2021年9月6日，距离vivo新款旗舰影像机型X70系列的发布还有3天时间。当外界还在对vivo与蔡司的最新款联名影像机型引颈期盼时，vivo方面召开了一场影像技术分享会。正如大家所想到的那样，在这场活动中，vivo提前公布了相当一部分即将用在新品上的影像技术。同时，也展示了vivo从自研芯片、到镜头工艺，再到算法研发，在“如何让手机拍照/摄像效果更好”这个课题上的种种努力。
为什么vivo要自研影像芯片？用最通俗的话来解释，其实是因为当前智能手机SoC中的CPU、GPU，亦或是DSP，在处理现代手机拍照算法时，性能多少还是有些不够用。而这里的“不够用”，并不是指的绝对算力不行，而是由于CPU与DSP等计算部件的架构，本身并非专为影像计算所设计，因此在处理影像算法时计算效率相对不高。其中最典型的例子，就发生在视频拍摄场景中，手机在拍摄视频时由于CPU、DSP等部件的计算效率有限，因此无法像拍摄静态图片那样，对一秒60帧的画面进行每一帧的精细且实时优化，最终便体现为视频画面的画质往往会比拍照差了很多。从另一方面来说，由于架构并非影像专用，当通用算法在CPU、GPU、DSP上执行影像运算时，本身还会带来明显的功耗问题，进而造成手机拍照、特别是拍摄视频时发热明显以及耗电较快等现象。正因如此，当vivo选择自研V1影像芯片时，他们所做的第一件事，就是为其设计了专为处理影像数据而生的并行流水线架构。同时，通过直接在V1里配备等效32MB、读写带宽高达35.84Gbps的缓存空间，使得这款芯片对于高帧率影像的实时吞吐能力达到了近乎PC的级别。以结果而论，V1影像芯片的最大好处，就在于它能够在复杂的低光视频拍摄场景下，让vivo手机能够使用比其他机型更“大”的算法，以4K 30帧的速度对每一张画面进行预测、提亮、补帧，从而带来更清晰、噪点更少、画面流畅度更高的视频拍摄体验。同时，由于V1本身的处理效率很高，所以它一方面能够降低手机拍摄视频时的功耗与发热，另一方面还可以从视频取景的时候就开始工作，从而让用户不需要等到视频拍摄完成，直接在取景阶段就能看到处理后的画面效果，让手机上的视频创作变得更加方便直观。
除了自研的影像芯片，vivo今天也分享了他们在智能手机镜头用料方面的一些最新进展。首先，对于现代的智能手机产品来说，“镜头”其实大都由两个部分组成。一是手机后盖上的那一片保护玻璃，其二才是位于保护玻璃下方，CMOS传感器上方的光学镜头模组。很显然，当我们用手机拍照时，光线实际上必须要经过保护玻璃，然后再从镜头摄入，最终照射到CMOS上。因此要想让手机的光学品质得到提升，首先在最外层的保护玻璃上就不能“马虎”。于是乎，vivo率先在行业中将手机镜头最外层的保护玻璃加上了SWC防反射镀膜。熟悉单反相机的朋友看到SWC镀膜，想必不会感到陌生，因为这是一种在单反镜头上已经得到了充分验证的优秀镀膜技术。它的原理是通过在镜头表面附加一层高度比可见光波长还短的楔形显微结构，消除镜头与空气之间的折射表面，从而达到防反射的效果。与过去的蒸汽镀膜相比，SWC镀膜的好处在于其工作角度非常大，即便是从很偏的角度射入镜头的光线都不容易发生反射，从而能够有效提高成像清晰度、抑制“鬼影”的出现。不过，vivo显然认为这还不太够。因为根据他们的研究表明，不只是手机的镜头保护玻璃会因为反光造成鬼影，甚至镜头内部的镜片与镜片、镜片与CMOS之间，也会出现不必要的反光，从而对画质造成损失。为此，他们一方面在新品内部使用了透光率达到高端单反级别的超高透玻璃镜片，取代了传统的塑料镜片，顶着仅有60%的良品率，生产十片就要淘汰四片的高成本，实现了比上代产品低70%的色差，同时显著提高了镜头的透光率，进一步降低反射、提高清晰度。另一方面，vivo也在行业中率先采用了原子沉积镀膜工艺。通过在镜片上镀上一层层仅有0.4纳米，均匀分布的防反射膜，进一步增加镜头的光学性能。并且值得注意的是，原子沉积工艺是vivo自去年就开始使用的镜头镀膜技术，但直到一年后的今天，业内依然没有其他品牌可以实现相同的工艺水平。不仅如此，vivo的工程师甚至还专门为了解决“手机拍路灯”这一个单独场景下的炫光与鬼影问题，特地开发了新的色素旋涂镀膜技术。当然，这同样也造就了国内手机厂商中的又一项“业内第一”。
其实说到手机厂商与传统相机品牌、知名光学大厂的合作，vivo并非行业中的第一家。但至少从公开信息来看，无论vivo还是蔡司对于此次合作的认真程度，都很可能是业内有史以来的最高级别。无论是去年的产品沟通会，还是在今天的影像技术分享会上，vivo都提到了一个细节，那就是自从与蔡司达成战略合作伙伴关系以来，双方几乎每周都会进行深入的技术交流，其频次之密、涉及的产品设计之细，可能是整个行业所罕有的级别。例如我们在前文中所提及，vivo在手机上所使用的种种镀膜技术，其基础理念和比照效果就是根据蔡司提供的T*镀膜数据而来。而最终，vivo也确实在手机镜头上完全复现了蔡司T*镀膜的效果，并得到了蔡司认可使用T*镀膜的标志。又比如说，为了让新品能够满足专业摄影爱好者对于色彩的喜好，vivo联合蔡司选取了80个实拍场景，使用140色的标准色卡从底层开始进行色彩定义，最终研发了既有鲜明蔡司风格，同时又兼顾专业人士所需色彩准确度的“蔡司自然色”成像模式。除此之外，在研发手机人像拍摄模式时，vivo选择了蔡司旗下的Biotar、Sonnar等多款镜头作为参照对象。而蔡司方面不仅提供了相关的镜头数据，同时还专门用这些经典镜头装在相机上，与vivo的算法成像结果进行非常细致的比对。根据vivo方面透露的信息显示，蔡司的工程师甚至连背景虚化光斑上的一个小凸起特征都不放过，并专门与vivo的研发人员沟通，解释相应成像特征背后的镜头原理。在双方这样的深度合作下，vivo最终成功地通过算法，实现了对蔡司镜头成像深度、镜头口径蚀，甚至是每一个镜头光斑特征的完全模拟。在这个过程中，vivo方面建立了多个自研的算法模型，而蔡司则一边提供参考资料，另一方面也负责对这些模型的效果进行验证、提出改进建议。最终在双方的合力下，在vivo的影像旗舰机型上将蔡司镜头的光学特征完美地进行了再现。
如何才能让手机拍照的效果更好？针对这个问题在过去的十几年时间里，曾经有无数厂商给出了自己的答案。他们有的追求高像素、有的偏爱大底、有的重视镜头素质，有的则将算法与AI奉为圭臬……诚然，这些方案其实都反映了各个时代手机影像技术的典型特性，但反过来说，它们其实也包含了不同时期，手机厂商受限于各种技术和理念的制约，对于“手机影像”这个课题并不完全的理解。从这一点来说，vivo确实赶上了一个好时代。因为现在手机已经可以用上最新的玻璃镜片，已经可以实现精细的、如同单反级别的镀膜加工，手机的CMOS尺寸已经无限接近专业级相机，而手机的芯片技术、显示技术、内部AI处理架构，也先后迎来了大幅突破，从而使得一个前所未有的、全面的手机高端影像处理方案，成为了可能。在这样的基础上，再加上vivo所表现出的、前所未有的认真态度，以及他们与蔡司之间的精诚合作。未来vivo手机在消费者心目中成为顶级移动影像的代名词，显然并不会是一件奇怪的事情。尽管此次vivo的自研影像芯片型号是“V1”，但实际上V1并非首次出现在vivo的产品序列中。因为在整整十年前，vivo这个品牌诞生时所推出的第一款手机，也叫做V1。那么这是个巧合吗？或许并不是。但无论如何，vivo确实正在加紧脚步，在手机影像这条赛道上拉开与竞争对手的差距，同时也正在重塑着他们的品牌形象。
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