沿用1200萬像素的邏輯

每年新iPhone發(fā)布之后，蘋果官方都有一個“保留節(jié)目”——Experiments Shot on iPhone系列。今年iPhone 12 Pro這支片子名為《Dark Universe》（暗黑宇宙），從名字就能看出來，主要展示的就是iPhone在低光照環(huán)境下的成像能力。

iPhone 12 Pro相機系統(tǒng)這次重點也是圍繞暗光成像作為主要的升級方向的。依然采用的是1200萬像素的三攝方案，但主攝方案的光圈增加到了F1.6，同時鏡頭也采用了全新的7鏡片設計。更多的鏡片數(shù)量意味著鏡頭匯聚光線的能力更強，能夠增加鏡頭解析力與對比度。

沿用1200萬像素，尤其是在主攝方案上1200萬像素的做法，在當前行業(yè)普遍采用高像素方案的大環(huán)境下顯得獨樹一幟。蘋果既然敢于如此，那么1200萬像素的iPhone 12 Pro和當前市面上一流的高像素旗艦相比會不會吃虧呢？

我們拿來了華為Mate40 Pro和三星S20 Ultra兩款安卓旗艦作為參照對象（之所以選擇三星S20 Ultra，是因為其經過了三星大半年的OTA優(yōu)化，成像素質更加穩(wěn)定）。

華為Mate40 Pro和三星S20 Ultra主攝采用的“大底+高像素”方案的確有一定的畫質優(yōu)勢。最明顯的差異就是，兩者的樣張更經得起“放大”。將樣張拉伸到400%左右進行對比，可以發(fā)現(xiàn)iPhone 12 Pro的畫面已經有些許模糊的跡象，而華為Mate40 Pro和三星S20 Ultra依然能夠有相對銳利清晰的觀感。

但要注意，這里就可以看出，高像素帶來的畫質紅利是有限的。華為Mate40 Pro和三星S20 Ultra主攝四倍和九倍的像素數(shù)，并沒有給予手機成像與其絕對像素數(shù)相匹配的線性畫質提升。這是因為絕對的畫質不僅僅取決于像素數(shù)量，還關系到CMOS尺寸、鏡組ISP、算法等因素。

iPhone 12 Pro沒有采用高像素方案的做法也變得可以理解。既然一味提升像素并不能帶來本質上的畫質提升，還不如在“像素夠用”的基礎上用心打磨。三顆后置鏡頭都采用1200萬像素我認為很大程度上是為了提升多攝模組成像體驗的一致性。在這方面，目前iPhone 12 Pro的體驗是無人能敵的。

早在去年的iPhone 11系列上就被人津津樂道的“絲滑”變焦體驗，很大程度上也和三顆鏡頭在像素數(shù)量上的一致有關。同時，iPhone 12 Pro的三顆攝像頭在白平衡、色彩表現(xiàn)等方面的統(tǒng)一也讓人印象深刻。

不過并不能因此得出當前行業(yè)普遍采用的高像素是“方向錯了”的結論。高像素方案有兩個優(yōu)勢：首先就是通過多像素合并技術，提高感光度，獲得暗光條件下的畫質提升。

其次就是高像素能夠對手機的長焦畫質起到輔助作用。更高的像素輸出提供了更大的畫面裁切空間，也就是大家常說的“數(shù)碼變焦”。它和光學變焦方案搭配使用，能夠銜接廣角與長焦鏡頭之間的中間焦段，也能實現(xiàn)更好的“數(shù)碼+光學”的混合變焦畫質。

除了混合變焦之外，多像素合并技術本身就是建立在默認“低像素”輸出的基礎之上的。對于手機這類設備來說，在光學性能受到設備體積制約的情況下，以AI影像為代表的計算攝影對于手機成像有更明顯的輔助意義。

而動輒數(shù)千萬甚至是上億的全像素輸出，對于ISP性能、功耗是一個嚴峻的考驗，這讓計算攝影的應用變得異常困難。這也是華為Mate40 Pro和三星S20 Ultra等高像素手機均采用和iPhone 12 Pro差不多的默認1200萬像素輸出的主要原因。

華為Mate40 Pro（左）三星S20 Ultra（中）iPhone 12 Pro（右）

多場景的適應能力

iPhone 12 Pro的這種優(yōu)勢體現(xiàn)在哪里呢？最典型的其實就是極限環(huán)境下的成像。

最典型例子其實還是iPhone 12 Pro前置成像，蘋果的原生相機自拍向來都被視作是檢驗顏值的標準之一。其相對真實的前置成像風格，讓臉部的一些小瑕疵在照片上暴露無遺。

但一些特殊的場景下，這種真實自然的前置成像就有了自己的發(fā)揮空間。

比如樣張中這種極暗光環(huán)境，iPhone 12 Pro的前置相機能夠在暗夜模式的輔助下提供2s左右的曝光時長，以提升畫面的整體亮度。與此同時，還盡可能保留了人物的更多細節(jié)，比如邊緣的發(fā)絲、衣服的紋理。

同時大面積散射的光源也并沒有對人物五官應有的立體感造成影響，臉部應有的光影、層次得到了很好的還原。

這種應對復雜極限場景的能力，在手機產品中是非常難得的。而iPhone 12 Pro的厲害之處在于將這種能力賦予了每一顆鏡頭。

如上圖所示的這種單一光源場景，其所在的拍攝環(huán)境本身就缺乏足夠多的光線。iPhone 12 Pro的主攝在這種條件下能夠做到精準的曝光，還能夠將欄桿上反射的光線、地板的紋理、墻面的細節(jié)保留下來。整個畫面光源部分曝光準確，同時明暗過渡自然，細節(jié)清晰，展現(xiàn)出了極佳的動態(tài)范圍。

這種能夠準確理解所處環(huán)境光線，并將其精準捕捉的能力，對于日常成像至關重要。尤其是在夜間拍照的時候，往往會感覺自己看到的景象和手機拍出來的畫面存在很大的差異。其實就是因為你的眼睛看到的畫面，手機卻無法將這種明暗關系以及細節(jié)層次呈現(xiàn)出來。最明顯的表現(xiàn)就是，大多數(shù)手機在這種場景下，普遍都存在暗處一片死黑的情況。

iPhone 12 Pro在面對這樣的拍攝場景時，應用到了名為“深度融合”的成像技術。這項技術其實有點類似于HDR：在一些中低光場景中，手機的攝像頭會先拍攝多張曝光值不同的包圍曝光照片，然后將這些畫面合成一張曝光值理想的照片。然后通過AI神經引擎向高光和暗部等區(qū)域添加足夠的細節(jié)，最后再通過AI進行畫面降噪處理，生成最終的成片。

華為Mate40 Pro（左）三星S20 Ultra（中）iPhone12 Pro（右）

華為Mate40 Pro（左）三星S20 Ultra（中）iPhone12 Pro（右）

這里其實就體現(xiàn)了計算攝影的意義，事實上你最終得到的照片是經過了AI處理之后的效果。再說直白一些，這些照片很大程度上就是AI“算”出來的畫面。這其實并非蘋果的專屬，當前智能手機針對暗光環(huán)境開發(fā)應用的“夜景模式”其實也屬于這個范疇。

上面這組照片是在一個幾乎純黑的環(huán)境中隔窗拍攝。三臺手機都采用了“夜景模式”，提供了最多十多秒的手持曝光時長。iPhone 12 Pro的畫面亮度最高，同時對于花朵的色彩有非常自然的還原，還兼顧了畫面細節(jié)。

相比之下，華為Mate40 Pro的問題在于畫面有些泛黃，三星S20 Ultra則整體保持了較高的色彩飽和度，樣張有不錯的觀感。

不過華為Mate40 Pro應對暗光場景的解決辦法更多。尤其是借助其手持超級夜景模式，能夠大幅提升畫面亮度和暗部細節(jié)。相比之下，三星S20 Ultra的畫面亮度有所欠缺，同時也丟失了一些應有的細節(jié)。iPhone12 Pro的畫面亮度尚可，但在細節(jié)表現(xiàn)上稍遜華為一籌?？偟膩砜?，其暗光成像也是屬于一流的水平。

需要注意的是，iPhone 12 Pro的這種優(yōu)異的暗光成像素質不僅僅體現(xiàn)在主攝上，還有超廣角鏡頭的畫質表現(xiàn)。由于這顆超廣角鏡頭增大了光圈，同時支持夜景模式，和上一代的超廣角鏡頭相比，其在夜間同樣擁有了極佳的畫質和優(yōu)秀的色彩表現(xiàn)。尤其是在一些極限環(huán)境下邊緣畫質也有了非常明顯的進步。

但需要注意的是，iPhone 12 Pro的超廣角鏡頭對于畸變控制能力還有待提升。

另外之前iPhone 11系列上就存在的“鬼影”問題，iPhone 12 Pro依然沒有明顯的改善。在上圖這樣的深色背景，單一光源的環(huán)境下，“鬼影”就會出現(xiàn)。只能在拍攝時盡可能調整手機的拍攝角度，可以一定程度上規(guī)避這個問題。

至于長焦鏡頭，iPhone 12 Pro這次依然是采用的2×于主攝的長焦方案。這顆56mm鏡頭明顯就是給人像模式準備的，所以它還是更應該叫做“人像鏡頭”。

由于這次iPhone 12 Pro加入了一顆激光雷達鏡頭，用以提升暗光環(huán)境下的對焦體驗。在這顆雷達鏡頭的輔助下，iPhone 12 Pro的對焦體驗精準快速，尤其是在暗光環(huán)境下能夠準確完成對焦。

而借助激光雷達深度圖提供的細節(jié)，使得相機即使是在光線昏暗下，神經網(wǎng)絡引擎也能讓拍攝主體清晰對焦，拍攝出背景虛化良好的人像照片。激光雷達鏡頭的加入對于iPhone 12 Pro整體對焦體驗和夜景人像的輔助作用非常明顯。

事實上，這顆雷達鏡頭能做的事兒其實還有很多，比如做一個簡單的3D建模什么的。

算力，是一切的基礎

而這一切，其實是建立在iPhone 12 Pro的算力基礎之上的。

正如前面所說，計算攝影其實本身對于手機性能有非常高的要求。得益于A14仿生芯片提供的強大性能，這次iPhone 12 Pro搭載的智能HDR 3技術，能夠通過機器學習和曝光合成技術，實現(xiàn)更好的大光比環(huán)境表現(xiàn)。

這里所謂的“智能”，就是它能夠自動優(yōu)化亮部、暗部，以及主體輪廓，能夠對畫面的白平衡進行精準調整。iPhone 12 Pro應對逆光環(huán)境的能力是非常強悍的。尤其是這種HDR畫質在iPhone 12 Pro的屏幕上呈現(xiàn)出了堪稱驚艷的畫質表現(xiàn)。

而真正能體現(xiàn)iPhone 12 Pro算力極限的，其實還是其支持杜比視界視頻的拍攝。

杜比視界是杜比實驗室開發(fā)的一種專有的動態(tài)HDR格式。通過在逐景（甚至逐幀）的基礎上調整畫面，可以讓用戶看到更多的細節(jié)，實現(xiàn)更好的色彩精度。

拍攝杜比視界格式的視頻時，iPhone 12 Pro 會拍攝兩幀不同曝光值的畫面，再根據(jù)定制的圖像信號處理器進行分析，創(chuàng)建一張代表每幀畫面色調值的直方圖。然后根據(jù)這張直方圖生成杜比視界視頻元數(shù)據(jù)。

這對于iPhone 12 Pro的A14仿生芯片的性能有極高的要求。因為這意味著，iPhone 12 Pro需要實時處理海量的視頻數(shù)據(jù)。4K 60幀杜比的視頻所包含的數(shù)據(jù)運算量已經相當大了，而iPhone 12 Pro還要在此基礎上對每一幀畫面的數(shù)據(jù)進行分析，然后對細節(jié)和色彩進行動態(tài)調整。這對于手機的性能和功耗控制的要求可想而知。

以上就是我們使用iPhone 12 Pro拍攝的一段杜比視界視頻的屏攝畫面?？梢钥吹剑推胀ǖ腟DR畫面相比，杜比視界的畫面亮度更高，細節(jié)更多，色彩更加艷麗。

最直觀的變化還是你從杜比視界畫面回到普通SDR畫面之后產生的落差感。只有這個時候，你才會對杜比視界的HDR畫面有更深刻的理解。習慣了杜比視界畫質之后，你再回到普通畫面，你會覺得后者簡直是寡淡如水。

可以看出，蘋果在維持一貫優(yōu)異精準的成像素質的基礎上，通過各種手段著力提升iPhone 12Pro應對極限環(huán)境的成像能力。這也是當前旗艦手機最能夠拉開拍照體驗差距的地方。和當前一流的夜拍旗艦相比，它的優(yōu)勢在于穩(wěn)定出色的畫質輸出以及良好的拍攝體驗。尤其是在各種復雜場景下，它都有良好的適應能力和穩(wěn)定的成像表現(xiàn)。