高通的独家技术,撑起了5G时代手机影像的变革

高通的独家技术,撑起了5G时代手机影像的变革
2020年09月25日 19:10 三易生活

在一台110英寸的8K屏幕上,一部最近刚刚拍摄制作完成的8K影片正在播放着:葱茏绿树之间,一群珍贵的金丝猴正在嬉闹、跳跃,它们蓬松美丽的毛发在绿叶的映衬下鲜艳夺目而又丝丝分明。

说实在的,如果不告诉大家,可能很少会有人会相信,这部野生动物纪录片,其摄制设备的核心竟然是一部随处可见的智能手机。

不仅如此,就在今天下午,我们三易生活还在高通骁龙影像展上听到了该片主创人员所讲述的经历,了解到他们如何使用手机搭配大变焦望远镜实现长焦拍摄8K分辨率的野生动物视频,使用无人机搭载手机进行8K超清高动态影像的航拍,或是在狭小的空间里,利用智能手机的小体型优势拍摄出生动的画面。

是的,即便在专业人士的眼中,如今智能手机也已经可以承担起相当程度专业拍摄任务了。但是当我们说起智能手机拍摄画质大幅进步的原因时,可能许多朋友就并不是那么了解了。

随着如今半导体技术的进步,智能手机在CMOS尺寸以及像素数量等方面已经不断“水涨船高”。特别是旗舰影像机型,仅从2019年初到2019年底不到一年的时间里,顶级的大底主摄规模就从4800万像素涨到了6400万像素,并且随即也又进入了1亿像素时代。

但是大家要知道,即便是1亿像素的传感器,其有效感光尺寸其实也只不过才1/1.33英寸,甚至比不上现在卡片相机普遍被视作入门级的1英寸规格。这意味着哪怕是最顶级的智能手机,实际上其CMOS在拍照时的单位受光量,每一个像素所能捕捉到的有效画面信息,还无法与稍微好一点的卡片型相机相比。说得更直白一点,也就是虽然智能手机的CMOS技术进步很快,但仅靠如今的手机CMOS规格,想要满足高品质的拍照质量、甚至想要能够胜任专业级的拍摄需求,其实原本是根本就做不到的。

而这,也就引出了真正让当今的智能手机影像表现“化腐朽为神奇”的功臣,也就是今天我们三易生活所参加,高通首次举办的这场影展的主角,普遍存在于当今一众高通骁龙移动平台里的Spectra ISP(图像信号处理器)以及第五代AI Engine。

高通的Spectra ISP到底强在哪?首先,不得不说的就是它本身的像素吞吐量规格十分惊人。众所周知,当今像素最高的手机摄像头刚刚发展到1.08亿像素,但是骁龙865系列移动平台所集成的Spectra 480 ISP,却已经从一开始就为处理2亿像素的超大型CMOS做好了性能储备。甚至就连像骁龙765、骁龙765G,以及骁龙768G这样的中端平台,其ISP也足以支撑1.96亿像素的超大底CMOS方案。

正因为ISP算力高、信号处理的吞吐量留得足,所以高通骁龙主控可以很轻易地做到许多其他芯片做不到的拍照与摄像功能。比如说,它可以一边以60fps的高帧率拍摄4K HDR视频,一边用AI算法分析视频内容,进行实时降噪、对画面远近景的物体进行分割处理(虚化效果)、甚至是对视频的录音部分进行AI语义检测,自动为视频配上字幕等等。

又比如说,高通骁龙865平台支持迄今为止像素最高的“边录边拍”功能,用户可以一边以4K HDR格式拍摄视频,一边还能同步记录6400万像素的超清静态照片,两者可以做到互不干扰,独立处理。这样一来,很多既需要录像存证,又需要捕捉高清照片的场合,就免去了先拍照片、后拍视频,或者是需要两台设备分别拍摄的麻烦,能够以更简单的方式,在更短的时间里完成影像与照片的记录。

除此之外,得益于超高的像素吞吐量,骁龙移动平台也可以轻易的拍摄出效果更好的专业视频与照片。比如此次所展示由野生动物纪录片制作人徐建团队拍摄的8K分辨率内容,其记录设备就是一台台配备了骁龙865平台的5G机型。

而对于那些更为注重视频色彩表现力的创作者来说,高通也早在骁龙845时代就率先支持了4K HDR视频的捕捉能力,到现如今的骁龙865上,这一功能已经进化为能够实现逐帧亮度调整的4K HDR 10+视频拍摄能力。而这在当前的手机芯片行业同样是首发做到,且至今也鲜有对手。

当然,算力强、像素处理速度快固然是能够体现高通在手机影像方面优势技术的一方面。但如果更高的性能、更强的画质是以高能耗为代价的,那也未免会给人带来不便。好在,Spectra ISP不仅仅是处理能力强,它甚至还有很多专门针对当今手机影像功能的特殊设计,能在高速完成图像运算的同时,反而降低整个过程的电力需求。

这其中最典型的就是独立的降噪专用处理核心,以及专为四单元色彩滤镜阵列所设计的硬件加速模组。

正如我们前文中所提到的,即使是当今“底”最大的旗舰拍照手机,其单个像素感光能力在拥有1英寸、APS-C,甚至是全画幅CMOS的相机面前,也是完全不够看的。这就意味着很多时候当我们按下一次快门的时候,手机实际上是自动进行了多帧连拍,这些连拍数据经过ISP的合成,降噪处理,最终才变成了我们看到的锐利且清晰的照片。

这意味着什么?这代表着对于智能手机的ISP来说,“降噪”这项运算基本上是每次拍照都不可避免的一个过程,既然它如此常用又重要,那么在ISP内部专门设计一个用于降噪运算的独立而又高效的处理核心,自然就比使用通用计算单元要来得更快、更省电了。

同理,大家都知道,“像素四合一”技术对于当今的大底CMOS而言基本上都是标配。它的原理是在低光条件下,将CMOS上的每四个像素视作一个进行感光计算和色彩处理,从而得到比单个像素更大的等效感光能力。然而传统ISP一条流水线一个时钟周期只能处理一个像素,这意味着一旦CMOS开启“四合一”模式,ISP的处理延迟就变成了原来的四倍。为此高通在骁龙移动平台的Spectra ISP中专门设计了针对性的4单元色彩滤镜阵列硬件加速机制,可以配合CMOS实现每个时钟周期都处理四个像素,这样一来照片生成的速度变快了,ISP运算的时间大大缩短,功耗和发热也就相应地得到了大幅的改善。

不难看出,无论是从本身的处理性能,还是从当今消费者与智能手机设计需求的硬件配合度来说,骁龙移动平台、特别是旗舰的骁龙8系方案所采用的Spectra ISP,都轻松地做到了业界最强的水准。而且是在很多细节设计和功能实现上,都将竞品远远的甩在了身后。

正因如此,当我们纵观市面上公认最好的拍照手机时就会发现,就在这一两年的时间里,基于高通骁龙平台的顶级影像机型不仅在数量上明显的越来越多,而且在一些公认的评分与评价机构比如DXOMobile和欧洲影像协会的评比中,这些机型的拍照水准也已经跻身行业顶级,甚至实现了对以往强势竞争对手的反超。

很显然,对于智能手机市场来说,这意味着当5G时代的用户需求来临时,优秀的移动影像能力得以及时跟进;而对于消费者而言,高通在手机影像方面的“逆袭”,也的确让大家可以有更多更实惠的顶级拍照手机可供选择。

财经自媒体联盟

新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部