華為的移動影像光學(xué)藍圖：讓拍照“見所未見”

俗話說“眼見為憑”，未來移動影像新時代，很可能被“見所未見”全新影像體驗所徹底推翻！移動手機大廠華為將深化其在移動影像的布局，雙管齊下，一方面硬件芯片著手推出GPU，除了在手機終端提升影像處理能效，還將以NVIDIA為技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)，擴展其他領(lǐng)域的影像應(yīng)用“護城河”；另一方面，也將從未來多種光學(xué)“黑科技”著手，串連起虛擬與現(xiàn)實想像之間的連接，進而創(chuàng)造全新的視覺體驗。

華為GPU以NVIDIA為技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)

日前華為亦正式宣布，在手機平臺通過軟硬件協(xié)同實現(xiàn)GPU Turbo技術(shù)，未來該技術(shù)應(yīng)用在AR、VR、3D UI、動效渲染等交互界面上，手機圖形處理效率可望提升60%，同時SoC功耗可降低30%。這也是華為手機在安卓系統(tǒng)上自行研發(fā)取得的突破性進展。

過去，華為海思麒麟芯片GPU在安卓系統(tǒng)上的能效一直不彰，而其獲得ARM GPU架構(gòu)授權(quán)后，半導(dǎo)體部門對手機GPU進行優(yōu)化。

據(jù)悉，華為自2015年起便啟動GPU技術(shù)研發(fā)，而2016年更是大巨招兵買馬，組建GPU研發(fā)團隊。近日新發(fā)布的GPU Turbo就是運用NPU和GPU的協(xié)同工作，來降低CPU負載，大幅度提高圖像處理能力。

據(jù)悉，華為海思內(nèi)部也針對全球GPU業(yè)者進行極透徹研究，認為GPU運用在數(shù)據(jù)中心和云端服務(wù)器滲透率仍不足，屬于利基市場，在此領(lǐng)域挑戰(zhàn)NVIDIA的龍頭地位有一定難度；華為海思也將對標(biāo)NVIDIA作為長遠技術(shù)攻關(guān)的目標(biāo)。

深耕GPU垂直應(yīng)用建立“護城河”

此外，華為海思也著眼于未來GPU深耕長尾的市場價值，其價值體現(xiàn)在于垂直整合解決實際商業(yè)問題，例如在手機與汽車市場布局，構(gòu)建垂直領(lǐng)域的端到端護城河，深耕“長尾”。

例如GPU應(yīng)用于在數(shù)據(jù)中心利基市場，約近30億美元市場規(guī)模；安防監(jiān)控近1億攝像頭出貨量，以及傳統(tǒng)監(jiān)控芯片市場規(guī)模20億美元；自動駕駛9000萬汽車出貨量，未來ADAS市場更達10億美元，無人駕駛L2/L3市場20億美元，L4/L5市場50億美元市場規(guī)模；以及智慧家庭領(lǐng)域內(nèi)智能音箱、智能攝像頭、游戲機等裝置；以及智能手機近15億出貨量，其中AP市場規(guī)模400億美元； AI醫(yī)療應(yīng)用如醫(yī)學(xué)影像診療、高性能計算；機器人/無人機近數(shù)百萬出貨量等應(yīng)用。

手機移動市場或許只是華為的一個起步，未來將以持續(xù)的研發(fā)投入GPU研發(fā)，例如車聯(lián)網(wǎng)的影像處理應(yīng)用，也是延展的另一大領(lǐng)域。華為在GPU的布局未來將對整個行業(yè)與競爭者產(chǎn)生何種影像，值得觀望期待。

十年內(nèi)研發(fā)暴增近九倍2017年超過蘋果

除了芯片領(lǐng)域，為了提升影像處理的能性與應(yīng)用，未來將加大研發(fā)投入六大核心領(lǐng)域，包括相機光學(xué)、AI、計算、網(wǎng)絡(luò)、虛擬影像、交互等持續(xù)的投入研發(fā)資源。

持續(xù)研發(fā)的背后，同樣也是長期巨額的研發(fā)資金投入，據(jù)華為公開資料顯示，2017年華為研發(fā)投入104億歐元，占營收14.9%已經(jīng)超過蘋果，并居全球第六位。

累計十年來，華為也投入約3940億元的資金，這樣的投入是國內(nèi)任何一家企業(yè)無法比擬的，即便在國際上也處于領(lǐng)先群。值得注意的是，華為加大自主研發(fā)投入，十年來研發(fā)金額近9倍增長。

事實上，相機光學(xué)新科技，也是華為未來進一步影像處理關(guān)注的環(huán)節(jié)，華為認為，手機卻已成為影像的紀(jì)錄創(chuàng)作交流分享最重要的移動裝置。未來移動影像的未來將呈現(xiàn)“宇宙大爆炸”并實現(xiàn)無縫連接人類與真實和虛擬世界。

而除了從芯片硬件與軟件加速處理運算著手，物理光學(xué)新技術(shù)的運用，也是不容忽視。

華為相當(dāng)看好未來光學(xué)的技術(shù)將帶給人類視覺全新的體驗，包括三大炫“黑科技”。首先是超透鏡(metalens)成像技術(shù)，超透鏡運用單片純平超薄透鏡成像，打破過去多層透鏡，壓縮鏡頭尺寸。

華為看好三大未來光學(xué)“黑科技”

與傳統(tǒng)透鏡相比，超透鏡最大的優(yōu)點就是體積微型化，小到人的肉眼都難看見，而且超透鏡所能實現(xiàn)的功能遠超傳統(tǒng)透鏡。一般來講，只需要一片超透鏡就可以取代相機中的透鏡組，若是想要打造可辨識焦距的鏡頭，搭配兩三片超透鏡使用也能達成。

因為超透鏡的厚度是納米級，盡管用許多鏡片，但幾乎不會感覺到它的存在。所以拿超透鏡來做各式應(yīng)用，例如手機、相機鏡頭或是公共場所的監(jiān)視器鏡頭都會變得很小，甚至薄如一張紙，因此也讓鏡頭與產(chǎn)品體積變得更輕量化。

再者，就是光子(Photon)成像全材料透視成像。傳統(tǒng)暗光場景下，用相機拍攝需要感光度，但如果在全黑環(huán)境下就無法拍照。而光子成像則可以在全黑的環(huán)境下拍照，通過從收集單個粒子的反射光來生成3D圖像。

與傳統(tǒng)相機不同，它用可見激光的超低強度脈沖對目標(biāo)物體進行掃描，激光將脈沖掃向指定位置，被反射回的單光子會被高度靈敏的固態(tài)探測器記錄下來。每一個被照到的位置都會給最終影像添上一個元素并被記錄下來。

事實上，華為曾對外展示光子透視技術(shù)，手機用于食物檢測，體內(nèi)病原檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)全材料透視成像，看到人體皮膚之下病變的組織。

可以說，華為現(xiàn)階段對相機的認知已經(jīng)不僅僅只是停留在如何把照片拍好這么一個階段了，已經(jīng)在著手于如何把相機與人體健康結(jié)合在一起，以便發(fā)揮更大的作用。

另外一個飛秒(Femto)成像技術(shù)，則更是驚人，以飛秒級脈沖光掃描，能夠繞過或穿透物體“見所未見”，飛秒技術(shù)能用在各種需要“透視”的地方，比“X眼”還強大，不過目前多處于實驗室階段。

華為指出，這三種光學(xué)新技術(shù)都將創(chuàng)造全新的視覺體驗。以后手機已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)3D交互與虛擬影像進行交互。實現(xiàn)真實與虛擬世界之間的連接，而華為將持續(xù)不斷投入新技術(shù)研發(fā)與合作。