以攝影勇立潮頭 靠創造踏浪前行 國產手機品牌崛起,在新時代閃耀光輝

當今,中國手機企業不愿僅做國外品牌的“代工廠”,開始在芯片、攝像頭、屏幕等核心零部件,以及整機品牌等高附加值的環節全面發力。與十年前相比,不論是手機技術研發還是核心零部件產業,中國與美日韓的關系都發生了深刻變化。隨著5G時代的到來,越來越多的用戶正從影像的記錄與觀看過渡到影像的理念表達。未來,科研人員對影像技術的持續探索之路,有了5G、虛擬現實和人工智能等前沿技術的助力,并通過軟硬件的緊密結合,將帶來更加清晰、唯美和有趣的攝影體驗。展望未來,沉浸于東方美學思維的中國手機廠商,以中國強大的工業體系為后盾,將繼續砥礪前行,探索人類視覺表現的星辰大海!  

來源于IDC的數據。

9月6日,在德國IFA展上,華為召開了一個備受矚目的發布會,正式發布麒麟990/麒麟990 5G移動處理器。首款配置該芯片的華為旗艦新機Mate 30于19日在慕尼黑與消費者見面。

余承東在發布會上介紹華為麒麟990 5G芯片。華為消費者業務CEO余承東在發布會上說,目前市售的手機芯片解決方案都是以4G芯片+5G基帶的外掛方式實現的,而麒麟990 5G完全內置5G基帶,實現了業界首創。麒麟990無疑為華為搶得了5G手機市場的先機。中國手機的發布會一直被全球影友關注,因為攝像頭技術的突破總能給攝影人帶來驚喜。而這款芯片帶來的是AI算法升級和暗光拍攝更強。麒麟990 5G芯片具備目前市售芯片中最高的AI算力。在發布會現場的展示當中,基于AI分割的實時視頻后處理渲染技術,為手機視頻帶來畫面逐幀調節色彩的功能,這是以往非AI處理器做不到的。這款芯片還搭載第五代ISP處理器,首次在手機芯片上實現BM3D(Block-Matching and 3D filtering)單反級硬件降噪技術,照片降噪能力提升30%。暗光場景下拍攝的照片將更加明亮清晰。同時,該芯片首發的雙域聯合視頻降噪技術,能讓視頻降噪能力提升約20%。

市場占有率全球領先當今世界,無論奧運會還是家庭聚會,人和手機攝像頭都會按照1∶1的配比出現。任何一個值得記憶的瞬間,人們都會自覺地拿出手機來拍攝。這是一個讓開啟智能手機時代的喬布斯都無法預計的結果。從全球視角看,中國的智能手機行業已成為一個蓬勃發展、創新聚集的領域,不但是首屈一指的制造中心,更是技術創新重要基地。

來源于IDC的智能手機全球市場占有率變化趨勢圖(2018年二季度至2019年二季度)。當前,全球五大智能手機公司中,除了蘋果和三星,其他三家:華為、小米、OPPO,都是中國公司。來自國際數據公司(IDC)的數據顯示,2019年第二季度全球市場份額三星為22.7%,占據第一;而華為是17.6%,占據第二;第三的蘋果以10.1%被遠遠拋在后面;同時小米和OPPO分別以9.7%和8.9%,在第四和第五的位置正在奮力追趕。如果把所有的中國公司加在一起,中國品牌的手機全球市場份額已經領先多年。而第三方機構Canalys統計數據顯示,2019年第二季度OPPO全球市場出貨量為3060萬,占據9.2%市場份額。與去年同期基本持平。排名全球第五。本季度,OPPO在東南亞市場創下有史以來最好表現,達到了49%的同比增長率。業務已遍及全球40多個國家和地區。

OPPO新發布的RENO 5G智能手機。目前全球已經有5億多用戶成為華為手機的粉絲。2019年6月,BrandZ最具價值全球品牌百強榜發布,華為連續第四年進入榜單TOP50。隨著5G時代的到來,在多個機構的預測報告中,明年華為的出貨量將超過三星,占據第一,這正得益于5G技術的全面普及。機構還普遍認為,除了產品技術優勢,華為還擁有在中國本土強大的消費者群體。

讓每個人帶上一部好“相機”中國人的審美中一直重視圖像,如同象形文字沿用至今。當今,中國的攝影愛好者數量世界第一,是真正的攝影大國。而有了智能手機,每個中國人都可以變為攝影愛好者。因而,廣義上的攝影已經成為每個中國人生活的一部分。在這背后是中國手機制造廠商,在手機的研發中極其重視攝影模塊的各項技術創新。讓每個人帶上一部好“相機”,幾乎是中國手機廠商一致的努力方向。為了實現這個目標,中國手機制造廠商付出了極大努力,在與國際品牌合作的過程中積極探索,一路艱辛終成就了今日之風光,也讓中國手機在全球競爭中有了明顯優勢。華為的思考是,如何讓手機復制膠片時代那些偉大的照片,讓手機拍攝的照片也有“情感”和“思想”。于是,2014年的夏天,一個華為的手機團隊拜訪了德國徠卡公司總部。嚴謹的徠卡高層被中國人的真誠打動,于是,一家技術苛刻的“百年老店”和一個創新實干的“冉冉新星”就這樣聯姻了。徠卡堅持把徠卡鏡頭的測試標準用在手機鏡頭測試,因為這是優秀圖像的基礎。華為的研發人是不妥協的,勇于接受挑戰,除了聚焦攻克技術難題,還與供應商并肩作戰。一百多年影像文化的精髓就這樣注入了一家中國手機制造廠商。兩年后,華為在倫敦發布了雙鏡頭手機P9和P9 Plus。華為和徠卡聯合研發的雙鏡頭拍照系統,成為發布會最大的亮點。當時,很多攝影師拿P9的黑白模式拍出黑白影調豐富的“徠卡味”照片,終于認可了智能手機的攝影器材的地位。從此,用手機拍攝的照片逐漸被大篇幅用在出版物上。又過了兩年,華為在法國巴黎發布了P20 Pro和P20手機,其三鏡頭攝像模塊依然是和徠卡合作開發的,并且在國際專業攝影設備測評機構DxO Mark的手機攝影性能排行榜上,首次超越三星,分別拿下了第一和第二的位置。此后,從華為P20 Pro到Mate20 Pro,再到最近發布配有超感光徠卡四攝鏡頭的P30 Pro,華為幾乎穩坐DxOMark榜單首位。進一步審視最新的DxOMark手機榜單,前十款的手機中有六款是中國品牌,其中華為四款、小米和一加各一款。中國品牌已經霸榜DxO Mark了。中國品牌OPPO從另外一個方向對手機的影像技術做出了創新,那就是“美顏”。以用戶為導向,OPPO的影像團隊通過大量用戶調研,挖掘消費者的場景需求與痛點,總結出了用戶的影像需求,并成為自身手機的影像理念。OPPO的理念認為影像不僅是記錄,更是拍攝者的自我表達。它包含了拍攝者當下的意識、情緒和故事。于是,研究人員開始深入探索手機計算光學。2016年,OPPO發布了采用像素聚合技術的R9,OPPO知識產權團隊在像素聚合技術上布局了超過100件專利,截至目前已有56件獲得授權,其中發明專利201510960708.6在2018年中國專利獎評選中獲得銀獎。2018年,OPPO在Find X上首發了安卓陣營的結構光技術,OPPO知識產權團隊在結構光技術上的布局涉及硬件結構、邏輯框架、軟件設計、安全設計等領域,已申請了超過500件專利,其中PCT申請80件,布局范圍涵蓋十余個國家和地區。2018年5月,OPPO通過3D結構光深度相機將3D人像還原出來,基于這個高精度3D人臉信息實現更細致的人像美顏,引領了3D美顏技術的發展。同時,它還是混合光學變焦技術的開創者之一。截至2019年8月30日,OPPO影像領域的專利數量多達4431件。被譽為“非洲手機之王”的中國品牌“傳音”,雖然在國內沒有多少知名度,但是在非洲廣袤的大地上,市場占有率排名第一。它的成功不僅靠低價,還有對非洲用戶需求的洞察,研發出非洲人喜愛的功能。在攝影方面,傳音研制了黑人膚色攝像技術、夜間拍照捕捉技術和暗處人臉識別解鎖功能等,頗受非洲兄弟喜愛。根據IDC統計,傳音2018年在非洲的市場占有率高達48.71%。

成功打開非洲市場,并取得領先地位的中國智能手機品牌——傳音。從中國制造到中國創造中國手機行業歷史性崛起,是中國制造業轉型升級的一個縮影,是從中國制造跨越到中國創造的光榮與夢想。當今,中國手機企業不愿僅做國外品牌的“代工廠”,開始在芯片、攝像頭、屏幕等核心零部件,以及整機品牌等高附加值的環節全面發力。與十年前相比,不論是手機技術研發還是核心零部件產業,中國與美日韓的關系都發生了深刻變化。特別是今年8月,華為發布了萬眾期待的鴻蒙OS。這是一個基于微內核的全場景分布式操作系統,雖然還沒有適配手機,但我們相信那只是時間問題。這是中國手機廠商在軟件領域的重大突破,將對全球手機發展產生深遠的影響。在5G時代來臨之時,中國廠商慢慢變成了領跑者。而這背后是中國企業巨大的研發投入。以華為為例,這家公司堅持每年將10%以上的銷售收入投入研究與開發,研發員工超過8萬名,過去十年累計研發投入約730億美元。OPPO透露,在2019年投入100億人民幣研發資金,用以提升企業研發的創新實力和技術儲備。其研發團隊擴充到1萬多人。之后OPPO還會逐年加大研發投入,并將整合供應鏈,開放引入專家和技術人才,不斷提升研發實力。2017年,OPPO推出聚焦人像攝影的旗艦拍照手機R11,搭載前后2000萬像素攝像頭。后置采用1600萬廣角+2000萬長焦的智選雙攝方案,前置采用2000萬像素的美顏廣角鏡頭,智能識別人物輪廓,提亮膚色。通過專業人像模式,能夠帶來清晰自然的背景虛化效果。R11還搭載與高通合作打造專為OPPO優化的旗艦影像處理器SPECTRA 160 ISP。2018年5月,OPPO通過3D結構光深度相機將3D人像還原出來,基于高精度3D人臉信息進行更細致的人像美顏,引領3D美顏技術發展;2018年8月,OPPO成功推出 R17 Pro,成為國內首款搭載商用TOF(Time of Flight)3D立體攝像頭的安卓手機,推動智能手機后置拍照從2D進入3D時代;2018年8月,OPPO在R17/R17 Pro上推出超清夜景模式。該模式通過OPPO AI超清引擎和色彩引擎實現,能夠智能識別夜景啟用超清夜景模式,通過算法對夜景以及夜景中的人像呈現進行針對性優化。 2019年1月,OPPO推出了10X混合光學變焦技術。OPPO影像團隊采用了“超清主攝+潛望式長焦+超廣角”組合,整體設計堪稱復雜。棱鏡是潛望結構的核心。

OPPO為解決智能手機拍照模塊的變焦問題,采用了新穎的潛望式鏡頭設計。如何解決棱鏡的可靠性、提升精度,并為棱鏡運動提供強大驅動力,是影像團隊需要攻克的首道難題。為此,研發團隊夜以繼日,在幾十種材質中選取了透光率好、折射率高同時強度也更好的玻璃,并通過特殊的結構保護,實現可靠性最優的設計方案,同時在這個結構基礎上設計出依靠磁場,在軌道上進行弧形轉動的獨特運動方式。長焦帶來的防抖難題是影像團隊面臨的第二大難題,影像團隊遍訪產業鏈,最終敲定以滾珠式方案,保證使用體驗與可靠性,最高達到了0.001445度的防抖精度。變焦過程的流暢則直接影響消費者體驗,三攝模組的調校成為第三關。為此,OPPO嘗試了算法優化和標定改善兩個方向,其中以標定的重新開發最為艱難。標定是相機將三維幾何轉化為二維圖像過程中算法的制定過程,其結果直接影響成像的準確性。在此之前,產業鏈的合作伙伴從沒有做過10倍光學變焦的平滑算法,工程師們相當于從零開始,通過不斷的修改和迭代,最終依靠復雜的程序與嚴密的設計,標定數據達到了令人滿意的水準,為10倍混合光學變焦技術的成功落地提供了關鍵支撐。面向5G時代,視頻觀看與視頻表達是2019年手機影像的重要發力點,OPPO推出視頻手機Reno2,開拓視頻新賽道。中國手機廠商的企業家是卓有遠見的。今年5月,華為公司創始人、CEO任正非在深圳華為總部接受媒體采訪時,談到華為要加強數學與基礎學科的投入時說:“舉一個例子,P30手機的照相就是數學。現在的圖像不是照出來的,是數學算出來的。因為人的眼睛相當于有一億個鏡頭,相機就一個鏡頭,我們手機通過一個鏡頭進來的感光點,用數學的方式分解成幾千萬個視覺鏡頭,再重新還原出來。我們公司數學家的口號是‘把手機做的比人類眼睛還好’。我還在公司講話批判過,我覺得沒有必要,但是他們頑固不化,沒有辦法。他們說‘手機照月亮,可以照一千公里’,可能是真的,因為它是數學,微弱的信號可以還原。”針對芯片研究,任正非說,芯片領域不能光靠“砸錢”,同時也要在數學、物理等基礎領域加大投入。目前,華為有700名數學家、800名物理學家、120名化學家、六七千名基礎研究的專家、6萬多名各種高級工程師、工程師,形成組合共同前進。“要擁抱世界,依靠全球創新。”任正非說,包括海思芯片在內的華為技術創新,始終建立在積極吸納全球科技創新的成果之上。

DXOMARK網站上的智能手機產品拍照性能測試得分表(實時更新)前十名中,有6個是中國手機品牌產品,其中華為占據了其中4個位置。5G+AI助力中國手機領跑隨著5G時代的到來,越來越多的用戶正從影像的記錄與觀看過渡到影像的理念與表達。未來,科研人員對影像技術的持續探索之路,有了5G、虛擬現實和人工智能等前沿技術的助力,并通過軟硬件的緊密結合,將帶來更加清晰、唯美和有趣的攝影體驗。業界認為,5G具有超高速率、超低時延、超高密度的特性,這將為手機的拍攝與傳輸影像帶來更廣的應用場景,照片的表達方式也將被拓展,甚至提升AI的運算效率。目前,手機上的人工智能最主要的應用之一就是在拍照方面,AI攝影可以體現在景物識別、動作捕捉、光影分析、AR建模等多個方面。普遍預計,未來手機拍照性能的競爭逐漸從視覺記錄的畫質過渡到AI應用后的影像表達。令人振奮的是,5G和人工智能領域,都是中國的國家戰略,并都具有一定的領先地位。展望未來,沉浸于東方美學思維的中國手機廠商,以中國強大的工業體系為后盾,將繼續砥礪前行,探索人類視覺表現的星辰大海!

文章刊發于《中國攝影報》·2019年·第74期·6版

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