于手機(jī)拍照功能的熱情卻大大覺(jué)醒了，此功能很快成為了手機(jī)的賣點(diǎn)。諾基亞7650、索尼愛(ài)立信T68i等產(chǎn)品涌現(xiàn)，其中帶有30萬(wàn)像素?cái)z像頭的諾基亞7650相信是很多“70后”“80后”的第一款拍照手機(jī)。

時(shí)間來(lái)到2006年，大量汲取卡片相機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的三星B600以1000萬(wàn)像素CCD攝像頭和顛覆傳統(tǒng)的外觀降臨，作為第一款采用自動(dòng)對(duì)焦功能的手機(jī)，它還擁有三倍光學(xué)變焦和五倍數(shù)字變焦功能，它的出現(xiàn)意味著手機(jī)首次擁有了與相機(jī)“相提并論”的地位。但站在上帝視角的我們，也見(jiàn)證了手機(jī)借鑒相機(jī)設(shè)計(jì)思路的失敗，小型化才是整個(gè)市場(chǎng)的大需求方向。

總的來(lái)說(shuō)，拍照手機(jī)發(fā)展初期其實(shí)是與整個(gè)手機(jī)行業(yè)的進(jìn)化同步的，不僅僅是攝像頭，其他部分如屏幕、處理器都在不斷進(jìn)化。當(dāng)然，手機(jī)類型還以功能機(jī)為主，即使勉強(qiáng)可以稱為“智能手機(jī)”的諾基亞塞班機(jī)型也沒(méi)有太多的拍照應(yīng)用，拍照手機(jī)的第二次革命顯然是隨著iPhone、安卓手機(jī)的進(jìn)化而展開(kāi)的。

正因如此，2007年可以說(shuō)是現(xiàn)代手機(jī)攝影的“元年”，因?yàn)榫驮谶@一年，初代iPhone誕生了，雖然只有200萬(wàn)像素，但其顛覆性在于它從硬件到軟件生態(tài)的執(zhí)行力，我們現(xiàn)在用的大多攝影攝像APP在iOS上都有最佳的性能表現(xiàn)，iPhone的出現(xiàn)對(duì)于整個(gè)攝影領(lǐng)域而言都具有里程碑的意義。

功能機(jī)時(shí)代的手機(jī)攝影更多是直接“縫合”卡片機(jī)的產(chǎn)物

搭載前后攝像頭的iPhone 4是手機(jī)攝影開(kāi)啟爆發(fā)之路的起點(diǎn)

縱有4100萬(wàn)像素?cái)z像頭，諾基亞808 PureView的失敗告訴了全世界手機(jī)系統(tǒng)的重要性

第一代iPhone和安卓手機(jī)發(fā)布時(shí)，其實(shí)并沒(méi)有將拍照作為賣點(diǎn)，比如首款iPhone僅內(nèi)置200萬(wàn)像素的非自動(dòng)對(duì)焦攝像頭，拍攝效果十分平庸。在2010年之前，仍采用塞班系統(tǒng)的諾基亞仍然占有很大優(yōu)勢(shì)。而扭轉(zhuǎn)這一局面的重大事件就是蘋果在2010年推出的iPhone 4，這款擁有FaceTime+480P前置攝像頭和500萬(wàn)像素后置攝像頭的智能手機(jī)拋棄了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，利用iSight傳感器和算法實(shí)現(xiàn)了驚人的拍攝效果，同時(shí)得益于iOS平臺(tái)應(yīng)用的井噴式增長(zhǎng)，大量拍攝、分享應(yīng)用迸發(fā)，讓用戶養(yǎng)成了隨拍隨發(fā)的使用習(xí)慣。

iPhone 4在攝像頭方面的大幅躍進(jìn)同時(shí)也促使了安卓開(kāi)始演化，經(jīng)典代表就是三星Galaxy S系列，首款Galaxy S也搭載了480P前置攝像頭和500萬(wàn)像素后置攝像頭，其中后置攝像頭還支持自動(dòng)對(duì)焦、面部識(shí)別和防抖功能，同時(shí)支持全景掃描拍攝，這些在當(dāng)下來(lái)看都仍是核心的技術(shù)也正是在那個(gè)時(shí)代開(kāi)始沉淀的。

這個(gè)時(shí)期也處于功能機(jī)走到末路的階段，因?yàn)橥诘闹Z基亞也推出了擁有1200萬(wàn)像素的N8，但是由于塞班系統(tǒng)的嚴(yán)重滯后，使得它無(wú)法獲得用戶的肯定，進(jìn)而影響到了2012年發(fā)布的搭載4100萬(wàn)像素的諾基亞808 PureView。由此可見(jiàn)，軟件系統(tǒng)平臺(tái)的使用體驗(yàn)和應(yīng)用豐富度已經(jīng)開(kāi)始站到了舞臺(tái)中央，成為與硬件規(guī)格平起平坐甚至更重要的部分。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，從500萬(wàn)像素的iPhone 4開(kāi)始，手機(jī)攝影在蘋果的帶領(lǐng)下開(kāi)始進(jìn)入軟硬件高速發(fā)展階段，也就是在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的微博、微信，海外的推特、臉書(shū)等個(gè)人社交媒體開(kāi)始普及，讓拍照成為了社交的剛需，手機(jī)攝影也正式成為手機(jī)設(shè)計(jì)的核心點(diǎn)。

也是從這個(gè)階段開(kāi)始，iPhone、安卓、Windows Phone等平臺(tái)分布已經(jīng)基本定型，手機(jī)攝影技術(shù)的提升可以階段性概括為圖像傳感器的多樣化和圖像處理引擎的進(jìn)步，同時(shí)伴隨鏡頭素質(zhì)的穩(wěn)步提升，開(kāi)始出現(xiàn)專為手機(jī)定制化的CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)，比如，HTC One主打“UltraPixel”大像素面積的概念，增大像素面積但減小像素總量，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的弱光拍攝效果，不過(guò)400萬(wàn)像素的分辨率也讓很多用戶無(wú)法接受。

采用同樣概念的還有蘋果的iPhone 5s，但蘋果的方法顯然更聰明一些，iPhone 5s增大像素面積的同時(shí)也等比增大了傳感器尺寸，所以800萬(wàn)像素得以保留，實(shí)現(xiàn)了“魚(yú)和熊掌兼得”。而諾基亞Lumia 1020則移植了808 PureView的4100萬(wàn)像素傳感器，仍然可以憑借超高像素密度實(shí)現(xiàn)“無(wú)損變焦”的效果，同時(shí)Windows Phone平臺(tái)相對(duì)Symbian來(lái)說(shuō)更為強(qiáng)大，拍攝體驗(yàn)和軟件應(yīng)用都要更出色，在當(dāng)初也引發(fā)了不小的關(guān)注力度。

傳統(tǒng)相機(jī)廠商推出的手機(jī)攝影系統(tǒng)多半基于自家傳統(tǒng)相機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

與此同時(shí)，作為CMOS上游巨頭的三星、索尼也玩出了不少的花樣。其中，三星直接把數(shù)碼相機(jī)上的1/2.3英寸1600萬(wàn)像素傳感器和10倍光學(xué)變焦鏡頭移植至Galaxy S4 Zoom上，除了畫(huà)質(zhì)提升，安卓系統(tǒng)也帶來(lái)了更豐富的應(yīng)用。索尼則主打整合概念，將索尼傳統(tǒng)相機(jī)的“G”鏡頭和BIONZ圖像處理引擎概念整合到Xperia Z1手機(jī)中，2000萬(wàn)像素的大尺寸傳感器也擁有不錯(cuò)的畫(huà)質(zhì)表現(xiàn)，而且不難發(fā)現(xiàn)時(shí)至今日索尼也依然在采用這種“從傳統(tǒng)相機(jī)到手機(jī)”的策略。

在2016年之前，手機(jī)攝像頭的“像素到底應(yīng)該是多少”仍是一個(gè)存在爭(zhēng)議的話題，2008年手機(jī)攝像頭主流像素是 500萬(wàn)～800 萬(wàn)，CMOS 傳感器單像素邊長(zhǎng)1.75μm;2009 年主流像素 800萬(wàn)～1000 萬(wàn)，單像素邊長(zhǎng)1.4μm;2011 年主流像素在 1000 萬(wàn)上下，單像素邊長(zhǎng)降到了 1.1μm，到了2016年，蘋果iPhone 6s Plus就開(kāi)啟了“祖?zhèn)?200萬(wàn)”像素的傳說(shuō)，而且單像素邊長(zhǎng)不降反升。這其實(shí)也充分說(shuō)明了在手機(jī)傳感器頂多做到1英寸的情況下，一味提高攝像頭像素已經(jīng)慢慢不被認(rèn)可。原因在于如果在單像素面積已經(jīng)只有 1.10μm 的情況下，為了保信噪比就需要像素有更高的靈敏度，但這也意味著噪點(diǎn)將不可逆地增加，換言之就是摸到了物理材料性質(zhì)與傳感器結(jié)構(gòu)的天花板。

而我們之前也預(yù)見(jiàn)了傳統(tǒng)光學(xué)變焦設(shè)計(jì)在手機(jī)上的失敗，因此，如何實(shí)現(xiàn)豐富的拍攝功能，就成了彼時(shí)手機(jī)攝影領(lǐng)域亟待突破的關(guān)鍵，而事實(shí)上早在2011年就已經(jīng)有廠商開(kāi)始了嘗試，也就是我們現(xiàn)在熟悉的“多攝方案”：2011年，HTC、LG率先推出雙攝像頭手機(jī)，2014年榮耀、酷派加入其中，2015年中興和360也推出了雙攝手機(jī)，當(dāng)然，最重要的是在2016年蘋果推出了首款雙攝機(jī)型iPhone 7 Plus。

雙攝方案一般來(lái)說(shuō)分為兩種組合，一是雙焦段，也就是一個(gè)主攝、一個(gè)長(zhǎng)焦或廣角，而另一種設(shè)計(jì)就是增強(qiáng)弱光拍攝性能的彩色+黑白，或兩個(gè)都是彩色來(lái)進(jìn)行景深計(jì)算。顯然，這些設(shè)計(jì)的功能目的并不相同，在雙攝時(shí)代只能被迫選擇，但后來(lái)的事情大家都知道了——三攝、四攝甚至五攝的到來(lái)將這些功能全部打包融合在一起，多攝像頭在2015年之后就已經(jīng)開(kāi)始成為手機(jī)影像技術(shù)的發(fā)展主流。

根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)顯示，蘋果與安卓手機(jī)的雙攝滲透率在2019 年達(dá)到53%的峰值，隨后三攝與四攝的滲透率迅速上升，2021 年蘋果三攝、四攝滲透率分別為 50%和 10%。不難看出，安卓系和蘋果多攝滲透率都在 2021 年超過(guò) 60%，多攝手機(jī)在未來(lái)將占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。

與攝像頭數(shù)量增加相同，手機(jī)鏡頭鏡片數(shù)量和用料其實(shí)也在默默增強(qiáng)之中，為了優(yōu)化成像效果，2018 年的智能手機(jī)中，35.6%主攝像頭為5片鏡片，64.3%的手機(jī)主攝為 6片鏡片，0.1%的手機(jī)主攝為 7片鏡片，2019 年小米發(fā)布的 CC9 Pro 還是業(yè)內(nèi)首款使用 8片鏡片的手機(jī)。

材料方面，目前常見(jiàn)的鏡片材質(zhì)是塑料和玻璃，塑料鏡片成本低，易批量生產(chǎn)，是手機(jī)鏡頭的主流，但缺點(diǎn)是光學(xué)素質(zhì)相對(duì)較弱，而玻璃鏡片性能更好，但其量產(chǎn)難度大，生產(chǎn)成本高，難以在手機(jī)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，所以，玻塑混合鏡片就成為了必然，比如6 片塑料鏡片和1 片玻璃鏡片組成的玻塑混合鏡頭成像效果與 8 片塑料鏡片相當(dāng)，但其鏡片數(shù)少，有利于降低模組厚度，這也是手機(jī)攝影發(fā)展的一大縮影。

除此之外，手機(jī)長(zhǎng)焦鏡頭的發(fā)展在2019年也迎來(lái)了歷史性的時(shí)刻，華為P30 Pro首次搭載了潛望式鏡頭設(shè)計(jì)，后來(lái)包括小米、三星、榮耀、vivo等一眾國(guó)內(nèi)外廠商都紛紛推出了搭載潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的手機(jī)。其實(shí)潛望式設(shè)計(jì)也是源自卡片相機(jī)時(shí)代的技術(shù)，將長(zhǎng)焦鏡頭橫向排列，與廣角鏡頭形成垂直布局，利用棱鏡折射實(shí)現(xiàn)成像，能夠在保證手機(jī)薄型外觀的同時(shí)大幅增加攝像頭物理焦距，但加工難度相對(duì)較高，對(duì)棱鏡的折射透光率、擺放精度要求非常高。

多攝手機(jī)的普及為手機(jī)攝影打開(kāi)了一扇通往新世界的大門

手機(jī)鏡頭也在不斷悄然進(jìn)化，目前已發(fā)展到8片塑料和6片塑料+1片玻璃等設(shè)計(jì)

潛望式超長(zhǎng)焦鏡頭在2019年成為了新的眼球點(diǎn)

電子+光學(xué)防抖已成為行業(yè)方向，但微云臺(tái)這種新鮮設(shè)計(jì)也挺有趣

通過(guò)3D感知鏡頭，我們可以掃描環(huán)境數(shù)據(jù)，生成3D模型

不過(guò)，潛望式長(zhǎng)焦目前來(lái)看有些“曲高和寡”之勢(shì)，進(jìn)入2022年以來(lái)，包括realme、iQOO、榮耀和一加，以及2021年底發(fā)布的小米12系列，這5款搭載全新驍龍8移動(dòng)平臺(tái)的旗艦手機(jī)，都默默地取消了潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，大部分改為了普通的長(zhǎng)焦鏡頭，小米12 Pro甚至連長(zhǎng)焦鏡頭都一并取消了，這是為什么呢？

首先是因?yàn)闈撏界R頭相比普通長(zhǎng)焦鏡頭有著更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、更加昂貴的成本以及更高的調(diào)校難度，再加之潛望式設(shè)計(jì)很占內(nèi)部空間，而手機(jī)的內(nèi)部是眾所周知的寸土寸金。其次是引發(fā)了倫理上的爭(zhēng)議，此前就有不少網(wǎng)友表示有人用潛望式長(zhǎng)焦進(jìn)行偷拍，對(duì)個(gè)人隱私安全保護(hù)造成了威脅，更何況在設(shè)計(jì)炫技之余，超高倍率的長(zhǎng)焦在手機(jī)攝影領(lǐng)域并不算一個(gè)常用功能，大多數(shù)人都只是剛買手機(jī)時(shí)喜歡用長(zhǎng)焦過(guò)過(guò)癮而已，所以對(duì)于廠商而言，潛望式長(zhǎng)焦是個(gè)很好的宣傳點(diǎn)，但對(duì)用戶需求來(lái)說(shuō)卻不是那么重要，再加上成本高，因此迅速遇冷也有理可依。

但值得注意的是，長(zhǎng)焦鏡頭的大量出現(xiàn)也讓防抖成了新的痛點(diǎn)。其實(shí)手機(jī)上數(shù)字防抖技術(shù)最早在2007年的LG viewty手機(jī)上就有出現(xiàn)，但到了2012年諾基亞Lumia 920才正式配備了光學(xué)防抖，OPPO 2019年發(fā)布的Reno 10倍變焦版則首次實(shí)現(xiàn)了電子防抖和光學(xué)防抖的混合，2020年iPhone 12 Pro Max則引入了CMOS防抖，也就是相機(jī)領(lǐng)域機(jī)身防抖的概念，再后來(lái)OPPO則是把CMOS防抖和光學(xué)防抖聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了硬件級(jí)五軸防抖。vivo更是直接在X50 Pro里塞入了一個(gè)微云臺(tái)，以此來(lái)補(bǔ)償視頻拍攝時(shí)所產(chǎn)生的位移抖動(dòng)，可以說(shuō)近年來(lái)的防抖技術(shù)是“八仙過(guò)海各顯神通”，不過(guò)在我們看來(lái)，未來(lái)的主流依然會(huì)是電子防抖與光學(xué)防抖的組合。

說(shuō)到攝像頭，很多人概念里可能只有拍照用的攝像頭，其實(shí)在現(xiàn)代智能手機(jī)上，還有一些不會(huì)直接用于拍照，但卻非常實(shí)用的影像技術(shù)：3D感知。2017 年 9 月，蘋果iPhone X首發(fā)3D結(jié)構(gòu)光面部識(shí)別，開(kāi)啟生物識(shí)別新時(shí)代，由于有著極高的準(zhǔn)確度、速度和安全性，3D 人臉識(shí)別不僅能用于手機(jī)解鎖，還可以用于人臉支付，2020年的iPhone 12 Pro Max還搭載了一個(gè)后置光學(xué)雷達(dá)攝像頭。而自蘋果發(fā)布結(jié)構(gòu)光之后，安卓陣營(yíng)也開(kāi)始逐步推廣3D感知功能，手機(jī)后置ToF（Time of Flight）鏡頭配置應(yīng)運(yùn)而生。

對(duì)手機(jī)來(lái)說(shuō)，ToF比結(jié)構(gòu)光更適合于 3D 視覺(jué)成像技術(shù)。它的成本較低，應(yīng)用范圍更廣，更為手機(jī)廠商所青睞，越來(lái)越多的廠商開(kāi)始嘗試后置攝像頭ToF方案。結(jié)合5G商用的逐步普及，為手機(jī)3D視覺(jué)的應(yīng)用迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。在 5G 技術(shù)的支持下，ToF鏡頭就是滿足 VR/AR游戲場(chǎng)景的剛需。所以，在5G 時(shí)代搭載ToF鏡頭將成為手機(jī)設(shè)計(jì)的一大趨勢(shì)。根據(jù) Techno Systems Research 數(shù)據(jù)，2019 年采用ToF鏡頭的智能手機(jī)滲透率為 3%，到2023年滲透率預(yù)計(jì)將突破 30%，成為中高端機(jī)型的標(biāo)配。

多攝的本質(zhì)其實(shí)是多個(gè)CMOS傳感器的融合，這意味著進(jìn)入多攝時(shí)代，也就代表著進(jìn)入了算法時(shí)代，蘋果iPhone 11 系列的發(fā)布會(huì)上，蘋果高級(jí)副總裁菲利普·席勒在介紹 iPhone 11 Pro 系列的影像系統(tǒng)時(shí)第一次將“計(jì)算攝影”的概念引入，這個(gè)概念也第一次被大眾所熟知。

榮耀在2021年下半年發(fā)布的Magic 3系列手機(jī)通過(guò)多主攝融合的計(jì)算攝影技術(shù)，在彩色黑白融合時(shí)，進(jìn)光量最大提升13%， 清晰度最大提升18%。在主攝和廣角鏡頭融合時(shí)，中心清晰度最大提升80%， 在主攝和長(zhǎng)焦鏡頭融合時(shí)，中心清晰度最大提升180%……

這些數(shù)字的背后，就是聯(lián)動(dòng)多個(gè)攝像頭同時(shí)拍攝來(lái)優(yōu)化成像的多攝融合技術(shù)，按快門雖然是轉(zhuǎn)瞬即逝之間，但背后卻經(jīng)歷了尺度對(duì)齊、像素對(duì)齊、制定融合策略和圖像融合這四大步驟。在設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)遇到很多的挑戰(zhàn)：如何在有限的算力內(nèi)，進(jìn)行盡可能準(zhǔn)確和快速的融合？如何處理融合區(qū)域和非融合區(qū)域的突變？如何判斷哪些像素需要融合？在融合圖像時(shí)兩個(gè)輸入圖像的權(quán)重各自為多少？如何利用底層系統(tǒng)硬件支持，做到高效運(yùn)算？如何和相機(jī)系統(tǒng)的其他功能緊密配合？可以說(shuō)現(xiàn)代手機(jī)的每一次拍攝，背后都是無(wú)數(shù)工程師的辛苦付出。

而且計(jì)算攝影的蓬勃發(fā)展，也讓以前那些受制于物理天花板的設(shè)計(jì)重新找到了“曲線救國(guó)”的道路，比如超高像素CMOS，三星Bright HMX已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)1/1.33英寸1.08億像素，但大多數(shù)時(shí)候它都運(yùn)行在9像素合并為1像素的1200萬(wàn)像素模式下，利用多像素合一的方式實(shí)現(xiàn)了單幀拍攝HDR，同時(shí)兼具了大像素面積的高靈敏度，又可以隨時(shí)切換到高像素密度來(lái)進(jìn)行全力輸出，還首發(fā)了手機(jī)拍攝8K視頻功能，讓畫(huà)面輸出不再是單規(guī)格的形式，可以靈活應(yīng)對(duì)不同的需求，類似的方案在華為Mate系列機(jī)型上也能看到。

事實(shí)上從計(jì)算攝影的貢獻(xiàn)力度來(lái)看，谷歌的重要性也不應(yīng)被忽視，比如大家非常熟悉的手持夜景模式，就首發(fā)于2018年的谷歌Pixel 3，利用15張以上的多幀連拍融合+人工智能填色的方式來(lái)彌補(bǔ)手機(jī)傳感器偏小的先天不足，這項(xiàng)功能在后來(lái)的蘋果iPhone 11、華為P30 Pro等機(jī)型上也得到了發(fā)揚(yáng)光大。

在硬件天花板的限制下，計(jì)算攝影成為新的技術(shù)突破口

多幀合成、像素合并，再結(jié)合人工智能算法補(bǔ)色，組成了手機(jī)攝影的軟件技術(shù)堡壘

美顏算法就是人工智能在攝影領(lǐng)域進(jìn)步的一大成果

還有超分辨率變焦算法，手機(jī)會(huì)自動(dòng)收集抖動(dòng)所形成的偏移，補(bǔ)全出數(shù)字變焦后缺失的像素，而且在檢測(cè)到無(wú)抖動(dòng)的情況下，還會(huì)自動(dòng)讓鏡頭的光學(xué)防抖組件進(jìn)行規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，以造成微小的偏移，以此為攝像頭增加了一個(gè)1.5倍縮放功能，這個(gè)功能在主攝和2倍長(zhǎng)焦切換時(shí)尤其好用：比如在1.6倍變焦時(shí)，常規(guī)設(shè)計(jì)只能強(qiáng)行裁切主攝畫(huà)面，而在實(shí)驗(yàn)超分辨率變焦算法后就沒(méi)有了這個(gè)煩惱，后來(lái)蘋果的Deep Fusion也采用了這一算法。

人工智能算法的進(jìn)步，推動(dòng)了手機(jī)攝影在衍生領(lǐng)域的發(fā)展，比如社交媒體APP，其中最具代表性的就是美顏算法，當(dāng)下無(wú)論圖片類、短視頻類還是直播類都加入了大量美顏甚至美體技術(shù)。通過(guò)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)人臉進(jìn)行檢測(cè)，在獲取了人臉關(guān)鍵點(diǎn)以后，便可以對(duì)圖片中人臉區(qū)域做瘦臉、磨皮、美白等美顏操作，在安卓上可以使用OpenGL ES，在蘋果上可以使用Metal，根據(jù)人臉關(guān)鍵點(diǎn)的位置，對(duì)人臉進(jìn)行瘦臉、磨皮、美白之類的渲染。

這個(gè)時(shí)候很多人或許會(huì)思考一個(gè)問(wèn)題：計(jì)算攝影到底算不算攝影？畢竟當(dāng)年華為長(zhǎng)焦拍月亮就引發(fā)了大量的討論，華為近期公開(kāi)了其2019年申請(qǐng)的“一種拍攝月亮的方法和電子設(shè)備”專利，里面詳細(xì)講述了如何自動(dòng)識(shí)別月亮并進(jìn)入專用模式，調(diào)整對(duì)焦和曝光參數(shù)并多幀合成。事實(shí)上在我們看來(lái)，進(jìn)入數(shù)字時(shí)代后，攝影就不再是化學(xué)反應(yīng)這么簡(jiǎn)單的事情了，數(shù)碼攝影都是光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)再轉(zhuǎn)0和1，中間的每個(gè)步驟都經(jīng)過(guò)了復(fù)雜的軟件處理，會(huì)丟掉和破壞大量信息，再通過(guò)算法補(bǔ)充大量信息，不同的算法之間質(zhì)量差別也非常大。

如果說(shuō)傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)的這種處理能被認(rèn)同為真實(shí)的攝影，那么計(jì)算攝影在本質(zhì)上與它們并沒(méi)有區(qū)別，它們只是更加聰明地利用了原始數(shù)據(jù)，用了數(shù)學(xué)手段盡可能多地還原了真實(shí)信號(hào)，不存在軟件層面的自動(dòng)再創(chuàng)作。至于填色，試問(wèn)哪位攝影高手不后期處理呢？二次創(chuàng)作的也不在少數(shù)，所以這個(gè)問(wèn)題其實(shí)仔細(xì)想來(lái)并沒(méi)有爭(zhēng)議的必要。

那么，目前來(lái)看手機(jī)攝影的發(fā)展基本上確定為算法優(yōu)先，硬件為輔的道路，那么手機(jī)品牌還需要在市場(chǎng)方面做哪些工作呢？答案之一是依托傳統(tǒng)相機(jī)的品牌效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)突圍。畢竟在整個(gè)攝影圈，哪怕出貨量有著鮮明的反差，傳統(tǒng)相機(jī)在廣大用戶心目中的形象一直是相對(duì)高大的，畢竟手機(jī)短時(shí)間內(nèi)來(lái)看也無(wú)法替代相機(jī)在生產(chǎn)力領(lǐng)域的作用。

因此在2016年，華為與徠卡聯(lián)手發(fā)布華為P9手機(jī)，該機(jī)搭載了一組經(jīng)由徠卡調(diào)校的雙攝像頭，一顆黑白感光鏡頭負(fù)責(zé)收集細(xì)節(jié)和輪廓，一顆彩色感光鏡頭負(fù)責(zé)收集色彩，兩者的合作使得P9的拍照效果有了顯著增強(qiáng)，同時(shí)也將“華為+徠卡”這一標(biāo)志性的影像IP打了出去，并且在上市不到8個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，該機(jī)全球銷量便突破了1200萬(wàn)臺(tái)，相比于上一代產(chǎn)品增幅達(dá)到了152%。

自此，專業(yè)相機(jī)大廠逐漸成為手機(jī)廠商沖擊高端市場(chǎng)的重要助力，隨后越來(lái)越多的手機(jī)廠商也加入到了與相機(jī)品牌合作的陣營(yíng)中。2020年末vivo與蔡司聯(lián)名，推出了vivo X60系列，但不同于華為和徠卡，vivo與蔡司除了在技術(shù)上的合作，在硬件與工藝上也進(jìn)行了合作研發(fā)，比如vivo X60 Pro+不僅采用了“vivo蔡司聯(lián)合影像系統(tǒng)”，同時(shí)還加入了蔡司光學(xué)鏡頭和T*鍍膜，這算是完全用上了蔡司最經(jīng)典的兩大看點(diǎn)，進(jìn)一步提升了手機(jī)影像的專業(yè)性。

2021年3月，一加手機(jī)聯(lián)手哈蘇，新推出的一加9系列在預(yù)售期間，5分鐘便突破了一萬(wàn)臺(tái)預(yù)售量，預(yù)售額更是在50分鐘內(nèi)突破了1億元，正式開(kāi)售10秒鐘，全網(wǎng)銷售額便突破了3億元，顯然，在傳統(tǒng)相機(jī)品牌的加持下，手機(jī)攝影的形象變得更加專業(yè)，這無(wú)疑是一件兩相利好的事情。

不過(guò)，手機(jī)與相機(jī)的聯(lián)名其實(shí)并不是這幾年才有的新鮮事，蔡司與諾基亞也一直在保持合作，Moto Z也推出過(guò)哈蘇模塊，但事實(shí)證明聯(lián)名如果只是一時(shí)之快而沒(méi)有持續(xù)投入，在這個(gè)新機(jī)更迭節(jié)奏飛快的時(shí)代頂多只能留下一點(diǎn)點(diǎn)回憶，這也是為什么華為與徠卡成立麥克斯·別雷克創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)新光學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算成像等領(lǐng)域深入研發(fā);vivo與蔡司成立了影像實(shí)驗(yàn)室;一加甚至在未來(lái)3年投資10億元與哈蘇進(jìn)行合作的原因。

縱覽整個(gè)手機(jī)影像技術(shù)的發(fā)展歷史，不難看到真正的技術(shù)爆發(fā)其實(shí)也就在近十年，尤其是多攝方案的普及更是讓手機(jī)攝影的功能和玩法進(jìn)入到指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的時(shí)代，索尼甚至在2021年底推出了采用1英寸大底CMOS的Xperia PRO-I，同時(shí)還沿用了傳統(tǒng)相機(jī)的對(duì)焦、連拍算法，讓手機(jī)影像的硬件水平正式與自家黑卡系列平起平坐。除此之外，各大品牌紛紛在景深專用鏡頭、超廣角鏡頭、超長(zhǎng)焦鏡頭、電影鏡頭、超微距鏡頭甚至超光譜鏡頭等功能上下足了功夫。不難看出在這個(gè)階段，手機(jī)攝影從實(shí)用的記錄生活，發(fā)展出了百花齊放的態(tài)勢(shì)，但用戶真的需要這么多功能么？為什么會(huì)形成這樣的趨勢(shì)呢？

從原因來(lái)看，其一在于“內(nèi)卷”，手機(jī)廠商雖然想要降低成本，但激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逼迫他們不敢采用保守方案，畢竟那句“我可以不用，但你不能沒(méi)有”實(shí)在是殺傷力太強(qiáng)，所以就開(kāi)始搗鼓各類新玩法鏡頭。其二，輿論的壓力讓主流手機(jī)廠商們不太會(huì)在中端及以上的產(chǎn)品上濫竽充數(shù)，所以1英寸大底、微距、超光譜等鏡頭成了最好的替代品，畢竟它們還是具備一定的實(shí)用性，而砍掉潛望式長(zhǎng)焦就是在成本上做出的考量，在今年第二季度我們或許會(huì)看到有更多采用這類設(shè)計(jì)思路的新機(jī)型亮相。

在5G時(shí)代，手機(jī)的數(shù)據(jù)中樞定位越來(lái)越清晰，功能也越來(lái)越重要，而手機(jī)攝影所衍生出的軟件功能和算法機(jī)制都以蝴蝶效應(yīng)的形式影響到了整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在的手機(jī)攝影有自己專業(yè)的電影展，比如vivo和蔡司聯(lián)手推出的FIRST青年電影展，除此之外攝像頭還拓展出了諸多功能，比如通過(guò)LED補(bǔ)光來(lái)監(jiān)測(cè)心率、呼吸頻率甚至測(cè)血氧濃度，再比如結(jié)合3D感知來(lái)做環(huán)境掃描建?！梢灶A(yù)見(jiàn)的是，手機(jī)攝影正在拓展“攝影”的概念，其影響力在未來(lái)依然會(huì)保持目前的勢(shì)頭，值得所有科技愛(ài)好者關(guān)注。