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<随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c><随心_句子c>從(cong)計(ji)算(suan)攝(she)影(ying)到(dao)计算光(guang)學(xue)，華(hua)為(wei)P50徹(che)底(di)改(gai)變(bian)了(le)手(shou)機(ji)影像(xiang)行(xing)業(ye)的(de)未(wei)來(lai)

7月(yue)29日(ri)，在(zai)遲(chi)到了4個(ge)月後(hou)，华为今(jin)年(nian)的影像旗(qi)艦(jian)P50系(xi)列(lie)發(fa)布(bu)，無(wu)論(lun)對(dui)於(yu)华为消(xiao)費(fei)者(zhe)业務(wu)還(hai)是(shi)对于國(guo)人(ren)，P50已(yi)不(bu)再(zai)只(zhi)是壹(yi)款(kuan)簡(jian)單(dan)的手机產(chan)品(pin)。

对于华为手机而(er)言(yan)，P50系列飽(bao)含(han)著(zhe)倔(jue)強(qiang)的精(jing)神(shen)，对于中(zhong)国科(ke)技(ji)

和(he)国人而言，P50系列可(ke)能(neng)代(dai)表(biao)着中国科技力(li)量(liang)自(zi)立(li)自强的勇(yong)敢(gan)和不屈(qu)的精神。

一句(ju)話(hua) 記(ji)錄(lu)了一个時(shi)代

當(dang)然(ran)作(zuo)为開(kai)創(chuang)了全(quan)球(qiu)手机拍(pai)照(zhao)时代的华为P系列手机，這(zhe)次(ci)P50系列帶(dai)給(gei)行业和用(yong)戶(hu)的，是顛(dian)覆(fu)傳(chuan)統(tong)的全新(xin)的手机影像技術(shu)體(ti)系，而这一体系，將(jiang)讓(rang)手机摄影迎(ying)来一个全新的时代。

手机影像的发展(zhan)及(ji)华为P系列的影像歷(li)程(cheng)

回(hui)顧(gu)华为P系列的产品发展，我(wo)們(men)可以(yi)清(qing)晰(xi)得(de)看(kan)到，中国企(qi)业在手机領(ling)域(yu)除(chu)了在芯(xin)片(pian)、操(cao)作系统之(zhi)外(wai)，在手机影像领域从跟(gen)隨(sui)到引(yin)领全球产业发展的技术演(yan)進(jin)之路(lu)，看到未来手机影像如(ru)何(he)去(qu)改变我们记录生(sheng)活(huo)的方(fang)式(shi)。

2016年，华为P9橫(heng)空(kong)出(chu)世(shi)，这款搭(da)載(zai)了由(you)华为和徠(lai)卡(ka)合(he)作研(yan)发的1200萬(wan)像素(su)雙(shuang)摄像頭(tou)手机，同(tong)时使(shi)用了全球首(shou)款專(zhuan)用深(shen)度(du)学習(xi)芯片和全新ISP芯片，不僅(jin)極(ji)大(da)地(di)提(ti)升(sheng)了用户的拍照体驗(yan)，更(geng)是将手机拍照从将就(jiu)变成(cheng)了可用，让手机影像从简单的清不清楚(chu)，变成了可以獲(huo)得更好(hao)清晰度和色(se)彩(cai)、影調(tiao)的记录工(gong)具(ju)。随后华为发布的P10，第(di)一次真(zhen)正(zheng)實(shi)現(xian)了对人像拍照的關(guan)鍵(jian)性(xing)突(tu)破(po)，“人像摄影大師(shi)”的名(ming)號(hao)实至(zhi)名歸(gui)。

2018年，P20系列上(shang)市(shi)，依(yi)靠(kao)先(xian)进的4000万像素的三(san)摄組(zu)合和三倍(bei)变焦(jiao)，在影像質(zhi)量上有(you)了大幅(fu)度的提升，改寫(xie)了DxOMark全球手机拍照排(pai)行榜(bang)一直(zhi)被(bei)国外手机占(zhan)據(ju)的历史(shi)。从此(ci)，DxOMark最(zui)佳(jia)拍照手机就成了华为和中国手机展示(shi)影像技术实力的“中国榜”，同时也(ye)让华为的手机影像系统开始(shi)全面(mian)领先于全球手机产品。

P30的出现在手机影像行业是革(ge)命(ming)性的，通(tong)過(guo)5倍变焦和RYYB陣(zhen)列的搭载极大地提高(gao)了小(xiao)模(mo)组的进光量，从而让手机拍照有了點(dian)单反(fan)的感(gan)覺(jiao)，手机影像也从此开始不再只是简单的采(cai)用传统數(shu)碼(ma)单反的技术思(si)路，通过算法(fa)和不同的硬(ying)件(jian)组合开始獨(du)立发展。

2020年华为P40問(wen)世，这在手机影像领域具有劃(hua)时代的意(yi)義(yi)。一直隱(yin)藏(zang)在华为手机背(bei)后的计算摄影的核(he)心(xin)技术XD Fusion圖(tu)像引擎(qing)从幕(mu)后走(zou)到了前(qian)臺(tai)，让行业終(zhong)于可以看清一直以来华为不斷(duan)突破手机摄影的技术极限(xian)的根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)。“在XD Fusion出现之前，手机影像仍(reng)然遵(zun)循(xun)传统单反的拍照邏(luo)輯(ji)，那(na)麽(me)在XD Fusion出现之后，手机摄影已完(wan)成了从传统单反拍照技术逻辑向(xiang)以计算为主(zhu)的新的手机影像逻辑的轉(zhuan)变。”

对于摄影而言，无论是手机摄影还是单反或(huo)者微(wei)单，其(qi)实都(dou)是由兩(liang)个核心部(bu)件组成，一个是以CMOS为核心的成像模组，另(ling)外一个就是負(fu)責(ze)光学影像传遞(di)的“鏡(jing)头”。在华为手机影像的发展史中，通过五(wu)代产品在算法和色彩層(ceng)面的不断突破，基(ji)于CMOS成像模组的技术发展已接(jie)近(jin)于成熟(shu)，如果(guo)要(yao)进一步(bu)提升手机摄影的图像质量，在“镜头”产业技术无法有大的突破下(xia)，如何发揮(hui)现有镜头产品和技术的最大能力，可能是手机摄影最后的一个技术突破方向。

7月29日发布的华为P50系列，則(ze)让手机摄影从光学成像信(xin)息(xi)在传递过程中的信息損(sun)失(shi)的还原方向，开辟(pi)了另外一條(tiao)打(da)开手机影像系统全面提升的通道(dao)，同时也由此構(gou)建(jian)起(qi)了手机影像系统完整(zheng)的技术体系。

华为P50在手机影像领域的突破性技术——计算光学

在影像领域，无论是单反还是手机摄影，其核心仍然是如何将光信号变成電(dian)信号的过程。在这个过程中，简单地理(li)解(jie)，镜头是负责光信号传輸(shu)的設(she)備(bei)，而以CMOS为核心的模组，则是将光信号转变为电信号的设备。所(suo)以提高图像质量，一方面是需(xu)要提升CMOS的面積(ji)以及由此形(xing)成的基于DSP的还原算法，另外一个可以提升图像质量的方式就是提升镜头的质量。

提升镜头的质量，这在单反领域並(bing)不太(tai)難(nan)，通过不同的镜头材(cai)质可以有效(xiao)地改善(shan)镜头的分(fen)辨(bian)率(lv)、色差(cha)、場(chang)差等(deng)光信号传递过程中的损失，但(dan)这樣(yang)的高素质镜头，都是以极高的成本和急(ji)劇(ju)提升的重(zhong)量和体积为代價(jia)的。这一技术路線(xian)，顯(xian)然无法在手机狹(xia)小的空間(jian)裏(li)实现。近幾(ji)年手机行业，雖(sui)然通过不断增(zeng)加(jia)摄像头数量和增大CMOS面积可以些(xie)許(xu)改变一些影像质量，但通过硬件規(gui)格(ge)和数量的提升终归是有盡(jin)头的，当手机摄像头增加到5摄，不仅带来了体积的增加，同时多(duo)摄像头的组合也给统一色调、影调的算法带来了更高門(men)檻(kan)。

手机影像要突破硬件带来的束(shu)縛(fu)，必(bi)須(xu)要另辟蹊(qi)徑(jing)。

在华为P50系列上，华为开创性地采用了计算光学（XD Optics）的技术，通过與(yu)镜头廠(chang)商(shang)的密(mi)切(qie)合作，在一个镜头模组设计之前和生产出来之后，通过设计上提前預(yu)測(ce)和后期(qi)测量，得知(zhi)該(gai)镜头光学的特(te)性，再通过算法来提前预测光路導(dao)致(zhi)的像差损失，从而改变“调制(zhi)传递函(han)数（MTF）”，来最大程度地还原在光信号传递过程中的损耗(hao)。任(ren)何光学镜头都是存(cun)在缺(que)陷(xian)的，不是设计和制造(zao)水(shui)平(ping)達(da)不到要求(qiu)，而是从光学理论来看，光在传递过程中一定(ding)會(hui)出现彗(hui)差、球差、色散(san)等问題(ti)，如何将光信号在传递过程中损失的信息重新找(zhao)回来，就是计算光学技术核心解決(jue)的问题。由于光路是可逆(ni)的，就能知道某(mou)个指(zhi)定波(bo)長(chang)的光线經(jing)过某一镜头、经过什(shen)么样的方式之后，输入(ru)和输出光线的差別(bie)，就可以通过算法彌(mi)補(bu)光学系统本身(shen)的一些损失，这就为计算光学提供(gong)了廣(guang)泛(fan)的想(xiang)象(xiang)空间。

据华为相(xiang)关人士(shi)介(jie)紹(shao)，在计算光学上，华为已经进行了很(hen)多年的研发，在P50上终于完成了革命性的突破。

在计算光学的技术方面，刀(dao)客(ke)与华为技术人士进行了相对深入的探(tan)討(tao)。他(ta)表示，用P50 Pro的潛(qian)望(wang)镜模组来說(shuo)，在图像进入光学器(qi)件的过程中会损失50%的图像信息（这个损失非(fei)常(chang)大），如果沒(mei)有计算光学參(can)与，只能通过后期图像信息處(chu)理技术来提升（XD Fusion）。以前没有计算光学时的图像处理，叫(jiao)半(ban)段(duan)式图象处理，按(an)照半段式，前面的光学部分损失50%，后面想辦(ban)法做(zuo)还原、恢(hui)復(fu)，最多只能做到60%图像原始信息的恢复。而在P50系列手机上，计算光学的加入，可以多还原25%的图像信息。从以前半段式还原60%的图像信息，可以提升到81%，这是很大的进步。在不占用过多手机空间的情(qing)況(kuang)下，就能获得高性能镜头模组带来的成像质量。

这些理论，在华为P50系列手机上得到了验證(zheng)，从实際(ji)拍照样張(zhang)来看，在高頻(pin)信号覆蓋(gai)的區(qu)域，图像的反差和清晰度有了明(ming)显的提升。这也证明了，通过计算光学，可以有效改善镜头的MTF曲(qu)线，特别在10线对的区域，可以有效提升图像的反差。华为方面表示，“据测算，P50 Pro的潜望镜MTF表现在计算光学技术的加持(chi)下，（传输光量）最多可以翻(fan)倍，尤(you)其在草(cao)地、樹(shu)葉(ye)、遠(yuan)处建築(zhu)物(wu)輪(lun)廓(kuo)等带有高频信息（反差）的场景(jing)，图像清晰度增强了很多。”

计算光学（XD Optics）在手机影像领域的應(ying)用，为手机影像的发展提供了一条全新的技术路线，同时这一技术，并不仅仅可应用于手机影像，对于单反甚(shen)至整个影像领域，都可以提供一条低(di)成本提升影像质量的技术方向。

三、华为P50用全新技术思路构建手机影像的技术体系

P50系列在影像方面的突破，还有一个重要的技术方向也同样值(zhi)得重視(shi)，这就是影像系统中的色彩还原，华为在P50系列产品中引入了“原色引擎”单元(yuan)。通过10通道的色溫(wen)传感器，環(huan)境(jing)光譜(pu)的提升率比(bi)以前提升50%，再加上色適(shi)应模型(xing)实现了軟(ruan)硬件高度協(xie)同，从而让成像色彩所見(jian)即(ji)所得，无限接近自然界(jie)的光谱，色彩更精準(zhun)、分辨率更高。

与之前行业通行的標(biao)准白(bai)平衡(heng)校(xiao)准不同，这次华为在原色引擎上，采用了全新的技术思路。在传统白平衡校准方式中，想拍顏(yan)色非常准確(que)的照片需要手動(dong)设置(zhi)白平衡，先拍一张白紙(zhi)做基准，然后再拍我们所需要拍摄的主体，主体色彩和环境色彩都会以这张白纸作为基准进行校正，这么做的結(jie)果的确把(ba)视野(ye)里面的白色拍成純(chun)粹(cui)的白色，但事(shi)实上我们人眼(yan)看到的可能并不是这样，人眼感受(shou)的色彩会随着环境色彩发生变化(hua)。

在原色引擎上，华为擬(ni)合人類(lei)感知色彩的流(liu)程（人类感知色彩有两部分：一是人眼看到，二(er)是人腦(nao)处理）。模拟人眼的部分做了独特的色彩空间的转化，图像传感器和多光谱传感器获得环境信息后，把RGB转为CIE-XYZ色彩空间，再进行人脑环節(jie)的模拟，使得光源(yuan)色彩变化时保(bao)持感知到的物体色彩尽量恒(heng)定，这就实现了拍摄的图像基本上和我们人眼看到的一样。

原色引擎的引入，让手机摄影在色彩表现上更加能真实的还原人眼所感知的影像，甚至为整个影像行业的色彩还原提供了一種(zhong)全新理念(nian)。

在华为的影像技术体系中，计算摄影（XD Fusion）经过多年的技术演进，已经成为计算摄影方向最有技术发展前景和价值的图像引擎。在多镜头不同維(wei)度的信号输入之后，XD Fusion Pro系统的计算机视觉单元开始进行不同畫(hua)面的語(yu)义識(shi)别，并通过设定标准进行不同场景的识别和主要特征(zheng)的识别，比如说背景中的草原、藍(lan)天(tian)、树林(lin)，以及拍照主体的人物、动物或靜(jing)物花(hua)卉(hui)，并重新结构化背景信息、主体及主体形勢(shi)等一系列画面要素。

经过重新结构化的画面信息，在神经網(wang)絡(luo)处理单元会重新组合，并根据已经经过大量数据訓(xun)練(lian)过的算法模型进行进一步的画面優(you)化处理，不同画面构成的归一化处理，包(bao)括(kuo)准确的白平衡、銳(rui)度、色彩饱和度、以及局(ju)部（比如臉(lian)部）的个性化特征处理。这是一种像素級(ji)的基于深度学习的处理，画面质量与输入的信号有了天壤(rang)之别。

由此，华为通过P50系列产品，将计算摄影的各(ge)个环节全部打通，通过计算光学，重构了物理镜头的调制传递函数（MTF），找回了在光信号传递过程中的损失，再通过XD Fusion，对多镜头的多维信息进行了图像的数字(zi)化重构，最大可能的发挥了各CMOS的光电转換(huan)的能力，同时通过原色引擎，让图像在色彩方面更加符(fu)合人眼觀(guan)察(cha)到的色彩，实现了真实世界在手机上的全新图像重构，这一技术体系，形成了完整并极具价值的手机影像发展的技术路线。

如果说P40之前，在计算摄影领域，华为和蘋(ping)果是这一行业并跑(pao)的两大玩(wan)家(jia)，那么随着在P40上全面釋(shi)放(fang)的XD Fusion图像引擎的出现，让华为在手机计算摄影领域的领先优势得以鞏(gong)固(gu)，到日前发布的P50，华为在计算摄影领域，形成了完整的技术体系，构建起了未来计算摄影的产业技术规範(fan)。

华为以计算光学（XD Optics）、计算摄影（XD Fusion）以及原色引擎形成的计算摄影的技术体系，完整的解决了镜头在光信号传递过程中的损失，XD Fusion Pro图像引擎让光信号通过深度学习算法最大可能地还原了图像信息，配(pei)合原色引擎实现了“真实”色彩的数字化重构，这一技术体系，不仅改变的是手机摄影领域，未来极有可能成为影像行业发展的里程碑(bei)。返(fan)回搜(sou)狐(hu)，查(zha)看更多

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