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OPPO:一個用10億做好影像的樣本

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OPPO Find X6 Pro 超光感長焦特寫樣張

3月21日,深圳灣體育場,OPPO最新旗艦手機Find X6系列發布會現場。

當下面這張圖出現在大屏幕上,滿坐5000人的體育場,突然鴉雀無聲,然后,如潮雷涌動,掌聲不絕。



這是一層幾乎所有人都或多或少有意識,道理一捅就破的“窗戶紙”。

但也正是在此之前,整個行業始終沒有人著手解決過的“關鍵痛點”。

現在,隨著OPPO率先挺進無人區,整個手機行業的影像系統升級,都將進入一個全新時代。

自2000年11月,夏普發布全世界第一部拍照手機J-SH04到現在,只過了22年。

如今,移動影像已經成為整個手機行業內,廠商最重視、用戶最關心、競爭最激烈,迭代最頻繁的一條核心賽道。

22年來,從一張“彩信大頭貼”都拍不清楚的J-SH04,到能讓普通人都可以隨手創作出堪比單反作品的“2023地表最強影像旗艦”OPPO Find X6系列,手機移動影像已經有過無數次的迭代與升級。



這段歷史,本質上是一個不斷“補短板”的過程。

一開始,最基礎的問題,是像素不夠。

從2000到2004,短短4年時間,手機攝像頭的像素,就從11萬提升到了500萬。

此后,像素規模不斷增長,到現在,高通驍龍處理器和三星的CMOS傳感器,最大已支持2億像素——這個數字,已經遠超過很多單反相機的像素。

像素堆積到一定程度以后,大家又意識到,如果不改善畫質,提升像素規模已經失去意義。

于是,擴大傳感器面積,優化攝像模組,提升進光量,成為新的重心。

到如今,OPPO聯合哈蘇,vivo聯合蔡司,華為與小米先后合作徠卡……手機廠商與光學巨頭攜手,共同優化影像模組,已經成為大勢;而Find X6系列尺寸最大的廣角傳感器,面積也達到了1英寸。

接下來的問題,是不同的拍攝場景,需要不同的焦段。

以此為起點,移動影像開始走上一條與傳統相機不同的發展道路:

手機不能如相機一樣,通過伸縮或更換鏡頭來實現光學變焦。所以,手機廠商選擇了同時搭載兩個、三個,甚至更多的攝像頭,彼此相互協作,逐漸形成了與相機截然不同的多攝像頭影像體系。

2016年,iPhone7 Plus第一次同時搭載了兩個攝像頭,成為手機多攝的里程碑。而在短短6年內,全球多攝智能手機的出貨量占比,已經于2022年超過90%。

同時,由于體積和復雜度限制,手機影像的硬件永遠追不上傳統相機,在暗光、逆光、高速運動等復雜場景下,拍照效果的體驗非常差。

于是,手機廠商在引入微云臺、電子防抖等傳統相機中的影像優化技術的同時,更針對不同的場景,通過人工智能算法優化的技術手段,來彌補硬件的天然不足,甚至進一步下沉,通過自研的獨立ISP芯片,來讓算法優化速度更快、效果更好、能耗更低。

隨著移動影像體系不斷成熟,尤其是“計算攝影”時代的到來,提升手機影像質量同時,還在智慧應用、生物識別等更多領域,為用戶帶來了更廣泛的、更好的使用體驗。

但是,近幾年來,也有一些新的問題開始逐漸浮現:

一方面,出于競爭需要,很多手機廠商的一些移動影像技術,已經走進“為了創新而創新”的死胡同。

最典型的就是長焦。

目前手機長焦攝像頭代表性的發展方向,是追求超長焦的極限能力。然而,為了兼顧手機尺寸和更高變焦倍數,手機往往會以犧牲傳感器尺寸為代價,導致進光量不足,弱光和暗光拍攝能力不佳。

于是,我們看到了一個很典型的尷尬局面:手機的超長焦能拍清楚天上的月亮,卻拍不清楚月亮下的人。

另一方面,在絕大多數“短板”都已經補齊之后,手機影像賽道的突破式創新已經越來越難,如何在這樣的條件下,繼續做好創新,切實優化用戶的影像體驗,也成為手機廠商們必須直面的新挑戰。

【2】

面對這些問題,Find X6系列為我們給出了OPPO的思考與答案:

以用戶體驗為基準,重新規劃影像系統,拋棄華而不實的噱頭,專心解決用戶最迫切的需求。

比如,以前的手機,都是只為“主攝”堆料,長焦和超廣角普遍只注重功能性,不注重成像質量。

這帶來的結果,就是看上去覆蓋了非常廣的焦段,但實際上,絕大多數焦段的成像質量都一塌糊涂,拍出來的照片慘不忍睹。

就我個人而言,無論記錄生活還是留住風景,手機拍照都會優先使用主攝,即使不得不開長焦,最多也只會開到2倍。

更高倍數度對畫質的犧牲,已經超出了我的忍耐區間。

而現在,Find X6系列拋棄了“主攝”的概念。

它的廣角、長焦、超廣角三顆攝像頭,都采用了行業領先的大底傳感器技術與領先行業的光學設計,都擁有旗艦級的光線捕捉性能,從而讓每一攝像頭都能拍出旗艦水平的優秀畫質。



這帶來的改變就是,即使是在深夜,即使選擇3倍甚至6倍的變焦倍數,我依然能拍到畫質值得保存的作品。

手機創作的自由度,得到了巨大的提升。



OPPO Find X6 Pro 3倍長焦對比樣張

另一個例子,是“計算攝影”能力的克制與回歸。

過去十幾年,從單張拍攝到多幀合成,從普通濾鏡到算法優化,從靜態圖片到動態視頻,“計算攝影”為手機影像突破物理極限打下了堅實基礎。

但很多廠商對于“計算攝影”的運用,則過于泛濫和追求極限,從而導致了“過猶不及”。

比如,HDR技術雖然可以增加動態范圍,但也會犧牲真實性和美感;比如超級夜景雖然可以提高亮度和清晰度,但也會造成噪點和失真;比如模擬大光圈雖然可以實現背景虛化效果,但也會導致邊緣鋸齒和輪廓模糊;比如,美顏可以優化人像,但會降低人物的真實感等等。

在此之前,業界更普遍的思路是,追求算法和數據指標的“最優”。

但在現實的創作中,算法的最優,并不一定代表作品的最優。

一個典型的例子是,在算法看來,有更大寬容度,能保留更多動態信息的算法,才是更好的HDR算法。但在實際創作中,我們反而經常會故意減少一部分信息,以此加深明暗關系對比,營造出更強烈的藝術感。

所以,OPPO回歸了攝影的本質——復現人眼看到的生活之美。



正如《流浪地球2》中,人工智能MOSS最關鍵的躍遷,來自于對圖丫丫的“人在回路”學習。

OPPO的“計算攝影”,也是用人類自身的審美和專業影像認知,反向定義算法鏈路和策略,來為冰冷的算法和指標數據重新錨定基點。

為了優化影像算法與人類感知評價之間的聯系,OPPO向攝影史上的大師學習他們對于光線、構圖、色彩等方面的運用;向哈蘇等優秀相機廠學習他們對于畫質、細節、氛圍等方面的追求,以此為牽引,打磨影像鏈路上的關鍵算法。

OPPO甚至專門成立了“影像認知團隊”,團隊中除了內部員工,還有大量影像科學家、導演、專業攝影師等專家組成的“Golden Eye”專家顧問團,他們共同進行影像探討和產品試用,從而在認知的源頭形成專業、客觀的科技評價,以此不斷校正影像系統的認知升級。

這些努力在Find X6系列的體現就是,它拍出來的照片,更加純凈、有層次,有空間感,人物更加真實、自然。

“Find X6是一個更高階的影像理念,它所做的,不是簡單的參數修整,而是對光影的修正。就像我們去影棚里拍高級的寫真一樣,現場會有很多細致光源,幫助我們的面部呈現更加深刻和生動。”OPPO影像產品總監張璇表示,OPPO現在所做的,就是回到傳統影像里,吸取更多對于美學的特性,再結合計算影像和工程能力,最終讓一個普通用戶以最低的學習成本,甚至不需要學習成本,就能得到一張好照片。

“我們相信,這也會是貫穿移動影像未來十年甚至更長時間內,一個核心的趨勢。”張璇說。

【3】

從產品本身來說,Find X6系列帶給我們的升級,并不僅僅是移動影像理念。

多年來,影像一直是OPPO最重要的研發領域之一,影像團隊總人數超過1000人,每年研發費用超過10億元。

作為“2023地表最強影像旗艦”,Find X6系列同樣是OPPO諸多影像技術的一個集大成者。

據劉作虎透露,僅僅是Find X6系列影像算法的重構和研發,OPPO就整合了影像技術中心、OPPO研究院、馬里亞納芯片團隊以及外部合作伙伴的超過400人團隊,研發投入超過4億元。

如果我們仔細觀察OPPO Find X6系列的影像細節,就會發現大量的創新技術成果。

比如,超光感潛望長焦最大的傳感器面積和最大的F2.6的光圈,會帶來更多因為光線衍射而產生的雜光的影像。

所以,Find X6系列的超光感潛望長焦攝像頭,特別為矩形鏡頭嵌入了一圈齒輪環“遮光罩”,并通過ALC超低反鍍膜,將鏡片反射率減小至0.2%左右,再疊加激光霧化消光處理,最終最大限度降低了雜光衍射的干擾。



比如,Find X6系列的超光感潛望長焦鏡頭,集成了懸浮棱鏡防抖技術,在光學防抖的基礎上,更開發了特征輔助對齊算法,實現了業界最廣的42%防抖范圍,并利用自研的自動對焦算法,首次實現長焦攝像頭的全像素全向對焦,從而令長焦拍攝的對焦更快、成片率更高。

在“計算攝影”方面,OPPO也進行了重大的革新和顛覆。



超清畫質引擎:以先進的 AI 計算方法,替換手機中存在十幾年的ISP計算方式,用多幀保留原始信息的數字底片(RAW 數據)進行深度融合計算,實現了從單幀色彩重建(Demosaic)計算到多幀色彩重建(Demosaic)計算,從異步計算到同步計算的革命性升級。



自然色彩引擎:使用 OPPO 自研的自動對焦與自動白平衡算法,配合物理 13 通道光譜傳感器,能夠在拍攝時更準確地還原環境色彩。與哈蘇聯合調校的哈蘇自然色彩優化,實現自然舒適的色彩過渡、準確宜人的膚色還原。

超光影圖像引擎:首次記錄高達1200萬的光子點矩陣信息,從而更有參考性地映射出正確的光影關系,利用高動態、高亮度屏幕,呈現最真實的光影層次,從而使明暗動態范圍提升了高達8倍。



更重要的是,影像能力是一個系統工程,涉及到軟件、硬件、算法、芯片等一系列重要技術的有效協同,任何一環的缺失,都將削弱影像的整體表現能力。

而自2018年起,OPPO就從“軟硬算芯”協同思路出發,著手軟件、硬件、算法、芯片全鏈路協同,以不斷深耕影像技術,不斷加強自身的技術優勢。

這一優勢也在Find X6系列上得到了體現:

比如,以前從平臺處理器到三方通用算法方案,所有傳統技術都不支持IMX890大底傳感器在長焦狀態下的計算,普遍會出現清晰度下降以及錯誤條紋等“畫面污染”。

而OPPO正是通過“軟硬算芯”的協同,以自研算法的創新設計,讓大底傳感器技術優勢得到全面釋放,才得以在全行業第一次將該傳感器應用于長焦攝像頭,最終實現無論白天還是夜晚,都能拍攝出高質量畫面和正確光影呈現的長焦表現。

與這些技術優勢相比,OPPO更值得注意的,是它在產品打造理念上的堅持。

無論風口如何變化,市場如何波動,最終決定競爭力的核心還是產品,堅持做好的產品才能穿越周期,而這正是20年來,OPPO長期信奉的理念。

但怎么把Find X6系列做好,其實并不容易。

甚至在內部也曾出現過強烈的理念沖突。

從本質上來說,影像的本質是光學,所以即使有“計算影像”加持,底要多大,模組有多復雜,物理空間多大,都依然需要遵守基礎的物理規律。

所以,如果要追求更好的影像體驗,就必須在設計上服務于功能。

Find X6系列在剛開始研發的時候,也曾經考慮過兼顧著影像、兼顧著造型、兼顧成本、兼顧性能等各方面因素。

但OPPO高級副總裁兼首席產品官劉作虎覺得,這樣的步子,邁得小了一點,不夠大。

他認為,接下來,拍照依然是旗艦手機的核心體驗,而在中國市場,4000元以上價格段的手機市場容量,至少有6000萬臺/年,而這個市場中,目前安卓品牌拿到的很少。

這是一個有巨大潛力的市場。

但首先需要回答一個問題:為什么安卓機沒有拿到更大市場?

劉作虎的判斷是:產品還不夠創新,所以用戶沒有換機動力。

“我覺得,唯一的方法,是去做創新的產品,解決用戶痛點。”劉作虎說,“我們只要把影像做到極致,把產品做好,就一定能拿下更多。”

最終,OPPO最終將原先的設計方案全部推倒。

新的方案只有一個目標:把Find X6系列的影像體驗,做到“地表最強”。

為此,OPPO甚至成立專門的“影像核心攻堅組”,劉作虎親自擔任組長,從公司VP,部門經理到跨系統的影像專家,每周都會有一整天時間,聚在一起集中辦公,指揮各部門協作發力,快速解決問題。

這個抉擇,也在Find X6的產品細節中有所體現:

比如,在OPPO Find X6系列之前,沒有一款手機的長焦攝像頭傳感器大于1/2英寸。而在Find X6系列中,OPPO將迄今為止業界最大的1/1.56英寸傳感器和F/2.6大光圈潛望鏡頭都放置在狹小的手機空間之中。



這讓Find X6系列長焦的進光量達到了3.7倍,但代價是消耗了更大的空間,在設計上作出了妥協。

比如,Find X6系列打破常規組裝順序,從最接近傳感器的鏡片開始,由內至外地倒序組裝鏡片,從而在滿足高度的情況下,最大程度減小切邊比例,增大透光面積,保證成像質量。

與此同時,這個工藝也導致了更高的成本。

最終,正是這樣的堅持,讓OPPO得以將目前最大的潛望長焦模組裝進了輕薄的手機,在打造出一臺驚艷世界的影像旗艦的同時,也重新定義了以用戶體驗為核心的“旗艦影像”。



在劉作虎看來,影像算法會經歷兩個階段:

第一個階段是不得不那樣做,因為最早手機影像硬件能力有限,大部分計算影像,就是把非常暗的拍亮,把很遠的事物,通過AI算法的方案呈現出來。

但在這個過程中,由于算法與人類審美的差異,會伴隨非常多的爭議。

“但當計算影像進入到下一個階段的時候,還是要回到如何讓一張照片變成一張作品。”他說。

這是OPPO已經邁出的第一步,也會是整個行業未來的路徑和方向。

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