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探访中科创达“相机实验室”:支撑手机拍照体验背后的“神秘力量”

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摘要: 要想弄清硬件以外影响拍照体验的因素,那么中科创达的“相机实验室”是非去不可的。

国内手机厂商,如小米,华为,魅族等等,他们在发布旗舰手机时候,一定不忘在发布会上好好宣传自家相机拍照效果,有些甚至会讲相机调教的故事。听着他们讲相机调教,打磨的故事,许多用户不禁生出一丝疑惑,这些公司一年要发布多款手机,如果每台手机都如此调教,人员和时间上来得及吗?过去一些新兴的手机品牌在起步的时候,会有专门的团队做相机调教么?那么问题来了,是否有一支神秘的力量左右相机的调教呢?

中科创达就是这一支“神秘力量”——之所以说它神秘,是因为在消费者市场,鲜有用户知道它,而在商用市场里,可谓无人不晓。中科创达为客户提供基于Linux、Android 等平台的系统优化解决方案——包括一切搭载 Android 等操作系统智能硬件的系统优化,而相机优化便是这其中最为重要的一环。那么智能硬件到底会经历怎样一番历练才到达我们手中呢?带着这个问题,钛媒体记者拜访了中科创达的“相机实验室”。

相机模组离不开调试

“在手机,智能硬件出厂前,我们会对相机进行长约 2 周的客观测试,”中科创达相机研发经理杨琳告诉钛媒体记者,“然后我们也会根据对方的要求,对设备进行主观测试。”

所谓的客观测试就是,把相机模组置于一个相对可控的客观环境里进行测试。这些测试中有解析度专业测试——使用相机模组拍摄 ISO12233 标准分辨率测试卡。不同像素的相机模组拍摄出的照片能看清楚的线条数目是不同的,同时测试卡上还有用于测试色差和解析力的黑色色块。用于测试解析力和色差的测试卡至少有 8 张以上。

标准分辨率测试图

除了解析力测试之外,还有色温色准测试,这一测试是在可控光色温和亮度的灯箱里进行的。灯箱能模拟任何色温和光照强度的组合。除了灯箱之外,实验室里还备有各种滤光片,实现更特殊环境下的调试。待测试相机模组拍照之后,测试工程师会将样片与标准比对卡进行比较,从数据上对比偏差。

进行完客观测试之后,他们会将校正过的参数写入到相机模组的配置文件里。进行完客观测试之后,他们还会针对不同设备的使用场景进行主观测试——就是外拍取景。“主观测试测试周期就不一定了,”杨琳表示,“因为这种测试受天气影响极大,有可能一个月都不能完成测试。同时每个厂商对于设备的优化倾向是不同的。比如在锐化上,有些厂商会选择过锐。有时候,我们会从设备的硬件开发阶段就和厂商合作,一起调试相机;当然很多智能硬件的厂商是把相机调试这部分完全交给我们做的。”

用于测量色准的标准肤色图在相机模组出厂之前,其实制造厂商已经做了一系列的粗校。不过这时相机模组拍摄出来的图片是 RAW 格式的。了解摄影的人都知道,RAW 格式图片保留了许多光线与色彩信息,其体积要比我们手机拍照输出的 JPG 格式大得多。而相机的调教就是能让相机模组输出色彩,解析,分辨率正确的 JPG 照片。

一切功能性的实现都依赖算法

“很多手机里的美颜功能,人脸识别功能等等,这些都是由我们的Camera算法实现的”中科创达相机产品总监杨涛告诉钛媒体记者,“同样,双摄像头的优化也涉及到算法问题。”

市面上已经有越来越多的手机厂商使用双摄方案,其中不乏 iPhone 7 Plus 这样重量级产品。不过目前大多数的双摄方案都是一颗为彩色摄像头,另一颗为黑白摄像头。彩色摄像头用于捕捉色彩信息,而黑白摄像头由于进光量比较大,仅用于获取轮廓与景深信息。而苹果采用的是“广角摄像头+长焦摄像头”的组合。

相机里的滤镜

“双摄能提升夜景的质量,”杨涛继续补充道,“如果你有使用过双摄手机,开启背景虚化后,移动手机的时候,有时你会发现取景器中的画面会一下子没有虚化效果,然后接着又有了——这其实是算法实现的功能。”

对于移动平台算法优化而言,实现功能只是其中的一步。其实更为关键的是提升设备的运行效率——因为移动 SoC 的计算能力远比不上桌面平台,同时移动设备的供电也是必须要考虑的问题。在移动平台上的算法优化是“带着镣铐跳舞”。

人脸识别功能

“其实算法优化还涉及到计算能力分配的问题。拿手机举例,手机上 SoC 有 CPU,GPU,DSP 三个运算处理单元,如何把计算分配给这些处理单元也是算法优化中比较重要的目的,”杨涛解释道,“就拿全景拍摄举例,这个过程中涉及到图像提取,拼接等过程。算法优化就是能在低延时和降低功耗的同时,把图像拼接完成。最后,其实我们也必须留出一部分计算能力余量,来应对不同的情况:比如设备在不同负载状态下,计算能力会有差异;同一型号的设备也会有些许个体上的差异。”

理论上而言,只要是Linux、Android操作系统,那么都算是中科创达的业务范围内,甚至有一些新兴的操作系统如QNX,也是其业务范围。中科创达提供的是一套类似于“交钥匙”的解决方案,选择“全托型”的则以 IoT 智能硬件类公司多一些。

其实相机模组硬件部分最近也出现了一些创新,比如“潜望式的镜组设计”——将镜片模组纵向放置在手机里,而非传统的堆叠式。这样一来,就能解决掉手机里最“厚”的零件相机镜组的问题了。“其实这个技术解决的不仅仅是厚度问题,还能给相机带来变焦能力,这项技术我们也在跟进。目前而言,还没有太多的信息。”杨涛告诉记者。(本文首发钛媒体,记者/唐植潇)

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