智能手機(jī)開始威脅到相機(jī)了?

在春節(jié)假期結(jié)束后，隨著MWC（世界移動(dòng)通信大會(huì)）在上海的開幕，對(duì)于智能手機(jī)行業(yè)來說，也到了每年春季新機(jī)發(fā)布的熱潮時(shí)期。

如果大家平時(shí)多有關(guān)注手機(jī)行業(yè)的相關(guān)信息，可能已經(jīng)知道即將登場(chǎng)的新機(jī)包括了Redmi的K40系列、realme的真我GT系列、OPPO的Find X3系列、魅族的魅族18系列、努比亞的紅魔游戲手機(jī)6、黑鯊的黑鯊游戲手機(jī)4、華碩的ROG游戲手機(jī)5、聯(lián)想的新款“拯救者”游戲手機(jī)，以及小米11的“大杯”、“超大杯”等一大批產(chǎn)品。

如果你經(jīng)常關(guān)注我們?nèi)咨钇饺盏漠a(chǎn)品分析與技術(shù)深度內(nèi)容，或許就還會(huì)記得，今年這些新款旗艦機(jī)型的功能亮點(diǎn)，主要還是集中在影像、顯示，以及游戲三大方面。特別在影像方面，2021年的新機(jī)相比2020年更是會(huì)在硬件用料、設(shè)計(jì)理念、細(xì)節(jié)做工方面進(jìn)步巨大，并有望帶來更為廣泛場(chǎng)景下的高畫質(zhì)表現(xiàn)。

說到這，可能有些朋友會(huì)不屑一顧了，就手機(jī)那么小的小攝像頭再怎么進(jìn)步，能與相機(jī)相提并論嗎？

講真，我們?nèi)咨钜郧捌鋵?shí)也一直堅(jiān)信，5000元以上的高端相機(jī)可能會(huì)是智能手機(jī)無法逾越的一座高峰。但時(shí)至今日，我們已經(jīng)可以明確地說，很多5000元、7000元，甚至近萬元的高端相機(jī)產(chǎn)品，都有可能已經(jīng)或者即將被一些機(jī)型在部分影像效果方面超越了。

快速“膨脹”的CMOS尺寸，日漸縮小了與相機(jī)的差距

相機(jī)相比于手機(jī)來說，在拍照設(shè)計(jì)上到底有哪些優(yōu)勢(shì)？如果將時(shí)間倒退五年，我們可以很明確地告訴大家，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。即尺寸大得多的影像傳感器（CMOS）、素質(zhì)高得多的光學(xué)鏡頭，以及性能強(qiáng)得多的獨(dú)立ISP（影像信號(hào)處理器）芯片。

但是大家要知道的是，在這三點(diǎn)上，智能手機(jī)與相機(jī)不僅僅原理相通，而且實(shí)際上技術(shù)差異的程度也并沒有大家想象中的那么大。

比如說現(xiàn)在大家都知道智能手機(jī)的興盛，確實(shí)淘汰了過去千元級(jí)、兩千元級(jí)的那些“卡片相機(jī)”，但說到理由，可能許多朋友會(huì)單純地會(huì)將其歸結(jié)為手機(jī)拍照更方便，更便于進(jìn)行社交分享。其實(shí)這種看法并不全面，因?yàn)榇蠖鄶?shù)朋友可能并不知道，卡片相機(jī)的CMOS尺寸，實(shí)際上大部分也只有1/3英寸、或者1/2.6英寸的水平。換而言之，差不多2014年大部分中高端機(jī)型所使用的CMOS尺寸，就已經(jīng)比同期的卡片相機(jī)還要更大、更高端了。

然而，這還只是多年前的情況。放到現(xiàn)在來看，基本千元級(jí)以上的機(jī)型，主攝CMOS的尺寸都已經(jīng)來到了1/1.7英寸或以上，部分旗艦產(chǎn)品甚至具備了多個(gè)1/1.7英寸以上級(jí)別的CMOS。那么1/1.7英寸在傳統(tǒng)相機(jī)上是什么概念呢？簡(jiǎn)單來說，在索尼搞出1英寸底的“黑卡”之前，1/1.7英寸就曾經(jīng)是專業(yè)卡片相機(jī)的CMOS標(biāo)桿尺寸。舉例而言，采用了1/1.7英寸的徠卡D-LUX6，就是一款上市價(jià)格高達(dá)7400元的“信仰神機(jī)”，然而誰敢說它的拍照就比當(dāng)前的旗艦手機(jī)更強(qiáng)了呢？

不僅如此，實(shí)際上1/1.7英寸在當(dāng)今手機(jī)行業(yè)中甚至都已經(jīng)“爛大街”了。對(duì)于那些真正的影像旗艦機(jī)型而言，它們所使用的CMOS通常都還要再大上一兩圈。比如OPPO定制的5000萬像素旗艦CMOS IMX766，就擁有1/1.56英寸大底；三星自家機(jī)皇Galaxy S21 Ultra獨(dú)占的1億像素HM3，CMOS尺寸就達(dá)到了1/1.33英寸；而vivo與蔡司聯(lián)合推出的影像旗艦X60 Pro+采用的5000萬像素雙核對(duì)焦CMOS GN1，尺寸更是高達(dá)1/1.31英寸。

你以為這就到頭了？顯然并沒有。就在近日，三星方面推出基于GN1的高階手機(jī)CMOS——GN2，它不僅延續(xù)了GN1上被證明十分成功的“大底+大像素+雙核對(duì)焦”設(shè)計(jì)理念，還首次使用了1/1.12英寸的超大底設(shè)計(jì)。這不僅使得它成為了迄今為止最大尺寸的手機(jī)CMOS，更賦予了其久違的1.4μm超大單像素尺寸和強(qiáng)大的全像素八核對(duì)焦能力。

而1/1.12英寸這個(gè)CMOS大小，實(shí)際上已經(jīng)相當(dāng)接近于部分中高端相機(jī)所采用的1英寸底了。這也意味著智能手機(jī)的CMOS尺寸在超越了普通卡片相機(jī)后，如今又已經(jīng)呈現(xiàn)出追平部分專業(yè)級(jí)設(shè)備的趨勢(shì)。

彎道超車的硬件性能，讓相機(jī)反而落于下風(fēng)

稍有攝影知識(shí)的朋友可能知道，CMOS尺寸的增大，本身也會(huì)導(dǎo)致相同焦距下鏡頭組件的厚度增加，因此對(duì)于智能手機(jī)來說，CMOS尺寸的增加必然也是存在一定上限的。再加上手機(jī)鏡頭受到體積和功耗的制約，不可能真就做到像單反那么又粗又長，所以即便是相近的CMOS尺寸，智能手機(jī)的相機(jī)進(jìn)光量和光學(xué)分辨率也必然會(huì)與傳統(tǒng)相機(jī)存在一定的差距。

然而正因?yàn)橹悄苁謾C(jī)很難只通過單幀拍攝獲取優(yōu)異的畫質(zhì)，因此無論是上游的芯片廠商還是下游的手機(jī)品牌，都很早就開始強(qiáng)調(diào)“多幀合成”與“計(jì)算攝影”這兩大技術(shù)路線。

所謂多幀合成，就是在按下快門的一瞬間快速拍攝十幾張至幾十張照片，然后將它們重疊在一起把畫面的細(xì)節(jié)相互補(bǔ)充，從而得到噪點(diǎn)更少、明暗對(duì)比更清晰的成像方式。

而所謂計(jì)算攝影，就是通過AI進(jìn)行對(duì)象識(shí)別和場(chǎng)景偵測(cè)，在按下快門前就已經(jīng)“認(rèn)出”所需拍攝的對(duì)象及場(chǎng)景等信息，進(jìn)而在整個(gè)拍攝過程中對(duì)白平衡、曝光時(shí)間、對(duì)焦點(diǎn)的位置等進(jìn)行自動(dòng)控制，并在拍攝完成后對(duì)圖像細(xì)節(jié)通過算法進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)和增強(qiáng)的一種機(jī)制。

那么問題就來了，傳統(tǒng)的相機(jī)是否也能實(shí)現(xiàn)上述這些拍攝功能呢？首先我們告訴大家，同樣可以。但相機(jī)上的多幀合成與手機(jī)相比，一方面是合成的幀數(shù)要少得多（相機(jī)上通常都只會(huì)用三幀進(jìn)行合成，而手機(jī)如今則是幾十幀）；另一方面，相機(jī)上的AI技術(shù)誕生時(shí)間要比手機(jī)晚得多，基本是到2020年前后才開始有極少數(shù)相機(jī)配備AI對(duì)焦及AI白平衡等技術(shù)。相比之下，手機(jī)上早在2015年就已經(jīng)出現(xiàn)了基于AI處理的計(jì)算攝影技術(shù)，并且取得了很好的效果。

為什么會(huì)這樣？一方面正如我們?cè)谇拔闹兴v到的那樣，是因?yàn)槭謾C(jī)行業(yè)意識(shí)到了本身設(shè)備體積所帶來的制約，所以更加積極地研發(fā)更強(qiáng)的ISP，并且開發(fā)更為復(fù)雜的成像算法。而另一方面，相機(jī)行業(yè)拘泥于傳統(tǒng)的成像思路，卻反而在機(jī)內(nèi)處理方面有所怠慢。

舉個(gè)典型的例子，如果大家平時(shí)有關(guān)注各大相機(jī)廠商所使用的處理器方案就會(huì)知道，他們通常會(huì)根據(jù)機(jī)型的像素級(jí)別和功能設(shè)計(jì)，來為其搭配剛好夠用的ISP。比如一臺(tái)5000萬像素的相機(jī)，就會(huì)只搭配能滿足5000萬像素處理需求的ISP芯片，只有等到未來需要推出更高像素的機(jī)型時(shí)，相機(jī)廠商才會(huì)換用新的ISP方案。

但是智能手機(jī)則不然，現(xiàn)在那些1億像素、5000萬像素的機(jī)型所集成的ISP本身的吞吐量，很多都已經(jīng)高達(dá)每秒十幾億、甚至每秒二十幾億像素了。也正是這種遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CMOS本身的圖像處理能力，給了手機(jī)進(jìn)行超多幀合成處理的底氣。更不要說，很多當(dāng)前最新的相機(jī)主控芯片，AI算力才剛剛達(dá)到1TOPS左右，而手機(jī)呢？早就已經(jīng)到10TOPS、甚至26TOPS了。

學(xué)習(xí)手機(jī)改變產(chǎn)品定位，相機(jī)行業(yè)已然“服軟”

如果說幾年前傳統(tǒng)相機(jī)廠商還可以仗著自己有“大底”，放棄低利潤的家用卡片機(jī)市場(chǎng)，而在單反、單電領(lǐng)域繼續(xù)耀武揚(yáng)威的話。那么當(dāng)手機(jī)上的主攝CMOS已經(jīng)逼近高端相機(jī)的尺寸，當(dāng)手機(jī)上的成像技術(shù)和算法復(fù)雜度早已超出相機(jī)數(shù)倍甚至數(shù)十倍的情況下，即便是相機(jī)廠商如今也已經(jīng)很明顯地從他們的產(chǎn)品陣容中，表現(xiàn)出了“露怯”的情緒。

例如現(xiàn)在越來越多的相機(jī)都配備了與手機(jī)“聯(lián)動(dòng)”的功能，最簡(jiǎn)單的是可以直接在手機(jī)上查看相機(jī)里的照片，便于用戶隨拍隨發(fā)。高級(jí)一點(diǎn)的是可以通過手機(jī)屏幕遠(yuǎn)程控制相機(jī)，從而將復(fù)雜的旋鈕和按鈕操作變?yōu)楝F(xiàn)代人習(xí)慣的觸控操作。而更高級(jí)一點(diǎn)的設(shè)計(jì)，甚至還能直接讓手機(jī)成為相機(jī)或攝像機(jī)的一部分，通過結(jié)合手機(jī)的算力、顯示能力和通訊能力，來為傳統(tǒng)影像設(shè)備增添更多的功能。

我們前文中曾講到，現(xiàn)在很多最新款的相機(jī)都開始強(qiáng)化ISP配置，開始配備一些基于AI算法、基于對(duì)象識(shí)別的成像技術(shù)。而這實(shí)際上就意味著相機(jī)廠商已經(jīng)逐漸放棄了傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)的“矜持”，逐步在認(rèn)同智能手機(jī)上基于算法成像的理念。

甚至于當(dāng)我們審視近來的相機(jī)新品時(shí)，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的單電、單反和專業(yè)級(jí)卡片相機(jī)，都不再把靜態(tài)圖像拍攝能力作為主打設(shè)計(jì)，相反它們已經(jīng)開始強(qiáng)調(diào)對(duì)焦速度、連拍速度，以及還有6K或8K的專業(yè)級(jí)攝像功能。為什么要強(qiáng)調(diào)這些？因?yàn)閷?duì)于如今的智能手機(jī)來說，超快速的連續(xù)拍攝和專業(yè)級(jí)（影視級(jí)）的攝像功能其實(shí)是相對(duì)比較明顯的短板，而在最尋常的靜態(tài)圖像拍攝上，即便是高價(jià)的相機(jī)產(chǎn)品，也已經(jīng)很難再與手機(jī)拉開決定性的差距了。
責(zé)任編輯:tzh