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双雄崛起!深度解密荣耀V30的矩阵相机凭啥得DXO世界第二?

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发表于 2020-1-17 19:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1月17日,DxOMark更新了评测榜单,荣耀V30 Pro凭借122分的总分,一举夺得DxOMark的手机拍照排行榜第二名!而排名第一名的,则是华为Mate 30 Pro 5G。
至此,华为和荣耀包揽DxOMark排名全球前二。



122分,这个分数体现了荣耀V30 Pro在影像上完全被低估的强悍实力。122分,也是荣耀V30 Pro影像旗舰的最直接明证,携手华为品牌牢牢占据世界影像之巅!



今天,我们将深度解读华为和荣耀的巅峰摄影之路。


01  单反向左,华为向右


这是早年华为芯片发布会的一张图。
华为早在2011年就启动了手机双摄的预研工作。从做手机多摄系统的第一天,华为的梦想就是有一天超越人眼。



但是,这么薄的机身,不可能简单粗暴直接将单反镜头搬过来。



而且单反是发散的,面向各种摄影场景,单反的镜头永远“烧不完”。



手机则是收敛的,因为智能手机本身还是手机,为了普“渡”众生,需要尽可能把各种摄影场景在一个纤薄的机身上“一网打尽”。



单反向左,手机向右!用另辟蹊径的光学设计、芯片和算法来突破单反物理镜头的瓶颈,这就是华为开启多摄的理论假设。手机摄影这条路,华为已经持续投入近10年。 今天,华为和荣耀屹立世界摄影之巅,与之密不可分。


回顾手机摄影发展历史,经历了三个阶段:

第一阶段:将供应商的镜头和传感器引入到手机上,通过像素等指标进行比拼,属于“拿来主义”的初级阶段。
第二阶段:引入多摄光学系统,自研ISP芯片和算法,掌握关键核心技术。
第三阶段:构筑一体化的摄影系统,除光学、ISP芯片和算法之外,自研底层传感器技术,如颜色滤波器等核心器件。


2019年,苹果也终于在iPhone11系列引入三摄光学系统。其他厂商则更多停留在第一或第二阶段的跟随中,还不具备自研ISP等核心技术的能力。



华为和荣耀的相机研发水平,早已不同于国内厂商在像素单点上“线性发展”的初级阶段。从2014年荣耀6 Plus推出世界首个双摄拍照系统,到多摄的一系列光学、ISP芯片和算法,再到2019年P30系列引入联合SONY共同开发的RYYB颜色滤波器,华为和荣耀已经从第二阶段全面进入第三阶段。



今天,华为和荣耀的影像系统,就像海思麒麟990 5G SoC芯片等众多黑科技,已经遥遥领先其他厂商。


02  徕卡摄影,华为通天下


当然,华为的摄影之路并非一蹴而就。



在荣耀6 Plus推出双摄后,为了将手机摄影体验提升到世界级水平,华为找到了摄影产业最顶尖的单反摄影公司——徕卡。



在摄影爱好者心目中,徕卡是一个高山仰止的传奇。徕卡相机拍出的照片,图像锐利,色彩饱和,大气沉稳,被摄主体和背景有可分离的立体感。因为镜头的解析力高,图像的过渡层次丰富,有一种特殊的油润感。
经过百年的发展,徕卡形成了其独特的产品文化。徕卡相机从不会让使用者失望,每一个细节都打磨到极致。徕卡相机是专业技术的象征,是艺术创作的保证,是摄影师敏锐观察力的延伸。当然由于其高昂的价格,徕卡也是奢侈品的代名词。

2016年,华为在伦敦发布了全球首个搭载徕卡双摄镜头的HUAWEIP9/P9 Plus,第一次把手机“拍照”提升到了“摄影”的层次,大获消费者喜爱。
华为通过Mate系列和P系列双旗舰不断迭代ISP芯片、算法和光学系列,并开始联合上游器件供应商共同研发图像传感器,不断提升手机摄影水平。2019年9月发布的Mate 30系列,再一次超越自己的P30 Pro,将手机摄影的高度提升了一个全新的水平。Mate 30系列超感光摄像头让手机的夜拍能力大幅增强,“电影镜头”开创了专业视频摄影的先河,TOF摄像头让手机的虚化能力媲美单反。



站在徕卡这个巨人肩膀上,华为让桃子树上结出了西瓜,带领摄影走出了手机自己的方向。今天,华为手机已经成为手机摄影的代名词,华为手机成为很多用户朋友圈晒图的标配,获得了全球数亿消费者的喜爱。


03  矩阵相机,荣耀的路径


荣耀,作为同出于华为研发体系的年轻科技品牌,在手机影像上的探索,远比大家想象的更早、更远。 早在2014年,荣耀就推出世界上首款双摄手机荣耀6 Plus。这款业界首发的双摄手机突破了手机机身限制,创造性地搭载了两枚摄像头,既保留了纤薄设计,又大大提升了成像质量和效果。
荣耀开启的手机多摄像头设计,广受消费者好评,并很快成为整个手机行业的风潮,影响至今! 到了荣耀V10,荣耀又引入了AI摄影技术,走在了友商前面;搭载了TOF镜头的荣耀V20,更是荣耀探索3D空间影像的见证!



除了这些产品,同样能突出表现荣耀影像实力的手机产品,还有荣耀20 Pro。2019年上半年,在推出了主打强悍摄影能力的荣耀20 Pro之后,荣耀首次送测DXO。果不其然,荣耀20 Pro凭借强悍实力,一举拿下了当时的DxO全球第二!
2019年下半年,在荣耀V30系列发布会上,荣耀业务总裁赵明正式发布了荣耀matrix camera矩阵相机。矩阵相机,是一种软硬协同的系统性影像技术框架,是对荣耀手机摄影发展路径的高度概括!
矩阵相机强调“软硬协同”,强调用户的综合体验。荣耀在相机的软硬件技术上,都做了广泛的投入和

深远的布局。



在硬件上,荣耀进行了全链路创新。相机硬件是光子转化为电子的物理传播路径,荣耀审视了这个链路的所有部件。从镜头到传感器,荣耀几乎在每个核心硬件上都进行了技术储备和创新。



在软件技术上,荣耀具有全球手机厂商中第一梯队的算法团队和算法能力。荣耀V30系列搭载了RAW域的AI图像算法矩阵,这个算法矩阵涉及成像的方方面面,比如用于提升图像质量及优化暗光场景自研AI RAW算法,用于支持超高ISO、提升极暗光拍摄效果的自研ELLIP算法,用于改善白平衡的自研AI AWB算法,等等。



04  向底层扎根



摄影爱好者们常言,“底大一级压死人”。所谓“超大底”,是指面积远超一般水平的相机传感器。早在2018年,华为P20 Pro定制的imx600传感器面积就达到了1/1.7英寸,在当时是面积最大的手机相机传感器,开创了手机超大底的先河。



荣耀V30 系列更是全系搭载和华为P30 Pro同款的RYYB imx600传感器,将“超大底”贯彻到底。在华为和荣耀引领下,其他手机厂商也纷纷转向了超大底的阵营里,向传感器制造商购买更大面积的传感器,以此作为营销卖点。



然而,友商的“超大底”和荣耀的“超大底”,还是有本质上的不同。荣耀V30搭载的IMX600既保留了足够大的像素数,同时又平衡了单个像素的尺寸。IMX600的单个像素尺寸达到1.0μm,有效避免了暗光场景下像素太小光线不足带来的噪点。



同时,不同于其他手机厂商的“拿来主义”,荣耀在传感器技术研发上投入了大量人力物力,掌握了对底层光学器件进行设计的能力,在传感器上引入了和索尼联合研发的RYYB颜色滤波器。



颜色滤波器(CFA)是彩色数码照片的物理基础。目前业界采用的颜色滤波器,基本都是基于贝尔实验室拜耳发明的RGGB模型。



从数码相机诞生起,拜耳RGGB模型一直是图像传感器CFA的主流选择,过去四十年间诞生过各种不同排布的CFA,比如CMY、RGBE、CYGM、CYGW、RGBW等等,始终未能撼动拜耳RGGB的地位。



早在2016年,荣耀便启动了对RYYB的研究工作。Camera的科学家们从黄色太阳镜获得灵感。既然黄色=红色+绿色,那如果把R-GG-B换成R-YY-B,不就相当于R-RGRG-B了吗?这意味着相同镜头和传感器下,光子进光量多了一半。

经过数年的RYYB算法开发,工程师终于解决了从RYYB还原到RGGB的问题。相比RGGB,RYYB能够实现40%的进光量提升,这对于手机这个底片大小本身有明显限制的产品而言,是革命性的发明!



不满足多摄光学系统、ISP芯片、算法等关键核心技术,华为已经向更底层进发,从定制图像传感器到颜色滤波器,华为在图像产业扎根。



05  魔鬼级光学设计



如果说,手机摄影的整个系统是一个木桶,那么光学设计,就是这个木桶上最短的那块木板。业界的手机厂商一般用像素、传感器面积等一两个参数作为营销卖点,极少介绍过自家产品的光学设计情况。而事实是,光学设计的优劣,直接影响手机成像质量,越是强悍的传感器,越需要优秀的光学设计来匹配它。



举个例子,iPhone 11系列发布后,不少消费者关注到它严重的“炫光与鬼影”问题。有的网友亲自拍摄对比样张,这才揭开华为在光学设计上下的苦功夫。

4年多前,华为开始与徕卡展开合作,目的之一就是改进“鬼影”现象。当徕卡团队将炫光与鬼影的测试方法介绍给华为团队时,华为团队成员都惊呆了,徕卡用的光源相当于投影机的光源,比先前华为用的测试光源强了几十倍。只有在这种极端的强光源下,才能彻底暴露镜头在鬼影和炫光上的缺陷。在此后,华为坚持用投影机级别的光源对手机进行“鬼影”测试,在这种极端情况下仍然能够有效控制“鬼影”,这比普通厂商的测试标准严格了几十倍。



继承了华为科技实力,荣耀同样在光学设计上下了一番工夫。



以荣耀V30 Pro为例,荣耀V30 Pro的主摄镜头和长焦镜头都分别搭载了OIS光学防抖,这在提升用户的拍照体验上功不可没。除了光学防抖,大光圈也是一个亮点。荣耀V30 Pro主摄镜头搭载的RYYB IMX600传感器尺寸达到了1/1.7英寸,是一枚“超大底”。传感器尺寸越大,就越需要更多光来“喂饱”它。可以说,“超大底”和“大光圈”往往是联系在一起的。而荣耀V30 Pro的主摄镜头光圈值,最大光圈达到了f/1.6,达到了业界的一流水平。



可以说,魔鬼级的光学设计,是荣耀V30系列高品质摄影的前提。



06  自研ISP的洪荒之力



在手机摄影领域,有一个功臣长期以来都被忽视:手机芯片的ISP。



ISP(Image Signal Processor),即图像信号处理器,它负责将镜头拍摄到传感器的信号转换成我们可以看到的照片、视频,很大程度上决定手机摄影的最终质量。你拍摄到的五彩缤纷,是ISP计算出来的;你拍摄的变焦效果,是ISP用算法实现的;你拍摄时精准的曝光、白平衡、人景识别、深度信息识别、防抖、慢动作等等,背后都有ISP的功劳。ISP就是手机成像的“超级大脑”。



荣耀V30 系列搭载的自研麒麟990芯片,在芯片ISP上也做了大幅提升,升级为第五代ISP。这次升级,主要体现为4个升级点。



升级点一是吞吐率的提升。吞吐率提升就像马路加宽,同时能够通过的车辆更快更多了,手机也就能够快速完成更复杂的拍摄。



升级点二是能效提升15%。手机拍照一向是手机的功耗大户,能效的升级意味着耗电和发热都将得到改善。



升级点三是使用了单反级的降噪技术,照片降噪能力大幅提升了30%。这里不得不提一个概念,BM3D图像降噪技术。BM3D被称为摄像领域最好的降噪算法之一,通过在三维空间进行降噪再将结果反变换融合到二维图像世界,使图像细节恢复更多,但是算法复杂度实在太高。以往苦于计算性能问题,行业无法容忍长达几分钟的降噪处理时间而无法在手机端使用。麒麟990强大的ISP,首次在行业让这一单反级的降噪技术有机会搬到手机上来,即使暗光拍摄也能做到媲美单反的清晰、美丽。
升级点四是视频降噪能力提升了20%。众所周知,视频由连续的多帧画面组成,每一帧本身有噪点(空域),而前后帧之间随时间变化也会有噪点(时域),要对视频进行降噪,处理工作量相当大。业界在视频降噪方面大多采用单纯的时域降噪,消除时间维度带来的噪声。而麒麟990强大的ISP能力,首次在行业实现了双域联合视频降噪,无论是时域,还是空域噪点,都能够进行精准分离处理。就像擦一块有脏点的玻璃,只采用时域降噪相当于只擦玻璃的一面,而双域联合视频降噪则是玻璃的两面都给擦得干干净净。
07  自研多摄算法:计算摄影魔力



通过持续5年的积累和不断进步,华为形成了一个较为丰富的摄影算法矩阵。这也是计算摄影的魔力。



荣耀V30系列搭载了直接在RAW域运行的AI算法体系,这个算法体系能够从细节、色彩、亮度等方面,提高成像质量。



在“RAW域”运行AI算法,是什么概念呢?



一般而言,按下快门之后,通过手机镜头的光线就会被传感器所记录下来,光信号被转换为电信号,也就是原始图像。这些原始图像一般是RAW格式的。RAW图像紧接着被传输到手机芯片,由芯片的ISP进一步处理,成为手机上可见的JPG图片。



从RAW格式的原始图像转换到JPG格式图像,这中间会丢失很多信息。毫无疑问,如果要用算法来提升图像的成像质量,那么算法就应该针对RAW图,而不是针对JPG图来计算处理。



荣耀V30 Pro搭载的RAW域算法,就是一套针对RAW格式图像进行的算法体系。在传感器生成RAW图之后,大多数情况下,RAW图会被传输到麒麟990芯片的NPU中,由NPU强大的AI算法能力,对RAW图进行算法处理。由于图像此时仍然是RAW格式,信息丢失很少,算法处理起来能够获得更好的效果。经过NPU的RAW域算法处理之后,RAW图再传输到芯片的ISP中,进行下一步处理。



荣耀的RAW域算法,覆盖细节、色彩、亮度等多个方面,每个方面又有不同的子算法。这套算法的数量极多,作用不一,我们不妨了解一下其中有几个具有代表性的。



比如,在细节上,有AI RAW算法,用于去噪、增强细节。还有专门的人脸细节增强算法,用来提升人像拍照时的细节体现。在色彩上,有AI AWB算法,用来提升手机拍摄时白平衡的准确性。在亮度上,有ELLIP算法,用来在超暗环境下,提升照片的亮度、降低噪点。



除了AI算法体系,色彩调校也是另一个软件技术发力点。色彩调校特是对于图像色彩的精细化处理,需要解决绝大多数消费者在使用过程中遇到的“在什么场景下某色如何呈现”的问题。



在这一点上,华为走在前面。从华为P9开始,华为的色彩调校越发自信、越发成熟,形成了标准/徕卡柔和/徕卡鲜艳三种不同风格的色彩体系。标准模式尽可能接近肉眼所见,而徕卡色彩则形成了饱满、德味、油润感的风格化徕卡标签。



荣耀作为面向全球年轻用户的科技品牌,在色彩调校上也开始了自己的探索。



08  尾声



通过数年长期坚持大规模研发投入,华为构筑了今天手机的技术优势。从芯片到摄影,从通信信号到5G技术,从电池安全到系统安全,从有线安全快充到无线超级快充,从软件系统到分布式智慧体验,我们亲眼见证华为一块一块做成了远超别人的长板。



所以,在2020年5G开端,我们看到有一种5G手机叫华为和荣耀,有一种5G手机叫其他。



惟坚忍者始能遂其志。5G时代,新的十年开启,我们期待华为和荣耀双雄崛起,真正成为全球标志性科技品牌和全球年轻人的高端科技潮牌。

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404461802258825528#_0
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CDer:000637816
发表于 2020-1-18 01:26 | 显示全部楼层
首先,v30p的相机素质,无疑是优秀的。ryyb的主射。夜景拍照极强。没得说
这么久的研究调教,华为对这颗cmos的掌握会越来越熟练

其次,矩阵相机……看看就好了,B站已经有人拆机了,V30P和nova6,拆了之后几乎一样,除了前置摄像区域(nova6的前置自拍摄像头确实大,所以自拍dxo第一也是有理由的),以及闪光灯区域(就这样,两者主板在这一区域还进行了预留)。如果v30这个框算矩阵,nova这个竖条算啥?

B站的拆机,甚至互换了主板,完美运行

最后,关于DXO
是不是科学两说。很多维度确实不符合华为的方向。比如华为追求广角的畸变控制以及广角手持超级夜景,而在dxo看来,广角视场谁大,谁的分就高,管他线有没有歪

但DXO就像是应试教育。

不主动报考的未必差(如iphone,实际体验其实并不差)
报考的成绩好,未必真的好——1+7p
报考的成绩差,那就是真的差。。。。。很简单,因为人家就是标标准准的开卷考试,开卷考试都做不好?


而DXO,国内送测,其实是小米早于华为


最后,关于dxo的科学性
如何看待荣耀 V30 Pro DXO 综合评分 122 分? - 小蒜苗的回答 - 知乎
https://www.zhihu.com/question/366725871/answer/977177142


人家说的有理有据,链接转给大家,有兴趣的可以看看
个人觉得已经分析的很完善了
如果觉得又可以探讨的地方,欢迎回复我,我们交流
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CDer:000691513
发表于 2020-1-18 08:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
说到鬼影,我还真用m30p拍出了鬼影,也可能是手抖。
某些特殊情况,m30p的夜景系列表现还不如小米8,但是整体明亮度m30p好很多,观感也好很多。而极限暗光,m30p真的是夜视仪,在算法加持下,虽然涂抹有点多,但是观感上可以吊打手持apsc的微单单反拍摄。
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发表于 2020-1-18 08:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
zhuhao112 发表于 2020-1-18 08:30
说到鬼影,我还真用m30p拍出了鬼影,也可能是手抖。
某些特殊情况,m30p的夜景系列表现还不如小米8,但是 ...

B站有人拿30p跟全画幅微单对比过。
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CDer:000691513
发表于 2020-1-18 08:54 超大游击队员 | 显示全部楼层
双筒猎枪 发表于 2020-1-18 08:51
B站有人拿30p跟全画幅微单对比过。

和全画幅比也大差不差,手持情况下多帧叠加的优势太明显了。手上没有全画幅机,没有比较。
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发表于 2020-1-18 09:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
zhuhao112 发表于 2020-1-18 08:54
和全画幅比也大差不差,手持情况下多帧叠加的优势太明显了。手上没有全画幅机,没有比较。

除了画质各有千秋,手机一个很大的优势是不用频频换镜头就可以达到大多数人的拍摄效果。
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CDer:000637816
发表于 2020-1-18 14:39 | 显示全部楼层

RE: 双雄崛起!深度解密荣耀V30的矩阵相机凭啥得DXO世界第二?

zhuhao112 发表于 2020-1-18 08:30
说到鬼影,我还真用m30p拍出了鬼影,也可能是手抖。
某些特殊情况,m30p的夜景系列表现还不如小米8,但是 ...

鬼影是物理现象,和你手抖没有那么大关系。
只能通过镀膜缓解。无法完全消除。连相机厂商都无能为力


曝光时间长,还是会产生的


木西评测有提到过


但苹果那个太过分了
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CDer:000637816
发表于 2020-1-18 14:41 | 显示全部楼层

RE: 双雄崛起!深度解密荣耀V30的矩阵相机凭啥得DXO世界第二?

双筒猎枪 发表于 2020-1-18 09:00
除了画质各有千秋,手机一个很大的优势是不用频频换镜头就可以达到大多数人的拍摄效果。

最大的优势就是便携!并且方便分享

没有那么多摄影发烧友,很多人买单反,也不愿意后期。出去玩,拍照拍了,回家p图,太累了

还不如手机一拍,稍微修一修,当天就发朋友圈
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CDer:000163380
发表于 2020-1-18 20:54 超大游击队员 | 显示全部楼层
手持荣耀V10,拍照差就不说了,反应还慢人一拍,对焦慢
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CDer:001110880
发表于 2020-1-19 14:04 超大游击队员 | 显示全部楼层
拍照确实牛逼
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CDer:000435261
发表于 2020-1-19 16:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 yingzho2007 于 2020-1-19 16:12 编辑

对我们这种今年双11和赵明做朋友的人来说,真不是一个好消息,今年双11  V30P大概率不能降到2000以下。
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CDer:001140379
发表于 2020-1-19 16:41 | 显示全部楼层

RE: 双雄崛起!深度解密荣耀V30的矩阵相机凭啥得DXO世界第二?

zhuhao112 发表于 2020-1-18 08:30
说到鬼影,我还真用m30p拍出了鬼影,也可能是手抖。
某些特殊情况,m30p的夜景系列表现还不如小米8,但是 ...

强光源情况下拍照,多数镜头都会有鬼影问题,手机更严重,MATE 30 PRO  已经处理的相当好了,爱疯 11PRO 那个鬼影比M30P 严重多了。
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CDer:000688924
发表于 2020-1-20 09:50 超大游击队员 | 显示全部楼层
yingzho2007 发表于 2020-1-19 16:03
对我们这种今年双11和赵明做朋友的人来说,真不是一个好消息,今年双11  V30P大概率不能降到2000以下。

你不要低估了荣耀的疯狂,荣耀连他哥的面子都不给的
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CDer:000423542
发表于 2020-1-23 12:03 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.双雄崛起!深度解密荣耀V30的矩阵相机凭啥得DXO世界第二?

haoyanghotel 发表于 2020-01-20 09:50:28
你不要低估了荣耀的疯狂,荣耀连他哥的面子都不给的
干死华为我就是老大——荣耀
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