手機影像二十載，AI多攝會是終極答案嗎？

原標(biāo)題：手機影像二十載，AI多攝會是終極答案嗎？

上世紀(jì)20年代，拉茲洛·莫霍利·納吉曾說，“不懂得攝影的人，便是將來的文盲”。如今大規(guī)模普及的手機攝影，正好說明了這句話驚人的預(yù)見性。自拍、合影、短視頻……按下手機拍照鍵記錄生活，幾乎成了人的本能。

《2020中國人工智能手機白皮書》數(shù)據(jù)顯示，“拍攝”是2019年中國用戶最關(guān)注的手機功能，遠(yuǎn)超其他應(yīng)用。為了迎合消費者的需求，手機廠商們自然也將目光和火力都集中在影像能力的塑造上。

以至于近年攝影能力幾乎占據(jù)了新品發(fā)布會的高光時刻，手機新品海報也幾乎被攝像頭畫面包攬。廠商們在分辨率數(shù)字上互相碾壓，攝像頭數(shù)量也開始內(nèi)卷，手機背面的開孔一個比一個多，四攝、長焦、微距恨不得都塞到框里來……

多攝像頭基礎(chǔ)上的AI計算攝影，逐漸成為主流旗艦機的標(biāo)配。接下來，手機攝影將向哪里走？

以史為鑒，可知興替，我們不妨先回溯一下手機影像能力的進化軌跡，找到未來的發(fā)展路徑。

時間簡史：手機攝影的曲折往事

隨著手機攝像頭越來越多、模組越來越厚，開始有人覺得，現(xiàn)在的手機攝影有點過于內(nèi)卷，真的有必要嗎？回到歷史上的一些決定性時刻我們發(fā)現(xiàn)，影像技術(shù)的每一次內(nèi)卷，都推動了創(chuàng)新步伐的加速。

手機如何塑造出移動影像能力，大概分為四個時期：

1.萌芽時期。

2000年11月，夏普發(fā)行了第一個真正的相機手機J-Phone。行業(yè)很快發(fā)現(xiàn)，智能手機中的攝像頭將成為未來的主要功能。Canalys報告顯示，2004年第三季度售出的手機中，有三分之二都是相機手機。

2.黃金時期。

2006年，諾基亞將相機手機推向了新的高度，擁有200萬像素的攝像頭，卡爾蔡司光學(xué)元件、自動對焦和LED閃光燈。LG與德國光學(xué)巨頭施耐德合作。這一階段，手機影像紛紛開啟了擁抱專業(yè)科技的進擊之路，嘗試突破智能手機成像功能的極限。

3.滯緩時期。

隨著智能手機的起飛，改進手機攝像頭的競爭稍有停頓，主要是因為智能手機要求纖薄，強大的相機手機有些笨重。于是，手機廠商開始思考多攝像頭陣列。2010年蘋果iPhone 4等手機將自拍（前置攝像頭）帶入智能手機市場，計算攝影開始成為手機影像的創(chuàng)新方向。

4.智能時期。

受手機空間和模組尺寸的影響，手機不可能無止境地增加元器件。真正讓手機攝影成為大多數(shù)用戶的選擇，是AI算法與多攝像頭合并，帶來前所未有的鏡頭效果。

AI如同一個光影魔術(shù)手，通過一系列智能攝影功能，將計算攝影提升到一個新的水平，成為多攝像頭不可或缺的伙伴。也是在這一時期，移動設(shè)備和專業(yè)相機之間的界限才開始消弭，我們不再質(zhì)疑為什么專業(yè)人士也要用手機拍照片拍電影。

經(jīng)過了一輪輪的迭代升級，手機拍攝能力才真正變得舉足輕重，讓普通人可以拍出精彩的作品、記錄生活的點滴。

成像挑戰(zhàn)：AI多攝要跨越的三重門

可以說，攝影這門藝術(shù)，發(fā)展歷史的每一個刻度，都銘刻著技術(shù)進步的烙印。AI多攝成為大勢的背后，也是一眾科技企業(yè)的技術(shù)長跑，其中既有華米OV這樣的手機廠商，也有曠視這樣的AI公司，和代工廠、供應(yīng)鏈企業(yè)的努力。

比如在硬件上，增加CMOS可以提升成像質(zhì)量，但也會增加手機存儲讀寫的效率壓力和功耗，手機廠商不得不在硬件上做大量突破。像是SoC工藝的應(yīng)用，光學(xué)變焦?jié)撏界R頭，堆棧式感光元件等等，手機廠商不斷追求輕薄與成像的平衡。

既然是計算攝影，自然也離不開算力的支持。很多頭部手機廠商都研發(fā)并應(yīng)用了專門的AI芯片，以提升手機的計算性能，以支撐AI多攝的算力需求。

另一個必不可少的，則是算法。

10月12日曠視在其MegTech Lite漫談AI技術(shù)分享會上，就提到了移動攝影的技術(shù)挑戰(zhàn)，展示了曠視在AI多攝領(lǐng)域所做的大量技術(shù)創(chuàng)新和實踐成果。簡單來說，要讓手機攝影達到媲美專業(yè)單反的效果，主要有三重挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)之一，變焦。

我們知道，專業(yè)攝影師拍攝不同題材要用到不同的焦段，比如大場景自然風(fēng)光適合12到24毫米，人像就要85到135毫米，而一部手機想要應(yīng)對這么多題材，就需要多個攝像頭來支撐。隨著手機后置攝像頭的數(shù)量和類別不斷增加，主攝、廣角、超廣角、長焦、微距等五花八門，不可能全部打開。而AI算法可以有效彌補手機的硬件局限性，協(xié)調(diào)更多鏡頭組，來實現(xiàn)近似單反的變焦效果。

那么，怎么搭配組合才能讓手機的變焦過程變得絲滑呢？越好的算法越能夠消除不同攝像頭接縫處的違和感，實現(xiàn)1+1大于2的成像效果。以曠視的平滑變焦算法為例，可以支持超廣角+廣角、廣角+長焦等多種鏡頭組合，變焦過程平滑自然，不會出現(xiàn)黑區(qū)。

挑戰(zhàn)之二，虛化。

專業(yè)單反的另一個厲害之處，就是有質(zhì)感的虛化，人像或物體清晰而背景變虛，讓畫面更有故事感。但很多手機的虛化功能，成片看起來似乎總有點廉價，問題之一就出在算法上。

因為手機不可能裝下一個直徑4厘米的大光圈，虛化效果靠的是兩個鏡頭來制造視差，模擬出大光圈的效果。如果算法不夠強，沒能精準(zhǔn)測距，對畫面上非常細(xì)節(jié)的部分進行計算，自然很難還原出高質(zhì)量的視差效果。

據(jù)透露，曠視基于深度學(xué)習(xí)的雙攝虛化算法，可以準(zhǔn)確地計算出深度信息，實現(xiàn)非常精細(xì)的虛化效果，能夠把消防栓孔的細(xì)節(jié)都恢復(fù)出來。

挑戰(zhàn)之三，融合。

不同攝像頭除了焦距不同，感光度也不同，如果能把不同能力的攝像頭融合起來，就能獲得雙重效果。比如把一個對顏色感知能力強的攝像頭和對結(jié)構(gòu)感知能力強的攝像頭融合起來，可以讓畫面變得既有顏色又有細(xì)節(jié)。

但做好這一點并不容易。因為兩個攝像頭拍攝的畫面場景里出現(xiàn)的物體可能并不一模一樣，會形成一定的視野盲區(qū)。想要把兩張圖融合成一張，就需要靠算法進行計算處理，比如把缺失的圖像部分用AI“腦補”出來、將重合的部分對齊等等，從而提升成像質(zhì)量。

可以說，利用AI算法能夠有效彌補硬件局限，更好地調(diào)度鏡頭、理解意圖、優(yōu)化成像，達到近似單反的拍照效果。這時候，移動影像也就有了質(zhì)感之美、多元之美、創(chuàng)作之美。

光之傳奇：技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合體

多攝像頭的趨勢下，AI算法的重要性越來越不可忽視，角色有點像戰(zhàn)場的指揮官，要在拍攝時讓不同攝像頭打好配合戰(zhàn)，借助焦段、清晰度、感知度等等，實現(xiàn)1+1大于2的成像效果。

而曠視這樣的AI公司的參與，也給計算攝影的創(chuàng)新演進帶來了新思路。比如 用AI重新定義光感知系統(tǒng)的理念，就是由曠視提出的。目前，曠視為多款主流安卓智能手機提供一系列計算攝影解決方案。從曠視對AI與光感知系統(tǒng)的思考中，或許我們可以窺見計算攝影的進化之路。

簡單來說，光感知協(xié)同進化，就是將原本相對獨立的光學(xué)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、計算系統(tǒng)，統(tǒng)一納入到算法考量思考中來。曠視利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讓光、感、知系統(tǒng)充分協(xié)作，釋放出移動攝影的最大價值，帶來指數(shù)級的成像效果提升。

就拿最直觀的畫質(zhì)來說，要提升成像畫質(zhì)，傳統(tǒng)做法可能是各個系統(tǒng)分別優(yōu)化，比如采用更好的鏡頭組件、更高性能的處理器，提升鏡頭傳感器的像素等等，這種A+B+C的模式，可以提升成像質(zhì)量，同時也會給儲存、計算、功耗帶來壓力。

而曠視的計算攝影解決方案則是用AI算法配合光感知系統(tǒng)，進行全流程協(xié)同升級。算法協(xié)同光感知系統(tǒng)共同發(fā)力，獲得高品質(zhì)畫面的同時，也減少了對硬件系統(tǒng)的依賴，提升了數(shù)據(jù)處理能力和時效性，讓畫面輸出更加穩(wěn)定、快捷，實現(xiàn)了A x Bx C的指數(shù)性改變。

可以肯定的是，未來的手機攝影，將在AI的加持下，變得更懂用戶、更懂畫面，從“所見即所得”到“所想即所得”。終有一天，手機拍攝的景物將和我們眼中所見、心中所想的美景一般無二。

每一個平凡的角落，都值得我們?nèi)プ⒁?，這是人為什么需要手機攝影。

從歷史上的一次次突破，到今天AI重新定義光感知系統(tǒng)，可以看到，手機影像的技術(shù)追求和藝術(shù)追求，一直未曾停止。軟硬件協(xié)同的AI多攝，作為數(shù)字生活的記錄者，在每一個人手中與眼中，書寫著智能時代的光之傳奇。

科技企業(yè)，不僅是手機攝影技術(shù)的探路者，更是攝影藝術(shù)的同路人。探索永無止境，值得欣喜的是，今天的中國AI企業(yè)，已經(jīng)在路上。

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