1ISP对手机拍照质量起重要作用
往往谈及一款手机的拍照质量好坏时,稍懂一些手机常识的朋友往往首先想到的是传感器、镜头质量等等,而其实还有另外一个更愿意处于幕后的低调工作者,而且其也正在越来越深的对智能手机拍照质量产生着影响,那就是相对其他复杂的技术模块最为大众用户熟悉的手机最核心——处理器。下面我们借用最新登场的骁龙820为例和大家简单分享一下处理器对手机拍照质量产生了何种影响。
CPU也在影响拍照质量
之所以说是处理器,是因为相对而言处理器更为大众所熟知,更容易被大家理解。其实更严格来说,我们这里所说的是ISP和DSP两个因素,而这都是集成在骁龙处理器(这里我们习惯性的称为“CPU”,准确说是“SoC”,CPU、GPU、IPS、DSP都整合其中)的当中的重要模块,虽然并不像传感器、镜头那么为大众用户所知,但其实二者在幕后相互协作的对手机的拍照质量发挥着显著的支持作用。
◆ ISP
ISP即“图像信号处理器”,英文全称“Image Signal Processor”,在手机芯片当中主要负责图像信号的处理部分,可以认为是手机相机的“大脑”,负责处理前端图像传感器输出的信号,实现降噪等效果,另外,诸如HDR、人脸识别、自动场景识别等功能也是ISP的功劳。
Spectra ISP对于手机拍照(视频录制)质量起着重要作用(截图来自高通美国官网)
骁龙820处理器集成的Spectra ISP是Qualcomm Technologies迄今为止最先进的双图像信号处理单元,借助14位双ISP实现更自然的皮肤色调,同时支持三个摄像头(例如一个前置摄像头和两个后置摄像头),支持30fps零快门延迟拍摄最高2500万像素照片;利用Spectra ISP的灵活复合自动对焦框架和支持下一代计算摄影的多传感器融合算法改善照片质量。
在骁龙810上已经搭载了14位双ISP,处理能力达每秒12亿像素,频率为600MHz;在骁龙820当中采用了全新的14位双ISP,进一步进行了升级,并能够弥补手机小型图象传感器和塑料镜片镜头遭遇的光线和噪点的问题,可提供更广泛的色彩和更自然的肤色。
类似于开头所述,在手机当中,我们第一眼看到的是镜头,而在拍摄照片过程中,镜头的作用是聚集光线;之后图像传感器会将通过镜头的光线记录下来并传递光波的亮度和颜色,此时,“模拟”光波被聚焦并数字化。而其中ISP起到的是美化的作用。
此外,骁龙820为手机拍照提供了3项自动功能,提升拍照整体体验和成像质量,即高级自动对焦、自动曝光和自动白平衡。经过820优化的对比自动对焦功能可以使手机在保证优质细节和良好清晰度的情况下实现更快速准确的抓拍,获得普通手机无法获得的体验。
自动曝光和自动白平衡可探测拍照场景中不断变化的环境光质量,并随光线变化调整相机设置,确保适合的亮度和颜色。Qualcomm Technologies为自动曝光和自动白平衡提供的解决方案当中,通过复杂的算法确定光线的颜色和强度范围,并“通知”ISP和图像传感器采用合适的处理方式,使得照片的对比度就不会过高或过低。
Spectra ISP最明显体现的提升在于宽容度提升和弱光拍摄降噪优化。其借助动态的局部色调映射(LTM)技术,对色调重新映射而后叠加,从而实现高动态范围图像(HDR)。通过增强画面阴影的层次,使细节更加清晰;并且改善对比度最终使照片更接近真实场景的自然色彩表现。其通过识别整体环境,在最大程度保证高光部分细节得以保留的情况下,将暗部进行适度提亮,表现出更多细节,保障照片(和视频)整体具有更高的质量表现,这其中也有DSP的功劳。
2DSP和ISP协作提升手机拍照质量
◆ DSP
DSP即“数字信号处理器”,英文全称“Digital Signal Processing”,是CPU和GPU之外的另一个重要模块。骁龙820集成了Hexagon 680 DSP,可保证传感器在超低功耗下实时在线(保持开启状态)并具有更先进的低能耗图像处理进程。除了以更高的效率分担CPU、GPU的一部分任务,涉及到拍照质量方面通过与Spectra ISP的协作可以提亮照片(和视频)中的暗部,使其不至于过暗(具有更快的速度和更低的功耗,速度是前几代骁龙速度的3倍,能耗仅为之前的10%),整体宽容度更高。
Hexagon 680 DSP与Spectra ISP协作提升拍照(视频录制)质量(截图来自Qualcomm美国官网)
下图为配备Qualcomm Spectra ISP技术的图片
弱光情况下ISP和DSP能够自适应地增亮视频和照片中较暗的区域
视频演示
3越高级别骁龙支持像素数量越高
◆ 再说像素
像素是普通大众用户最为关注的拍照要素,对此当然也需要处理器的支持。不同定位级别的骁龙处理器对于像素的支持情况也各有不同,基本按照从入门到旗舰级别的像素进行着由低到高进行着支持。
大众市场
骁龙200系列普遍支持800万像素水平,多适用于入门级别的百元机型,在这样的价位段,目前来看,800万像素已经是一个不错的水平。当然,其中也有个个例:骁龙208支持500万像素,OEM厂商可以根据自己产品定位进行甄选。
高性价比
骁龙400系列普遍支持1300万像素水平,相比骁龙200提升了一个档次,这也是一两年前很多旗舰级别智能手机保持很久的顶级水准,包括目前依然有很多中高端手机选择1300万像素。当然,而今更令我们欣慰的是,已经有很多千元机搭载了1300万像素的配备,这方面,骁龙400的支持功不可没。当然,这里依然有个个例:骁龙430已经能够支持高达2100万像素水平,直奔骁龙600系列档位,显然这也是为了满足个别OEM厂商对高性价比拍照机型的个性化需求。
中高端
骁龙600系列在骁龙400的基础上进一步提升到了全线支持2100万像素的水平,满足OEM厂商很多中高端机型的需求,同时,骁龙602A汽车解决方案开始支持3个摄像头,使得有需要的厂商可以打造双后置摄像头的机型。
高端旗舰
骁龙600系列可支持的2100万像素对于目前的智能手机发展状况来说已经是一个非常高的级别,所以在骁龙800当中我们依然看到了2100万像素的存在,即骁龙800、801和808,而在这一系列,像素支持情况已经不像前面那么“稳定”,个性化更强,最低为刚刚提到的2100万像素,最高可达5500万像素(其实早在两年前,笔者就曾在还未改名的骁龙600左右档位上看到过有对5K+像素的支持,只不过当时智能手机的发展远未达到这么高的需求,所以后来Qualcomm又针对性的进行了适度降低调整,所以Qualcomm可以针对当前市场需求进行快速调整使其非常大的优势之一)。
最新的骁龙820选择了折中的2500万像素支持,从中可以看出这是明年旗舰智能手机普遍搭载摄像头的最高水品,当然也不排除个例,或许之后也会有支持更高像素的“子系”推出,比如“骁龙825”之类,当然,这还只是笔者个人凭空猜测而已,按照Qualcomm非常灵活的调整策略,还是很有可能的。
● 写在最后
可以预见的是,未来搭载骁龙820芯片的智能手机将具有比下阶段更优秀的拍照(和视频录制)质量,而其中并不仅仅是传感器和镜头升级的功劳,骁龙820同样会发挥不可忽略的作用。而这些并不是我们能够简简单单从处理器的跑分高低上便做出优劣评判的。最大程度的提升处理器能够带来的综合体验,这是Qualcomm目前非常理智、而且明智的地方,本文所谈其对拍照方面的更好支持是其中一个方面。
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