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拍照算法师承谷歌?华为 P30 Pro 相机真实表现究竟如何?

作者:Zealer订阅号 来源:Zealer订阅号 公众号
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04-12



2019「SPY 年度机皇争霸赛」小组赛第七场今晚打响! 由华为最新拍照标杆 P30 Pro 迎战谷歌 Pixel 3XL,本场登场的两位选手都已经取得一场胜利,究竟谁将赢得本战胜利,率先从小组赛突出重围?欢迎「十万人测评俱乐部」会员点击下方 ZEALER 小程序观看、并投下你宝贵的一票;非会员可以试看 5 分钟。

 

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 本期图文版 


欢迎来到 2019 SPY 年度机皇争霸赛小组赛第七场的对战现场,我是王自如。

 

到今天小组赛的进度条已经走到了 70%,本场也是 A 组的最后一场 PK,将决定小组一二位的排名,胜者将迎战其他组的第二名,享有更大的胜算。左手边,Google Pixel 3 XL。



而我的右手边,华为最新旗舰 P30 Pro。



之前无论是华为还是谷歌,我们都领略到二者拍照方面的硬实力,如果我们要给今天的对决定个基调,那应该是:一张照片引发的血案。


华为 P30 Pro 超强感光夜拍,凭借专业级单反的长焦拍摄性能以及自主研发的麒麟芯片,大幅提升的AI算力,誓言要改写手机影响的规则,仿佛要见佛杀佛,势不可挡。


 

另一边的景象则大为不同,Google 静坐一角,任凭你雷霆万钧,我自岿然不动,底气,全来自于脑子里横跨数个顶尖学科,融会贯通的顶尖算法,永远单手接招。看似凶险,却以近 10 个月的高龄,迎战最新旗舰。


 

华为和谷歌这两位选手,都是第二次上场,硬件方面大家都以熟记于心,本场比赛我们将用大量的篇幅对这两款手机的相机部分进行剖析和探索。这场手机影像的巅峰对决,我们现在开始。

  

本场重点——相机


俗话说,外行看热闹,内行看门道,看这局对垒,我们必须要搞懂究竟手机上的影像系统有着怎样的构成,他们之间又是如何工作的,否则根本看不懂两位高手出招的精髓。


手机是个机器,本身并不具备认感性认知世界的能力,你光跟手机说,这是一朵花,你给我拍下来,鬼才理你,你得想办法把一朵花翻译成 01010010 的二进制语言,这就比较费工夫了。

 

手机照片到底是怎么拍出来的?

  

首先我们得知道,景物反射的光线,线带着图像,穿过镜头模组,到达了 CMOS 上,CMOS 把接收到的光学信号首先转化为电模拟信号,这个时候,图像信息被计算机读懂已经没有问题了,但是离你最终从屏幕上看到他,还为时尚早。



这时候如果直接存储到手机内存上,就是我们之前见到的所谓支持 RAW 格式图片,就是原始图像。值得注意的是 99% 的手机还需要走下一步,这时就该 ISP 开始发挥作用了,把新鲜出炉的数字图像信息做各种各样的优化处理,开始炒菜了,比如色彩矫正、还原、自动白平衡、自动曝光、Shading、解晰度、对比度,乃至是 HDR 合成等等。


 

来到这步,已经比较接近于你在手机上看到的最终照片了,但是还差一步,就是我们通常所说的后期处理,进行图像编码、压缩等工作,然后传递给 VPU 让用户在屏幕上看到,同时写入内存,供日后调取。


这一整个链条,就是各个手机厂商在图像优化上的战场了。选择在哪里下功夫,从而达到更好的效果,这个思路和实践方法存在着非常大的不同。

 

我们说的大光圈,那是在最前端镜头上下功夫,大像素,那是在 CMOS 上下功夫。我们所说的相机调优,Tuning,是在 ISP 上下功夫。无论怎么出招,都跑不出这一条线的战场。你会发现这场战斗中,华为是在相机链条上全线部署,镜头,CMOS,ISP 能动的全动了,而谷歌,则把所有的兵力全部放在的 ISP 这个环节,所谓的 Visual Core ,大家可以理解为是一个外挂独立的超大 ISP。



 

华为的两个大招

 

兵力部署完毕之后,华为怎么出招?华为的招数有两个,超级夜拍和变焦,我们先说夜拍,核心是提高亮度,能动的地方,光圈,已经干到 1.6、1.7 了,再往上升,图像劣化太严重,景深太浅,基本已经到头了。如果动 CMOS,方向就比较多了,比如调高 ISO 啊,这个华为确实做了,我们稍后提到,大像素好不好?好啊,但是被玩烂了,而且,单个像素大了,总量就会减少,老子还想做超级变焦,像素少了不够切啊。最后一拍大腿,有了,用 RYYB?


 

华为把把所有的绿色,全部替换成了黄色像素,要获得绿色,滤光片必须要过滤掉红色“和”蓝色的信息,你过滤掉色彩,同时亮度也被过滤掉了。而黄色则不同,你只需要过滤掉光线里的蓝色,就自然会得到黄色,你少过滤一个,颜色信息被保留,同样亮度信息也被保留。这样尺寸不变,进光量不就大了么? 

 

这么听来这个方案简直是精妙,可是,下游的 ISP 这会儿可不干了,你 CMOS 是把进光量搞大了,可是三原色不齐了,我要做色彩还原,巧妇难为无米之炊啊!这其实,也是一个巨大的坑,是华为自己给自己挖的大坑。



 

华为样张的实际表现如何?

 

首先,我们从难度最低的,白天室外,光照充足,顺光的情况,这种样张,我们通常观察几个维度,第一曝光,第二,色彩,第三白平衡,第四,解析力,第五画面均匀度。

 

可以看到,在色彩,画面均匀度上,两者相差不大,华为这次的色彩倾向相对还是保守的,两者的主要差别在于其他几个方面,华为明显曝光更足,放大看,解析力几乎不在一个层次上,白平衡两个选手都很准。



在第一眼观感上看,华为感光表现更好,放大来看差距那就更大了,华为的高频细节表现到了可怕的程度,远距离如此密度的树叶都能分辨得清清楚楚,而谷歌则只能看清轮廓。



而这张沙滩部分华为将真实的色彩表现出来了,天空部分色彩也更讨喜,放大来看原本谷歌看不太清的桥梁线条,华为也能更分明的表现出来。




华为硬件配置上的优势


我们拍摄了很多张,表现连贯一致,这个结论就很容易得出了,谷歌虽然整体素质已经很好了,但华为的硬件配置和代次上的优势无法逆转,长矛再锋利也扎不穿坦克的铜墙铁壁。

 

除了通过 RYYB 提升进光量之外,华为还将ISO感光度的上限做到了恐怖的 409600,1.6 的大光圈,超大 CMOS,超强感光,还有光学防抖的加持,可以说 P30 Pro 是带着核弹来参赛的,在链条的每个环节下功夫。而且整体思路基本都针对硬件去打,在镜头模组和 CMOS 本身下功夫。而谷歌的 IMX363 单摄的配置,在华为面前硬件根本不好意思提。

 

对于谷歌的 HDR+ 算法,我们上一期已经有详细阐述,我们不再重复,我们重点来看看,在夜拍这个环节谷歌是如何用算法,夜拍模式中,Pixel 的取景器会提示你需要稳定手持的时间。这个时间的长短,不仅仅取决于 CMOS 采集到的亮度信息,还取决于传感器采集到的手机抖动情况。

 

所以当你使用脚架搭配 Pixel 3 XL 进行夜拍时,曝光的时间会显著的加长。这样就能尽可能多地捕获光子。可以理解为,谷歌是单纯的采用防抖算法来延长曝光时间来解决进光量问题的,Sensor 上,ISO 上基本不动,全部押宝 ISP。


然而没有硬件的加持,谷歌软件的挑战会更多,比如白平衡失效,和色调映射等等,谷歌的解决办法,依然是算法。

 

接下来我们再做几组样张对比




画面整体观感华为要更亮,且高光压制的更好,这也得益于它的超大感光元器件,索尼的定制 Sensor 明显在宽容度上也比谷歌的 IMX363 有天然优势;而谷歌整体清晰度稍差,墙面细节表现自然不如华为,整体亮度没有提到华为那么亮,白平衡也有些偏蓝。

 

这组谷歌整体色调偏淡,我们可以看下窗户部分就可以知道,是因为白平衡将主体墙面往白修正,然而窗户内的部分没有被剥离出来,一切带着修正,导致窗内偏蓝,屋顶墙面的饱和度,和层次感自然也逊色于华为。而华为的调教风格更接近真实也符合美感,但是在这组样张上,华为有点晚节不保的意思,画面右上角天空处出现异常色彩且断层,树枝部分存在彩噪。



正当感觉华为优势在放大的时候,我们挑战了更弱的光线环境,谷歌给了我们惊喜。



此次,华为 P30 Pro 在 HDR 功能上同样有明显优势,我们推断华为是在拉高 IOS 的情况下,也加入多张合成进行降噪,官方将此功能叫为 AI HDR+。这样的软件思路可以说是非常极致,但是 AI HDR+ 这个词语十分耳熟,谷歌似乎也有一套这样的东西。



当我们继续深挖发现,在华为相机负责人的微博发现这样一段话,可以说是非常耐人寻味。



接下来我们讲讲华为 P30 Pro 另外一个大绝招「变焦」;

 

我们站在深圳海滨长廊去拍香港,看看各变焦段的表现。


 

这是 1X 状态下的照片,大家注意图中红点标记的物体,我们将拿它作为参照物。


 

这是 5X 光学变焦后的效果,现在已经能认出这是一艘停靠在码头的船了。


 

这是 10X 混合变焦的效果,我们可以看出清晰度仍然很高!


 

这是 20X 变焦的效果,


 

最后这是 50X!震撼吧,从深圳拍到香港!在如此高倍率的变焦挑战下,谷歌似乎毫无招架之力,那我们一起来看下在低倍率情况下二者的差距。



外观


Pixel 的外观,像是你去一个收藏夹家的房间里参观,突然看到一坨丑陋的泥巴,你会觉得这个东西跟其他的物件格格不入,但是当这个收藏家给你解释了这个泥巴的作者和他的故事以后,你觉得这确实是一坨有内涵的泥巴,但是你可能对他心生敬意,但是依然不会觉得它美。相比较来说,华为的产品则具有更加消费化,时尚化。你不是收藏家,也可以拥有。


 

设计上,华为 P30 Pro 延续了 Mate 20 Pro 的风格,处理背面几乎可以说是如出一辙。作出的改变是从刘海屏换了水滴屏,可能是因为 P 系列,主打女性的缘故,相比于 Mate 20 Pro 强调质感和内敛的商务时尚风,P30 Pro 更加的张扬自信,更加的释放自我。



这次华为 P30 Pro 并没有立体声,扬声器也放在了底部充电口右边,取消了听筒,改为了屏幕发声

整体上来看,除了摄像头位置变化,息屏状态下和 Mate20 Pro 放在一起,简直并没有什么改变,有趣的一点是,P30 Pro 把顶部和底部做平了,官方说是为了手感更好,但实际体验来看并没有太大差别,那么意义何在?唯一的解释,可能华为向锤子一样,难道好看的设计都要把双部做平?



屏幕


到了屏幕部分,谷歌的 Pixel 系列其实是谷歌在漫长的摸索中,才真正找到自己的方向,所以在谷歌的历史上,我们可以看到谷歌和市面上多个产商都有过合作,然而在谷歌回归自己的立足点,只需要为自己未来买单的时候,谷歌才会在自己真正在乎的地方去做改变,而不会去为了消费者去做妥协。

 

Pixel 3 XL 的这块屏就是最直观的体现,丑陋的大缺口刘海,并且没有激发亮度,也没有任何花哨高级的封装技术,从数据上来能看到,中规中矩,很标准的一块三星 AMOLED 屏的水准,屏幕素质这块,谷歌其实根本不会太在意,我只要能用,不出问题,就行了。


 

反观华为则不同,P30 Pro 是一款纯粹消费导向的产品,不仅仅要保证功能的全面性,还要保证用户体验的满意度,而在这一代 P 系列的机型上,华为在屏幕供应商的选择上也做了一些小小改变,P30 采用的是三星刚性 AMOLED 屏,P30 Pro 则采用的柔性 AMOLED 屏,供应商为京东方和 LG,屏幕素质上不差,所以其实谷歌在这部分能打的牌并不多。


 

屏幕方面我们需要细聊的点,便是 P30 Pro 取消了传统的听筒,让正面屏幕部分没有任何的开孔严丝合缝,这次没有使用传统的振膜听筒,取而代之使用了“磁悬屏幕发声技术”。


 

我们都知道所有声音都是通过物体的震动而产生的,你怎么让他震呢?华为在手机的屏幕上方位置里放了一颗“磁悬振子”,这颗“磁悬振子“的结构有点类似线性马达,马达的工作原理就相当于磁悬浮列车,在马达中有一个永磁体,利用磁力相吸以及相斥的原理,让振子配合其他部件进行往复直线运动,发出振动,华为这个发生的机制也是类似的原理。振子通过内部振块振动来带动屏幕振动而产生声波,然后通过屏幕振动推动前后空气发声。



 

续航&性能


续航部分,谷歌要再次接受来自华为的迎头暴击,因为现有成绩谷歌已经倒数第一,具体原因之前讲过,而华为一直都是正数第一,从观赏性上来看,应该是看大刀切菜的快感,这次 P30 Pro 还将续航这块相对的短板提升到了 Mate 20 Pro 的程度,今年的 Pro 版更是配备了 4200 毫安时大电池,搭配 40W 超级快充。

 

五小时续航测试下来还剩下 56%,这个配置,在容量和续航成绩上,都是妥妥的旗舰机第一,充电功率也是顶级水准。面对 Pixel 的 23%,我们一起心疼 1 秒钟。



充电方面,华为 15 分钟可充至 38%,半小时充电 73%,完全充满 54 分钟。而谷歌用区区 18W 快充来面对华为 40W,结局很感人啊,谷歌 15 分钟 0-23%,半小时才 44%,完全充满需要 101 分钟!要知道谷歌电池容量才 3430mAh。


 

而在系统 UI 和 SoC 性能上,由于这一期内容,主要限于两者代次的巨大差异,以及相机在产品上的比重,我们认为对比的结果意义不大,我们也硬着头皮做了测试和对比,845毫无疑问的被麒麟 980 全线碾压,特别是在模糊算法上,相差 10 倍。

 

而谷歌的真正实力体现 Visual core 又被骁龙 845 的瓶颈所限制,我们应该期待期的是骁龙 855 与 Visual core 的搭配能够释放怎样的威力,我相信那时将会是跟今天的相机一样,针锋相对的一场精彩对决。

 

总结


今天这场 PK 终于来到了尾声,不知道大家感觉如何,我反正是挺过瘾的,探索产品,抽丝剥茧的过程就是我们的工作最大的成就感来源。

 

如果说,企业文化成就了今天的华为,谷歌在这场 PK 中顽强迎战,最终不敌的原因也还是来自于谷歌的企业文化,它所展现出来的气质,更是企业文化的缩影,立足全球,着眼全人类,当人们在考虑家国的时候,谷歌在思考天下,具体的我们在相对论中有过很详细的阐述。

 

这点上,我们中国的企业,客观上,还是存在差距的,我们要清晰的认识。华为的强大,是在终端产业链上,达到了顶峰,在生态链条上,终端则出在 iOS 之下,有人会说谷歌天然站在产业链上游,想的坚持自研芯片,饱受争议之后站在了顶峰,这一路下来我们看到华为走的是很踏实,今天的这个位置也实至名归的。大是应该的,而我们则说,是因为格局和价值观,导致了它能做出占据上游的产品。

 

有时间我们可以跟大家分享一下安卓诞生的历史,大家就会更加理解这背后的深意。而且相信大家也能明白,华为今天的成绩,很大程度上是站在谷歌的肩膀之上,这个肩膀就是谷歌所创造的安卓生态以及 AI 探索。

 

因为格局和价值观,我相信在评选年度最强手机的比赛中,谷歌可能会失去最强手机的头衔,但是却不会失去这个行业对它发自内心的尊重。

 

SPY,年度机皇争霸赛,第七场鹿死谁手,一切由你决定。



2019 SPY 机皇争霸赛小组赛第七场是华为 P30 Pro PK Google Pixel 3XL。本场相机界行家间的巅峰对决也成为机皇争霸赛目前最长的一期。本次我们通过大量数据和测试还原华为和谷歌在相机上的真正实力。一软一硬,单摄与四摄,50倍变焦有多玄乎?是什么成就了今天的华为?请大家投票给出你的选择!


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