是“没内味”还是“科技进步”？手机摄影技术发展现状简析
前言：事情起源于今年，小米12系列以及对应的小米平板和相机厂商徕卡合作，推出了所谓“最德味”的相机系统。但是作为对摄影有所了解的笔者而言，这其实是一次“降级”行为，似乎大家在对待影像上总有一股奇怪的“怀旧”思潮。那么借着这次事件，我们就来探讨一下手机影像系统这几年发展的趋势。
这次是我们摄影小报的第三期，观众老爷觉得不错就去另外几期看看呗。
不得不说，这几年各个手机厂商都在影像上卷的厉害，甚至出现了一些奇怪的现象：明明我只需要扫码，你却硬要给我加价搞镜头。笔者认为，一方面，是因为这玩意确实赚钱，你卷我也卷，反正是最后大家一起赚钱。另一方面，结合上一期的内容，对于想拍照的人来说，手机厂商要想抓住他们的心，就必须要做到一件事：让手机比卡片机更优秀。因为市场的前车之鉴就在于此，2010年以前的手机与卡片机相比，根本没有打赢的空间。而今天，手机厂商也要确保这一部分人不会回流到相机厂商那里。手机作为商品是一个很特殊的存在，它的功能很多，可以轻松打败只有单一功能的厂商，比如造手电筒的、造指南针的、以及造相机的等等；但是一旦在某个领域被超越，那其他的整体都会受影响。
说了这么多，让我们回归手机影像系统本身。因为光学系统的限制，手机本身是不可能打得过相机的，例如场景虚化、修图困难、夜景画质等等，如果你了解近些年手机影像的发展，你会发现新出的技术基本上都是突破这些问题，比如说人像模式、一键美颜、夜景增强。而这些技术的出现，很大部分依赖于一个叫做AI的东西。
AI，也称人工智能，这个词本身很宽泛，甚至可以追溯到上个世纪，在当时的电子游戏里面，敌人的行动模式与轨迹也可以说是AI，只不过它们当时......不算太聪明的样子。而今天在手机影像上要谈到的AI，指的是手机里面的一个芯片，叫做NPU。
大家应该听说过CPU，玩游戏的也知道GPU，那这个NPU和前面两个有关系吗？首先，NPU全称是neural-network processing unit，即神经网络处理器。简单来讲，神经网络可以理解成类似于我们的大脑，而CPU则是流水线上的工人，GPU则是在矿山里挖矿的工人。如果你是在解一道数学题，就只有这一道，但是需要运用到大量的知识，那么你的工作方式就是一个NPU，在流水线上看起来你的技术很熟练，但是你也得按照工作指南来造东西，而挖矿嘛，突出一个“量大”，目的就是用最简单的操作，达到最大的效率。三者作用不同，索性就把它们都放到手机里了。
那么NPU是怎么在手机影像上工作的呢？对于CPU来说，它虽然很厉害，但是它很难像我们人类一样，看到一棵树会知道它是树，看到人知道是人。这方面的工作就交给了NPU来处理。首先，像我们人一样，第一次见陌生东西咱们也不清楚，但是不断学习不断训练，咱们就能对这个东西有更深的理解。NPU的第一个任务就是训练，用大量的图像交给它，让它学习分析。等到学习的差不多了，放到实战里，就和我们人类一样：一眼鉴定为xxx。
拿虚化来讲，手机的光圈都普遍很大，基本在F1.x左右，但受限于传感器太小，实际的虚化效果相比于全画幅的相机来讲并不算好。而之前我们讲过，如果能让AI去把不同位置的物体都识别出来，然后根据远近关系分别给上相应的虚化数值，理论上也能达到相机的虚化效果。面对修图难的问题，如果能识别人脸并且自动分析，那么NPU就能像智能整容师一样，让你拍出来的照片一眼大美人/大帅哥。
但是呢......就像开头提到的那样，美颜技术的出现，让“照骗”流行起来了；CMOS发展了以后，大家又去怀念CCD了。再回到一开始的“小米徕卡”事件，也是这样的道理。
在具体介绍之前，还需要向大家介绍NPU的一个功能：多曝光融合算法，也就是HDR算法。在使用相机的时候，遇到光比大的场景，要么保亮部，要么保暗部，这是因为咱们人眼太强了，能观察的动态范围在10^5次方，对于好相机而言，也只能勉强能达到10^3次方，这个不足叫做宽容度不足，对于手机而言那只能是更惨了。所以当时的相机厂商就想出了一个间接的办法，叫做HDR合成。在同一机位下拍摄几张曝光度不同的照片，然后在比较暗的照片里把亮部细节保留下来，在比较亮的照片里把暗部细节保留下来，揉吧揉吧之后照片就能既有亮部又有暗部了。
而对于手机而言，HDR技术也是很早就有了。但是随着NPU的入场，手机HDR变得像开挂了一样。首先，如果要拍摄HDR照片，需要一个固定的机位，否则后期照片对不齐，会出现伪像。但是手机的HDR可以手持拍摄，光是这一点上，就属于吊打相机厂商了。
但是问题在于，现在的HDR是关不掉的。抛开有些厂商算法还不足导致画质下降的问题，HDR本身也是有问题的。像之前所说的，好相机也比不过人眼的宽容度，可是显示器的宽容度比相机还差啊！理论上，HDR拍出来的效果应该能接近人眼，但是因为显示器的宽容度就达不到人眼的程度，最终导致的是HDR的效果就是把场景都照亮了（人眼对暗部敏感所以没有说把亮部变暗这回事）。所以说，HDR在一些场景下是非常反直觉的。对于笔者而言，我知道这是科技进步，代表着照片可以处理的内容更多了。但对于大众而言，很多人甚至一辈子都没碰过修图软件，就像是每天我慢慢悠悠骑自行车上班，沿途还能看风景，也能锻炼身体，但现在直接就是让我坐高铁，好是好，但真的会有不适应。所以，在这个背景下，就催生了这一次小米和徕卡的“降级”合作，让HDR的效果不那么强，让最终效果看起来和相机单张拍摄更接近，当然也有徕卡自身的色彩科学，这些因素最终叠加在一起，就是和徕卡自家相机有一拼的效果。（当然“咋拍好ZPH”UP主真的做过“真”徕卡和真徕卡的对比，链接我放在最下面）
就像CCD复古风格的兴起，到了今天，我们还是会怀念那些旧一些的东西。可能是因为这些老技术被各路大神运用的炉火纯青，而新技术还是一张白纸，所以我们的直觉审美会告诉我们“这现在的相机怎么越出越没内味了”。又或者是当我们看到这样的新技术时，总是感觉没有戳中自己的那一根心弦呢？
其实在写这篇文章之前，笔者就有一个奇妙的构思：假如新一代人用的都是自动HDR算法加持的手机，看的照片也都是HDR效果的，那会不会像我批判复古CCD一样，来批判我们，比如：“这一堆黑不拉几的照片也能看？”“这白的是什么东西啊，果然是老相机”呢？
相关资料：
相关资料：
NPU（网络处理器）_百度百科 (baidu.com)
别听忽悠，比比。小米12S Ultra对比徕卡Q_哔哩哔哩_bilibili
多曝光融合算法研究及HDR...合成与色调映射算法设计实现_郭剑桥
编辑人：思诺
资料收集：心雨
如资料有误，请及时联系修改
所有文章都已表明出处，如果你是原作者且不同意引用，请联系我们撤除相关内容
除引用部分以外，其它均为原创，转载需标明“新乡学院摄影协会”字样
新乡学院摄影协会
2022.9.5
