体验为王:追踪摄影功能六年发展历程(~)

核心提示江湖上流传着很多关于iPhone的梗:“苹果宁愿砍掉,也不用不成熟的技术”那iPhone是否如大家所言,是个只会挤牙膏的手机呢?我认为并不是iPhone拍照功能一向以稳,以成熟体验为核心,在诺基亚移动还没变成咖喱代码工厂子公司之前。iPho

江湖上有很多关于iPhone的传言:“苹果宁愿砍了也不愿意用不成熟的技术。”iPhone是不是像大家说的那样只能挤牙膏的手机?

我不认为是iPhone的相机功能一直很稳定,专注于成熟的体验,在诺基亚移动成为库里码厂子公司之前。用iPhone拍照已经相当突出了。Lumia920/1020的硬件性能虽然抢眼,但在拍照体验和白平衡上却顾此失彼。面对同期,iPhone5/5s没能打出一套大满贯。不久之后,苹果的头部对手变成了三星,两家厂商上演了一出相爱相杀至今的肥皂剧。接下来几天我会详细介绍三星部分。

1光学防抖,多帧合成

作为后乔布斯时代的首款巨屏id,iPhone6系列在摄像头方面也做了不少改变。

硬件方面,这个传感器是索尼的IMX145,可以追溯到iPhone4s。这次是IMX145PDAF的骨灰版。第一阶段对焦系统带来了完全不同的拍照体验。

此外,光学防抖也首次搭载在iPhone6 Plus上,可以为用户拍摄稳定流畅的视频图像,提高夜间拍摄的成功率。在软件方面,iPhone 6系列开始大范围使用多帧合成技术,包括未来将大放异彩的HDR增强技术。通过捕捉一系列曝光不足的帧来合成和输出高动态范围图像。

现在几乎所有拍照场景都在使用这项技术,包括火热的夜景模式。IPhone在软件算法上的投入逐渐显露。

2像素提升,算法优化

2015年,经过近两年的像素大战,苹果终于将其智能手机的像素增加到1200万。硬件方面,传感器从之前的IMX145系列换成了IMX318,像素数量终于达到了主流水平。满足4K录像的基本要求。得益于新的传感器,iPhone6s系列开始支持30帧4K视频录制。软件方面,现场照片的加入填补了照片和视频的定位空空白,然后就有了慢门这样的游戏,一定程度上可以作为夜景模式。

3变焦双摄像头,引领潮流。

随着iPhone 7系列的发布,苹果迎来了全新的变焦双摄像头,但私下认为iPhone 7系列是近年来最失败的iPhone。并且性能控制不尽如人意,P3色彩规范的引入也造成了拍照上的一些问题。实际颜色比较暗沉,很大程度上影响了照片的观感。幸运的是,这个问题并没有影响到未来的iPhone。

硬件的变化集中在镜头上。第一,F1.8的光圈值已经步入了旗舰手机的及格线。其次,前两代Plus机型专属的光学防抖,现在也下放给了4.7寸普通机型。最重要的是,Plus机型增加了等效焦距为56mm的长焦镜头,扩大了用户的视野。这种设计被许多后来的制造商效仿。

软件的变化是从硬件继承来的。依托新长焦镜头,苹果推出了具有背景虚化功能的景深模式,可以通过双摄合成打造浅景深效果。更难得的是,苹果在同时发布的iOS 10上开放了HEIF格式存储,保存比JPEG信息更丰富的照片。这为第三方相机app提供了大量的late 空时间。虽然苹果比安卓晚开放了近3年的类似功能,但讽刺的是,由于阉割,大部分安卓厂商仍然不支持保存RAW文件或相关的第三方API。混乱的管理仍然是安卓营的顽疾。

4在暗光下拍照,然后放大。

2017年是iPhone发布十周年,苹果再次增加了自家手机的数量。全面屏设计的iPhone X成为当年下半年最受关注的手机。由于iPhone 8和iPhone 8 Plus的硬件配置与上一代基本没有变化,所以我们把重点放在iPhone X上。

苹果在iPhone X上使用了全新的长焦镜头,等效焦距从56mm缩短到52mm。光圈增加到了F2.4,最重要的是增加了光学防抖。这个长焦镜头很有必要。不出意外的话,这款相机也会在下一款iPhone Xs上发光。硬件方面的进步主要是支持4K60帧视频录制。iPhone的视频霸权开始了。在强大的A11仿生处理器的帮助下,苹果开始利用处理器性能碾压传感器的拍照潜力。至于IMX318传感器本身,和同年华为P20Pro上安装的IMX600相比就差了。软件方面,相比上两代iPhone,进步较弱,更多在于游戏性的提升。人像光效功能开始测试。可以获得类似于摄影棚的配光效果。

此外,这一代iPhone开始支持慢速同步闪光,让前后景都能合理曝光,是暗光下拍照的实用方式。

在之前的所有几代iPhone中,这一代iPhone X在拍照方面似乎都不尽如人意。一方面,由于竞争对手对传感器的大幅加固,比如华为在传感器领域的显著优势,比如小米等二线厂商利用IMX363大幅提升对焦来加固基础体验,iPhone X开始在硬件上不占优势甚至较弱。另一方面,以Google为代表的厂商在算法上有了很大的进步,进一步压缩了iPhone X的软实力优势。

5深入用户,体验为王。

在各方的挑战下,苹果对iPhone进行了大刀阔斧的改革。和iPhone X相比,进步很明显。智能HDR和新传感器的结合极大地改善了iPhone Xs系列。硬件方面,iPhone Xs是第一款使用新型1/2.55英寸传感器的机型。更大的传感器带来更大的全井容量和更高的信噪比。据说这个传感器有10位ADC,在手机图像传感器中首屈一指。其他技术指标,如IO率,被认为有所改善。此外,变化较大的是iPhone Xs上的十字相位对焦传感器。它可以大大缓解水平或垂直情况下的失焦问题。

在软件方面,智能HDR大大提高了新iPhone的图像容忍度。智能HDR本质上还是多帧合成技术,可以说是苹果HDR+的缩影。普通的HDR拍摄需要摄影师等待更长的时间来完成拍摄。捕捉精彩瞬间是相当困难的。SMART的一个特点是ZSL,即零快门延迟

采用该技术的iPhone在后台不断捕捉和丢弃图像,并缓存按下快门前拍摄的四张图像,并将它们添加到最终的HDR构图中,这意味着你可以在按下快门的那一刻拍摄照片,没有任何延迟。拍摄体验和单拍几乎没有区别,这是苹果一直秉承的“操作体验为王”的体现。

大概是由于智能HDR的推出,苹果不再沿袭之前相对内敛的色彩表现,开始向华丽的方向发展。而智能HDR的开合是由系统控制的,触发条件比较特殊,给实际拍摄增加了很多不确定性。此外,在视频拍摄方面,iPhone推出了动态范围扩展,最高可支持30帧,优于使用类似技术的三星S10,也大大优于其他手机厂商。相信iPhone Xs系列的视频质量在数码圈早就有口皆碑。

6平滑缩放,注重体验

今年发布的iPhone 11系列可能是iPhone历史上拍照进步最大的一代,它终于完成了前一年就应该搭载的超广角镜头。

这个等效13mm镜头的加入,补充了iPhone从13mm-26mm-52mm的标准4倍光学变焦范围,为摄影师提供了广阔的视野。

平滑的变焦响应甚至可以模拟希区柯克变焦。

如果只是变焦三枪也不稀奇。iPhone11Pro系列提供了平滑缩放机制。在光线好,距离远的情况下,流畅度明显领先安卓手机。

为什么同样是多摄像头变焦,iPhone的流畅度却远胜于Android手机?一方面是摄像头切换的精心调整,另一方面A13强大的处理器性能带来了前所未有的数据处理能力,支持iPhone 11 Pro系列的多摄像头同时工作。目前安卓阵营的高通骁龙855+可以支持双2200万像素摄像头,零快门延迟30帧,与iPhone的四个摄像头同时工作有一定距离。

此外,随着夜景模式的加入,苹果在“谁是最后上夜景模式的狗”的比赛中,成功击败了宝岛公司HTC,赢得了业界倒数第二的夜景模式的美誉。此外,iPhone快门时间还可以通过三脚架自动控制检测,或者手动延长至最长半分钟。在智能体验和手动操控之间找到一个好的平衡点。

在未来的更新中,苹果还为iPhone 11系列提供了深度融合功能,并采用了类似于专业相机“摇一摇音乐”的像素偏移方案,大幅提高了分辨率。目前只有谷歌和苹果在公开宣传这项技术的使用。

视频防抖能力也有了很大的提升。

此时iPhone 11 Pro Max使用了超广角

此外,苹果将视频动态范围扩展功能升级至60帧,这意味着iPhone11系列可以在视频模式下录制电影般的高运动图像。这可能需要4K120帧的图像处理能力才能完成,同时防抖不能落下。这在手机圈几乎是不可能完成的任务。可见A13处理器有多强大。

此外,iPhone系列还支持动物识别追踪,这在手机上还是第一次。我相信这是苹果深度学习的成果之一。对于有可爱宠物的用户来说,这个功能应该还是挺实用的。

遗憾的是,苹果仍然没有把iPhone 11系列做到尽善尽美。比如超广角镜头的焦距达到13mm,比安卓手机的16mm或者18mm要宽很多。但不支持自动对焦,无法进行微距拍摄。

摘要

我在近两年前的一个专栏里写过这样的话:手机摄影主要由传感器性能、镜头质量和图像算法组成。显然,苹果在“传感器性能”上并没有追求极致,甚至在“镜头质量”上有所懈怠。即便如此,每一代iPhone依然很大程度上代表了当年智能手机综合拍照实力的巅峰。

难得的是,这么多年过去了,iPhone拍照的轻松度依然首屈一指。即使是对参数调整一窍不通的用户也能拍出好照片,对于专业用户来说是绝佳的抓拍准备。一致的色彩表现对后期处理非常友好。比如相机之间的色彩表现,iPhone从7Plus开始就是行业标杆。拍照过程中没有马虎,相机APP挂机概率低,取景器帧率和画质水平也很好,可靠性高。

这一方面是iPhone在软件工程上的高造诣,另一方面是人机工程学的巨大体验。这些都是苹果软实力的体现。我们在赞美iPhone的同时,也不要忘记督促iPhone加快硬件的速度。只有软硬件协同,才能为用户提供更极致的体验。

我们打个赌,iPhone 12明年会改善鬼影问题吗?

 
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