三、大夢(mèng)初醒 XD Fusion統(tǒng)御下的華為計(jì)算攝影

筆者在初上手華為P40系列之時(shí)，首先被該系列強(qiáng)大的硬件所吸引，關(guān)注重點(diǎn)自然也一直停留在此。

而隨著體驗(yàn)的深入，我們漸漸發(fā)現(xiàn)，硬件之外的軟件與算法機(jī)制是華為P40系列的影像能力迥異于過(guò)去的靈魂核心，也是關(guān)鍵所在。

在前言部分我們說(shuō)過(guò)，就硬件方面而言，廠商們都逐漸陷入發(fā)展瓶頸，無(wú)論是定制鏡頭、重金堆料、研發(fā)新的傳感器，對(duì)于大多數(shù)廠商而言總是逃不過(guò)最終趨于同質(zhì)化的宿命。在這種情況下，算法的地位越來(lái)越重要，成為手機(jī)品牌之間用來(lái)較量影像能力的新“無(wú)人區(qū)”，這也是“XD Fusion圖像引擎”問(wèn)世的理由。

——關(guān)于XD Fusion圖像引擎

大家從XD Fusion的字面上可能看不出一個(gè)所以然來(lái)，因?yàn)樗鼏渭冎皇且粋€(gè)代號(hào)，X為Extreme（極致），D即Definition（清晰），F(xiàn)usion譯為融合，重組成“XD Fusion”也就是“超清圖像引擎”的意思，如此解釋可能仍舊還很抽象，那么我們就通俗地將它理解為“計(jì)算攝影”。

這里我們要明確的是，計(jì)算攝影不是一個(gè)空洞的概念，公開(kāi)資料顯示：目前與之相關(guān)的計(jì)算攝影學(xué)已經(jīng)發(fā)展成將計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)字信號(hào)處理、圖形學(xué)等深度交叉的學(xué)科，結(jié)合計(jì)算、數(shù)字傳感器、光學(xué)系統(tǒng)和智能光照等技術(shù)。

然后從成像機(jī)理上來(lái)改進(jìn)傳統(tǒng)相機(jī)，并將硬件設(shè)計(jì)與軟件計(jì)算能力有機(jī)結(jié)合，突破經(jīng)典成像模型和數(shù)字相機(jī)的局限性，增強(qiáng)或者擴(kuò)展傳統(tǒng)數(shù)字相機(jī)的數(shù)據(jù)采集能力，全方位地捕捉真實(shí)世界的場(chǎng)景信息。

華為的XD Fusion可以粗淺地理解為計(jì)算攝影。

——硬件生產(chǎn)素材輸入

硬件是生產(chǎn)圖像素材的基礎(chǔ)，也是本次評(píng)測(cè)所要展示的重要內(nèi)容之一，由于篇幅所限，不得已將之拆分至稍后詳述。

這些年華為P系列的硬件底子發(fā)展有目共睹，我們也就不再多花時(shí)間贅述一一回顧歷代P系列機(jī)型的里程碑式成就，譬如P20 Pro的三倍光學(xué)模組以及定制大底元件；譬如P30 Pro的5倍光學(xué)模組加入，RYYB排列定制感光元件讓手機(jī)攝影走進(jìn)0.1Lux的暗光環(huán)境……

來(lái)到P40 Pro+，單像素和尺寸都更強(qiáng)悍的傳感器、10倍光學(xué)變焦模組、更加準(zhǔn)確的環(huán)境色溫感知、ToF加入，麒麟990 5G平臺(tái)提供的AI算力，筑起素材輸入的生產(chǎn)工具基底，目的是接下來(lái)為軟件端的處理做準(zhǔn)備。

——機(jī)器視覺(jué)連同場(chǎng)景語(yǔ)義分析進(jìn)化

機(jī)器視覺(jué)，中高層語(yǔ)義的分析、理解和分割是XD Fusion圖像引擎的重要組成部分，這里也已經(jīng)到了軟件層面。其進(jìn)化通俗點(diǎn)來(lái)講，體現(xiàn)在對(duì)不同場(chǎng)景的AI成像理解逐漸趨于準(zhǔn)確，比如讓綠植綠得不那么機(jī)械，讓天空不那么像是油畫(huà)。

在場(chǎng)景語(yǔ)義識(shí)別層面，這些被識(shí)別出來(lái)的圖像得到語(yǔ)義做理解與分割，比如人像拍攝時(shí)進(jìn)行人與周圍環(huán)境分離的摳像，就是為了美化人像做準(zhǔn)備。這一過(guò)程可以理解為對(duì)硬件所生產(chǎn)素材的分類和首次加工。

華為最早在Mate 10上首次加入“AI攝影大師”，一時(shí)之間掀起跟隨模仿的大潮，一眾品牌及旗下機(jī)型都將AI優(yōu)化納入自身的體系當(dāng)中，不過(guò)那時(shí)大多數(shù)廠商的AI還僅限于簡(jiǎn)單粗暴的P圖，譬如部分場(chǎng)景無(wú)所節(jié)制地拉高飽和度、弱光下瘋狂地提亮都不鮮見(jiàn)。

這招致了很多用戶的誤會(huì)，就連筆者有時(shí)候也為之深感迷惑，更多時(shí)候手動(dòng)關(guān)掉AI功能，干預(yù)“負(fù)優(yōu)化”，無(wú)法理解其存在的意義。

然而隨著P40系列伴生的XD Fusion到來(lái)，這套完整的機(jī)器視覺(jué)、場(chǎng)景語(yǔ)義分析體系進(jìn)化到未曾見(jiàn)識(shí)過(guò)的高度，筆者才如同大夢(mèng)初醒一般驚覺(jué)其必要性以及前瞻性。而華為P40系列標(biāo)志著其領(lǐng)先于國(guó)產(chǎn)品牌陣營(yíng)，提前結(jié)束從簡(jiǎn)單粗暴的渲染到精確場(chǎng)景AI成像落地這一漫長(zhǎng)過(guò)程。

接下來(lái)我們用一組樣張簡(jiǎn)單舉個(gè)例子。下面這兩張照片，是華為P40 Pro+主攝直出和“更多”選項(xiàng)里HDR選項(xiàng)出片的對(duì)比。XD Fusion的加持讓華為對(duì)場(chǎng)景的HDR優(yōu)化轉(zhuǎn)變風(fēng)格，脫離用力過(guò)度的情況，根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景調(diào)節(jié)HDR尺度。

高逆光環(huán)境下，上圖是按照傳統(tǒng)操作強(qiáng)制開(kāi)啟HDR，下圖是AI攝影大師直出?？梢钥吹絻烧咴谝曈X(jué)上幾乎沒(méi)有任何區(qū)別，高光壓制，暗部細(xì)節(jié)兩者都很清楚。AI攝影大師和HDR模式的色彩，色溫區(qū)別也幾乎沒(méi)有。

由此可以判斷自華為P40系列開(kāi)始，AI攝影大師在積極融合傳統(tǒng)的HDR等功能，讓用戶安心地將各類場(chǎng)景托付給AI攝影大師做自動(dòng)化的識(shí)別處理，鼓勵(lì)直出照片，無(wú)需手動(dòng)切換到專門(mén)的攝影模式。

——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理精加工

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理可以淺顯、簡(jiǎn)單的理解為按下快門(mén)之后的計(jì)算過(guò)程，筆者最初在上手P40系列之后很困惑于取景器觀察為什么和最終成像有著比較大的差異。直到后來(lái)隨著體驗(yàn)、理解的深入，我們發(fā)現(xiàn)這是其在借助NPU、DPU、ISP的計(jì)算能力進(jìn)行圖像處理。

前面我們說(shuō)“AI攝影大師”在場(chǎng)景語(yǔ)義識(shí)別層面，是對(duì)被識(shí)別出來(lái)的圖像得到語(yǔ)義做理解與分割，是對(duì)素材的分類和首次加工。那么神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理則是模仿人腦對(duì)照片信息進(jìn)行精加工，中間是玄妙的學(xué)習(xí)、隨機(jī)甚至是猜測(cè)，旨在為用戶提供一張有眼緣的照片。

我們常常在談?wù)摰漠?huà)質(zhì)如何、噪點(diǎn)嚴(yán)重與否、色彩是否準(zhǔn)確，這些像素級(jí)的處理便是經(jīng)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工。

RAW文件截圖

這是未經(jīng)任何處理的RAW文件，其保留了原始的圖像信息，理論上最接近所謂的“真實(shí)”環(huán)境。

這是同一顆主攝，在AI模式下和專業(yè)模式下（關(guān)閉AI）成像在高逆光環(huán)境下的對(duì)比。從中可以一窺，這顆大底確實(shí)需要算法和芯片的優(yōu)化，以及華為的這套XD Fusion方案確實(shí)是在影像的真實(shí)與討好眼球之間尋求一個(gè)理想的平衡。

當(dāng)然，以上也只是XD Fusion方案最籠統(tǒng)的剖析展示，更具而化之，也許數(shù)萬(wàn)字也難以道盡此中更多的步驟與邏輯，再具體如AI-RAW算法、8色彩通道色溫傳感器+AI AWB自動(dòng)白平衡算法……這些豐富且特殊的功能都是隨便拆出一項(xiàng)都能剖析半天的，現(xiàn)在通通都被XD Fusion所收納涵蓋。

月球環(huán)形山清晰可辨（100倍變焦）

華為因?yàn)樵谟跋穹矫嫣暗募夹g(shù)布局以及實(shí)現(xiàn)，時(shí)不時(shí)地會(huì)招致一些誤讀與誤解，想起此前的多事之秋，各種事件沸沸揚(yáng)揚(yáng)地甚囂塵上，甚至一度還上升到了攝影倫理的討論。

然而到了今天，看看過(guò)去諸多受過(guò)質(zhì)疑、疑惑、費(fèi)解的諸多影像技術(shù)都齊聚華為XD Fusion圖像引擎大放異彩，是不是有一種大夢(mèng)初醒、恍然大悟的感覺(jué)？華為的影像系統(tǒng)的努力方向從來(lái)沒(méi)有變過(guò)，過(guò)去所做的一切都是為了讓普通用戶，在任何時(shí)間、任何環(huán)境下，只需要點(diǎn)下快門(mén)，無(wú)需任何后期直接得到一張有眼緣的好照片。

只是從過(guò)去到現(xiàn)在，相當(dāng)多的大眾用戶甚至傳統(tǒng)的攝影愛(ài)好者并不能預(yù)見(jiàn)哪怕理解這種跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的前瞻性，傳統(tǒng)的影像觀念在這種顛覆中遭受一次又一次沖擊，拒絕、抵觸即本能反應(yīng)。

當(dāng)然，先行者多是孤獨(dú)的，不孤獨(dú)就不足以成為先行者。

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