手机厂商都在押注的影像技术，如何取得新突破？

摘要

如何让手机摄影，能简单到「只需按下快门」，又复杂到能比肩专业的摄影创作？

10 月 24 日，vivo 举办了自己的 2022 影像战略发布会。从硬件成像、视觉处理、后期美化等多个角度，为后续影像技术、产品，规划了一幅更完整的「蓝图」。

过去几年，随着智能手机市场竞争日益激烈，产品同质化严重，各家厂商都开始大力投入影像技术研发，希望在拍照摄影功能上有所突破。在此之前，vivo 已多次将影像技术作为发布会分享主题。

大力投入产出了成果。今天智能手机上搭载的相机，已经是一套非常复杂的系统，甚至比很多专业相机更复杂，有更深的技术纵深。

但手机的物理限制依然摆在这里。感光元件的体积、镜头模组的重量，无不限制着手机摄像头的表现。当用户需要「用眼睛收货」时，不少手机的表现都不尽如人意。技术落地到产品后，常与用户需求错位，体验提升有限。甚至有时候，技术迭代了，产品升级了，体验反而倒退。

这不只是 vivo 一家公司正面对的挑战，更需要整个行业上下游，对用户的「摄影需求」，进行一次重新思考，再次出发。

难以突破的影像技术

多年以来，摄影圈一直流行着一句话，「底大一级压死人」。

意思很简单，对数码相机来说，底部感光元件的面积，决定了你能捕捉到光线的量，进而决定了成像质量。「底」越大，效果就越好。

根据感光元件的尺寸，数码相机被分为了全画幅、APS-C、1 英寸等不同级别。传感器尺寸决定成像质量，是摄影圈最底层的「定律」。

对手机来说，内部空间寸土寸金，不可能采用类似相机的设计。近年感光元件最大的手机摄像头模组，也不过是达到了「1 英寸底」的级别，在相机领域依然只能说是「小底」。

与此同时，手机要应对的拍照场景却更复杂。普通用户并不会通过人工布光、架三脚架延长曝光时间等方式提升进光量，这加剧了进光量不足的问题，对影像系统提出了更高要求。

为了解决手机拍照的画质问题，工程想出了很多办法，从基本的「硬件堆料」，提升感光元件的像素、面积，对感光子像素进行重新设计；到「计算摄影」，通过多次曝光，减少高感光度下的画面噪点，拉高亮度，针对模糊的物体边缘进行锐化……

特别是近年来各家厂商着重发力的「夜景模式」，很多都是通过机器学习算法，对画面进行「还原」。让手机能在极暗，几乎漆黑的环境下，也能拍出一张像样的照片，亮度比专业相机还高。

大部分手机的夜景模式，都会对将画面提亮到极高的水平｜The Verge

但这些改进，也遇到了不小的问题。

硬件上，无论是加大传感器面积，还是提升像素，带来的感光性能提升，其实都比较有限。特别是在暗光场景下，进光量不足的问题很难得到实质性改善。

而靠软件优化，通过「算」提升画质，依然存在问题。不少厂商开发的计算摄影功能，在处理时都过于粗暴，有的会对画面进行过度锐化，凸显出人脸上的瑕疵，有时会过度拉高画面暗部的亮度，让画面显得很平，缺乏明暗对比，被用户批评为「塑料感」。

如果单纯以「明亮」、「清晰」为评价标准，智能手机近几年的影像性能确实有大幅进步，暗光下的成像质量都有大幅提升。但到用户的眼睛里，评价一张照片「好」的标准，显然不只是明亮清晰那么简单。「如何拍出好看的照片」，是一个更复杂的议题。

包括一些特色影像功能，也存在技术与体验错位的问题。人像模式抠图不干净，不自然；电影模式、运动模式、高像素模式的可用度不高……还有不少厂商推出了拍摄 RAW 格式照片的功能，确实能提升照片的画质，给用户更多后期处理的空间。但很多时候由于后期操作过于麻烦，用户反而陷入了「默认难看，RAW 麻烦」的矛盾处境。

这些问题，集中体现在最主流的旗舰手机，iPhone 上。「原相机拍照难看」已经成为了 iPhone 用户普遍的共识，几乎每个 iPhone 用户，都会在手机内安装不只一款拍照软件，有专门用于自拍的，给照片加复古滤镜的，专门修图的……都是在补充原相机的缺陷。

甚至有一些 iPhone 用户，在拍照的时候，会用截屏功能，把 iPhone 的取景器里的预览画面截下来，以此代替快门来自拍。因为取景器里的画面，未经计算摄影流程处理，不会对脸上的瑕疵进行锐化，也不会强行提亮阴影，因此看起来反而更自然。

功能与需求的错位，让厂商在影像技术领域的努力，反而转化为了「负优化」。

重塑移动影像的「标尺」

关于移动影像「好」的标准，原本并不存在什么分歧。

一套好的影像系统，首先要有强大的硬件，提供足够的画面清晰度，覆盖多个焦段，有好的宽容度，HDR 效果，准确的色彩还原能力；其次应当做到体验顺畅，相机软件设计合理，功能易于理解，拍照成片率高；最后要有丰富、智能的后期处理功能，能识别场景，做出合理、自然的计算摄影优化，同时给用户留出后期空间。

但在实践过程中，各种矛盾开始涌现出来。

比如堆硬件会带来手机重量、厚度提升、摄像头过于突出，很多用户不愿意接受；提高像素后，照片文件的体积会成倍增大，拍照后的处理时间也会变长。

又比如上面提到的「自拍难题」。人像拍摄场景下，大部分国产品牌，以及三星，针对亚洲人的需求，会对面部细节进行柔化，加入一定的「磨皮处理」。但这种处理方式却不符合西方人的审美，他们更倾向于展示出面部皮肤的细节，所以 iPhone、Google Pixel 等手机的处理方式就更倾向于「锐化」。

诸多矛盾堆叠在一起，对手机厂商的影像部门提出了更高的要求。各家不仅需要通过自研技术打破限制，更需要对用户需求、喜好建立更深刻的认知。

这一点充分体现在 vivo 的影像技术发展历程里，从镜头光学系统、CMOS 传感器，到 ISP 芯片、计算摄影算法……vivo 几乎将资源注入到了移动影像的每一个环节，在底层技术上推出了与蔡司联合研发的光学系统，也用上了自研的 ISP 芯片 V1。

vivo 在影响战略发布会上发布的下一代自研 ISP 芯片｜vivo

这场影像战略发布会上，vivo 公布了一系列底层技术的进展。包括能将传感器感光能力提升 77% 的 CMOS、进一步利用机器学习性能，提升图像处理速度的 AI-ISP，以及与蔡司联合开发的下一代小型化镜头模组。移动影响的核心目标从未改变：在模组体积有限的情况下，尽可能提升进光量，增加算力。

除了努力，选择其实也很重要。过去几年，vivo 大力投入底层影像技术的同时，并没有选择过分拉高参数。在像素数、变焦倍数等参数上，都采取了相对保守的配置。与此同时，vivo 选择做了一系列能体现自己「独特理解」的技术。

比如「微云台」，着力增强防抖功能，提升进光量的同时，也能优化用户的拍照体验，提高成片率。又比如与蔡司联合研发的镜头镀膜，解决了困扰不少厂商的，光线反射过程中的鬼影问题。

近年帮助 vivo 取得市场亲睐的微云台技术｜vivo

这些选择也得到了市场的回应与认可。根据市场调研机构 Counterpoint 的数据，2021 年，vivo 成为中国智能手机销量第一的品牌，市占率达到 22%。今年二季度，vivo 在国内高端智能手机市场的市占率也实现突破，成为第二，仅次于苹果。

过去几年，在技术不一定能转化为用户体验的行业困境中，vivo 实现了数次成功的「方向探索」，刷新了自己对移动影像的理解，重塑了这根标尺。

今年的影响战略发布会上，vivo 宣布，将从 CMOS、超分算法、下一代 AI-ISP 和计算摄影多个维度，打造面向未来的「影像技术矩阵」，进一步前进。

用「一颗快门」赋能普通人

手机影像发展早期，数码爱好者圈子里曾兴起过一个讨论：手机拍照，是应该尽量提亮画面，让用户更容易拍到想拍的东西；还是应该准确曝光，尽量保证画面纯净度，拍得更好看？

这场「要亮度还是观感」的讨论，为之后近十年移动影像的发展，埋下了伏笔。

对手机用户来说，拍照似乎特别简单，对准物体、按下快门就行了。但实际上，专业摄影远没有这么简单，从拍摄前的器材选择，场景布置，到拍摄中的构图、调节曝光，到拍摄后的调色、修图，每个环节都是一门专业学科。

所以对手机厂商来说，移动影像技术的最大难题，就在于如何将这些专业性、复杂度极强的环节，浓缩成一颗简单的「快门按钮」。这个过程中，存在着大量与「要亮度还是观感」类似的矛盾。

这也是为什么，vivo 在自己的影像战略中，提出了「三个比肩」，要将移动影像的技术水平、产品体验，带到能比肩专业影像设备、比肩专业摄影团队、比肩专业后期能力的水平。

发布会上，vivo 邀请了专业摄影艺术家，来解读 vivo 处理图像的理念和方式。

其中最独特的，也是其他厂商很少提及的，就是「影调」的重要性。今天大部分手机拍照，在大光比场景下，都会调用 HDR 功能，把暗部的亮度拉高，高光部分压低，呈现出尽可能多的画面细节。

但人眼观察世界的方式并不是这样的，人们看到的世界是「光影的结合」，有亮有暗，才能体现出画面的立体感、层次感。所以 vivo 采用光学感知系统，加上对环境的识别，在自己的计算摄影管道里，加入了「光影重建」这一流程，能更准确还原画面的影调，既保证曝光的准确，又让画面不会只是「傻亮」，显得没有层次。

要实现这一点，首先需要有强大硬件作为基础，有宽容度足够的 CMOS、算力足够的 ISP 进行场景识别，同时也要对用户的拍摄需求有深刻的理解，最后还要利用专业的摄影作品，作为训练集，增强影像系统的「审美能力」。

通过这一系列的过程，最后落到功能上，成为了 X80 系列手机上的「智能白加黑减」功能。而这个功能，只是 vivo 对全场景智能优化的冰山一角。除了影调，他们还真对色彩、夜景、人像、视频等场景，都展开了针对性的优化。

此次的发布会上，vivo 特别展示了它在多个算法领域的最新突破。

其中包括用于提升画面的解析力的「光学超分算法」，可以在 5X 以上的超长焦端下，大幅提升画面清晰度，使超长焦不再「鸡肋」。还包括「超感人像系统」，能对人像信息进行理解，再进行细节优化，不是粗暴的「磨皮涂抹」，保留细节的同时又不会凸显瑕疵，营造出自然、独特的人像氛围。

最后的一个「大招」，是能控制暗光噪点和色彩还原的「VCS 放生光谱技术」，vivo 表示，它能将图像信噪比提升 20%，还原提升 15%。用这套技术加成后的「苍穹夜景系统」，能基于感光能力更强的 CMOS，加上 AI 算法，使夜景感光能力提升 100%，实现「手持拍摄星空」。

从自研芯片、算法，到联合蔡司研发光学系统、镜头，到下一代的 CMOS……今天，想要打造一套优秀的移动影像系统，不只是要在单个技术点投入资源突破，更需要从整个技术矩阵出发，全局前进。因为矩阵里的任何一块短板，可能都会拖体验的后腿。

而这一切，都是为了让手机摄影，能简单到只需要按下快门，又复杂到能比肩专业的摄影创作。在 vivo 提出的口号里，他们将「持续为消费者提供人性化的专业影像体验」。

他们确实在某种程度上做到了。2021 年，第二届 vivo VISION+ 手机摄影大赛上，他们征集了超过 38 万幅摄影作品，传递了无数个普通人，用快门记录下的，他们的情感和力量。

这正是移动摄影最初的意义所在。