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不吹不黑纯科普 看看vivo的DSP技术是个啥

天极网手机频道 2017. 08. 04 作者:只会游泳的鱼 责编:夏明杰
我要吐槽

责任编辑

  【天极网手机频道】在最新发布的vivo X9s Plus上,作为独享功能,DSP图像处理芯片成为产品主打亮点,实际上,在拿到这款手机之前,我对于vivo并不太感冒,这可能是由于在公众印象中一直伴随各路明星出现,而作为一家手机技术公司,技术上的实力却一直不为大多数人所看到。尽管近几年vivo在手机拍照上确实做得不错,但由于摄影专业出身,对于人像美颜,前置2000万柔光自拍我不怎么感冒,自恃清高之下,也自然忽视了用户对拍照的热爱。顺手把玩之后,才不经意的发现DSP图像处理芯片加身后,vivo X9s Plus的拍摄效果比之iPhone7已经要高出一筹。

不吹不黑纯科普 看VIVO的DSP技术强在哪

  不吹也不黑是这篇文章的首要原则,好就是好,不好就是不好,基于对影像的了解,以及对具体技术的好奇(当然没有充值)。才有了这篇文章。

  首先应当来探讨一下手机拍照技术,在我看来,大多数评测中对于手机拍照的评判标准是值得商榷的,一部分文章对解析力做对比,通过局部放大对测试手机拍照的解析力,另外一部分用不同机型去测试颜色准确度。而这些实际规避了一些更大的问题。解析力真的有那么重要吗?有多少人会把照片放大到这种程度?而颜色观感问题难道不是见仁见智吗?普通消费者对于这些微小的差别实际上并不会注意。拍不拍出来的问题上没有解决,再去谈拍的好不好有点本末倒置了。我认为目前手机拍摄真正的痛点在于夜景、逆光等极端情况,这种情况下手机能不能拍出来,并且拍的好,这是多数消费者最常碰到的问题,这也是块难啃的骨头,而大多数的厂商都没有直面这些问题的勇气。vivo X9S Plus上采用的DSP图像处理芯片解决的便是在复杂光线情况下能不能拍出来的问题。诸如逆光、夜景等光线明暗差距非常大的大光比环境下,这些场景对于绝大多数的手机相机都是噩梦。

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  自然界的光线最亮与最暗之间的差距非常大,手机能够捕捉到的最亮与最暗部分是有一定范围的,而我们手机拍摄出的jpg格式的照片是被压缩的,能够呈现出的光比范围更小,无损压缩的照片格式RAW可以呈现出更大的光比范围,相同内容的两种jpg和RAW照片经过后期调节之后可以发现,RAW文件能够展现出更多亮部和暗部内容。

  之所以绝大部分手机都不支持RAW照片,是因为RAW照片本身占用存储空间较大,而且对性能要求较高,并且还需要后期进行调节才能呈现出更好地效果,所以说有一定的使用门槛和成本。

  从vivo研发的DSP图像处理芯片上可以看到另外一种解决办法,vivo推出了一颗名为DSP RK1608的数字信号处理器芯片,据vivo介绍,这是当下行业中唯一一个可以在夜景算法上集成逆光算法的解决方案,是vivo和瑞芯微电子联合研发的结晶所在。使用DSP拍照技术的智能手机,在复杂光线下拍照时,会高速拍摄多帧原始RAW(无损格式)照片,并在DSP芯片中自动快速处理并合成1张RAW(无损格式)照片,最后通过ISP处理得到最终的JPG照片。下面一张表大致反映了照片生成的过程。

  传统的手机拍摄是把手机摄像头传感器传递来的数据在处理器内置的ISP图像处理模块中进行处理合成出JPG照片。而vivo单独采用了一颗DSP图像处理芯片对RAW进行预处理,实际上相当于把一个人干的活交给两个人来干,利用RAW弥补了大光比情况下亮部过曝、暗部欠曝的问题。

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  说到这,可能有人有问题了,手机上不是有HDR功能吗,不也是为了解决这种大光比环境下拍照问题嘛。

  HDR全称High-Dynamic Range(高动态光照渲染),是电脑图形学中的渲染方法之一。实际上,现在基本上所有智能机都内置了HDR拍照模式,在拍摄HDR照片时,手机会拍摄三张照片,分别为过曝、正常曝光、欠曝三张照片,然后合成出来,对摄影熟悉的童鞋应该知道,大多数相机上都支持包围曝光,也就是当你不确定用什么样的曝光时,会迅速拍摄三张照片,一张标准的曝光,另外两张是高一点、低一点,然后用户可以手动选择照片。HDR则是把三张照片智能合成,形成了一张能够呈现更多细节的照片。而HDR功能唯一的问题是,由于是基于jpg照片进行合成,能够保留的暗部高光细节不是特别大,并且由于拍摄多张照片需要保持稳定,且还有一定的合成时间。所以体验上并不是很好,vivo采用的这种技术实际上在拍照上体验更好,实际效果也较HDR功能更好。

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  实际上对于大光比问题,即使是在单反相机上也是一个问题,单反相机在极端的大光比情况下效果也不是太好,只能够通过拍摄RAW照片或者多张叠加的方法来解决,但是明显需要一定的后期处理能力,对于普通消费者的门槛较高,vivo拿出的方案更加简单,直接解决,不需要用户去操心,并且效果立竿见影,非常明显。这便是手机摄影与相机摄影发展思路上的差别,一个是方便快捷,一个是专业极致。

  实际上vivo采用了DSP芯片之后,每次拍摄照片过程中都使用了HDR多帧合成的技术,只不过采用的合成数据是最原始的RAW。有意思的是X9S Plus仍然内置了HDR功能,难道经过DSP图像处理之后,还需要再次使用HDR嘛?经过与vivo技术工程师的沟通,之所以仍然设置了HDR开关按钮,实际上考虑的是拍摄剪影的情况,剪影情况下,画面光比较大,这时候再打开HDR功能,画面明暗对比变小,没办法拍摄出大光比的剪影效果,因此,用户还是可以选择关闭HDR效果实现剪影效果,可见在影像上,vivo的工程师团队确实考虑的非常专业,这一点连我一个自恃摄影专业出身的也没有想到。

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  当然仅仅这些还不足以解决我的疑惑。在对比体验中,我发现三星S8的HDR拍摄模式下,也基本上不需要等待时间,与传统HDR拍摄需要等待相比,S8上的HDR拍摄基本上感觉不到与普通拍摄的差别,尽管在最终成像上与X9s Plus仍然有一定差距。那这是否意味着高通骁龙835内部使用的ISP处理模块性能已经非常不错,那相比于骁龙内置的ISP模块,X9s Plus上采用的DSP图像处理芯片究竟快多少?未来如果处理器内置的ISP模块速度也支持对RAW照片进行多帧处理vivo还会继续采用单独的一颗外置处理芯片吗?我仍然只有把问题抛给vivo工程师,对于第一个问题,由于涉及到竞品对方没有给出直接数据,只告诉我在实际体验中可以感受到速度差别。对于第二个问题,vivo工程师表示,未来无论从DSP芯片的处理速度还是多帧合成的算法上都将不断的更新,从技术进步角度来说,未来处理器内置的ISP模块有可能将会达到外置DSP芯片的性能,但是算法上的积累仍然决定了vivo将保持先发者的优势。

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  解决拍不拍的出的问题,然后才能解决拍不拍的好,从vivo拿出的DSP图像处理芯片的解决方案可以看出,在手机拍照技术上仍然有很多问题值得去思考,怎么样用更简单的办法拍出照片、拍好照片。在竞争日趋激烈的手机市场,不拿出真正的技术实力,仅仅靠着广告就能名列前茅,看起来才更加像一种笑话。

  实际上所有的技术问题写到最后,看到的将会是另外一片天空,你会看到技术背后许许多多的手机工程师对于用户体验的不断追求,你会看到在洗脑的广告词背后技术始终不断被苛求,你也会发现通过这些功能可以跨越技术的鸿沟与背后的开发者实现交流。

作者:只会游泳的鱼责任编辑:夏明杰)
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