技術(shù)分析：?jiǎn)螖z像頭是如何壓制雙攝軍團(tuán)的？

　　技不外傳的相機(jī)算法

　　剛才提到了“三分天注定”，接下來(lái)我們要聊一聊“七分靠打拼”的故事了。

　　每當(dāng)我們拿到新買(mǎi)的手機(jī)，想拿它拍張照片發(fā)微博朋友圈炫耀一下的時(shí)候，往往看完拍出來(lái)的照片，選擇默默刪掉，心里默念“呸，這怎么和樣張上的不一樣!”

　　拋開(kāi)前期取景技巧(和后期PS造假)的因素不提，單單是手機(jī)廠商楊照的拍攝，就需要運(yùn)用三腳架、穩(wěn)定器、補(bǔ)光燈等一系列設(shè)備，加上ISO、白平衡、曝光時(shí)間的一系列調(diào)節(jié)，才會(huì)得到一張“樣片”水準(zhǔn)的照片。

　　而你呢?無(wú)非只是希望看到旅途中流連忘返的景色或是街邊稍縱即逝的艷遇，從兜里掏出手機(jī)，按下快門(mén)，隨手拍出一張好的照片而已。

　　沒(méi)錯(cuò)，就是“舉起手機(jī)，對(duì)準(zhǔn)拍攝對(duì)象，按下快門(mén)”這么簡(jiǎn)單，也許整個(gè)過(guò)程不超過(guò)一秒鐘。

　　那么在這零點(diǎn)幾秒的時(shí)間里，手機(jī)自己都處理了哪些事情呢?

　　以iPhone7為例：在你按下快門(mén)后的0.025秒的時(shí)間里要經(jīng)過(guò)：面部識(shí)別→自動(dòng)曝光→自動(dòng)對(duì)焦→自動(dòng)白平衡→廣色域抓取→本地色調(diào)映射→畫(huà)面降噪→多幀圖片合成 在內(nèi)的8項(xiàng)步驟，這些步驟都是在你“優(yōu)雅”地按下快門(mén)后，手機(jī)通過(guò)自己的運(yùn)算所得出的結(jié)果。

　　而這套手機(jī)的算法，正是每家廠商的不傳之秘，廠商調(diào)教得越好，手機(jī)能夠自動(dòng)勝任的工作越多，也就離我們“隨手拍出好照片”的目標(biāo)越近。

　　而說(shuō)到調(diào)校一直是iPhone的“優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目”，雖然論風(fēng)格各家自成一派，例如三星手機(jī)的濃艷、OPPO手機(jī)的紅潤(rùn)、小米手機(jī)的高色彩飽和度，但iPhone的白平衡的色彩調(diào)校則少了前面幾家的“討喜”元素，力求還原人眼所見(jiàn)的感覺(jué)。

　　正所謂：調(diào)的準(zhǔn)的叫還原，調(diào)不準(zhǔn)的的叫風(fēng)格，風(fēng)格每個(gè)人各有所愛(ài)，但真實(shí)就是真實(shí)。

　　穩(wěn)定的“傻瓜式”相機(jī)表現(xiàn)，讓iPhone用戶遠(yuǎn)離了手動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)的繁瑣，雖然在硬件水平已被安卓手機(jī)大幅趕超的情況下，用一顆小小的1/3英寸CMOS，依舊可以占據(jù)高端手機(jī)榜單的一席之地。

　　當(dāng)然，研究算法的投入也是極大的，需要一個(gè)龐大的團(tuán)隊(duì)，從光穿透第一層手機(jī)鏡片開(kāi)始，到如何映射到傳感器，再由處理器轉(zhuǎn)化為圖像，都需要在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反復(fù)測(cè)試。根據(jù)蘋(píng)果CEO蒂姆·庫(kù)克(Tim Cook)接受《60分》節(jié)目采訪時(shí)透露，專門(mén)為iPhone開(kāi)發(fā)攝像頭的團(tuán)隊(duì)目前員工數(shù)量就已經(jīng)超過(guò)了800名?！?/p>

　　800名員工研究攝像頭是什么概念，據(jù)說(shuō)老羅的錘子手機(jī)全公司上下一共也就這么多人，所以錘子T1發(fā)布時(shí)，由于人員有限，算法調(diào)?；疽抠I(mǎi)“現(xiàn)成”的，所以才有了老羅日本拜訪五十嵐千秋，后因T1拍照實(shí)在太爛，五十嵐不認(rèn)賬，最后就有了”老羅被日本人坑了“的笑話。

　　硬件性能是體驗(yàn)的保證

　　對(duì)于手機(jī)拍攝來(lái)說(shuō)，光有好的鏡組和感光元件只是第一步，廠商優(yōu)良的調(diào)校算是第二步，隨著這幾年手機(jī)像素的提高以及算法的升級(jí)，用戶拍出好照片越來(lái)越容易，但是手機(jī)自己要實(shí)時(shí)處理的運(yùn)算量就要大得多。

　　當(dāng)然這對(duì)于手機(jī)的性能也是一個(gè)極大的消耗，仍以iPhone 7為例，從按下快門(mén)到成片僅僅25毫秒的時(shí)間里，手機(jī)要進(jìn)行多達(dá)1000億次的運(yùn)算!

　　當(dāng)你的手機(jī)沒(méi)有足夠強(qiáng)勁的性能，無(wú)法在短時(shí)間里進(jìn)行如此龐大的運(yùn)算，要么會(huì)在拍照時(shí)比別人慢半拍，要么為了保證拍照流暢降低了手機(jī)后期處理的標(biāo)準(zhǔn)，讓成像效果大打折扣。

　　除了我們常說(shuō)的CPU和GPU，芯片廠商還會(huì)為自家的旗艦級(jí)芯片定制獨(dú)立的ISP和DSP?！?/p>

　　Image Signal Processing(ISP，圖像信號(hào)處理)

　　是在手機(jī)中用來(lái)對(duì)前端圖像傳感器輸出信號(hào)處理的強(qiáng)大處理引擎。負(fù)責(zé)CMOS信號(hào)的實(shí)時(shí)導(dǎo)出，以及照相錄像時(shí)的曝光、白平衡、防抖運(yùn)算等。上文提到iPhone 7 能夠在25毫秒的時(shí)間里進(jìn)行1000億次運(yùn)算，基本上都是這顆ISP的功勞。

　　除了蘋(píng)果用上了獨(dú)家的ISP，安卓陣營(yíng)的旗艦芯片也有獨(dú)家定制的ISP，例如高通的驍龍820采用了14位圖像信號(hào)處理器Spectra ISP，最高支持2800萬(wàn)像素/30fps，吞吐量最高1.2GPix/sec(每秒12億像素)。

　　換句話說(shuō)，我們用著比當(dāng)年阿姆斯特朗登月時(shí)還要強(qiáng)大的設(shè)備，僅僅是為了拍出一張好照片。