就在剛剛，華為在上海正式發佈了P30系列手機，這款萬眾期待的新機從上一代開始就以出類拔萃的拍照功能而備受關注，也自然會引發大家的好奇：在P20系列已經足夠出色的情況下，P30系列還能怎樣突破？
如果要問我，閹割掉手機上的某一個功能會選誰？我可能永遠不會選擇相機，大家可以翻看一下自己的手機相冊，我相信大多數人幾乎每天都在拍照片，有的是聚會聚餐，有的是健身旅行打卡，有的是女朋友老婆孩子……手機攝影已經在無形中融入到了我們的生活中，是最方便也最重要的記錄方式。
早在2017年，全球產生的數字照片已經達到了7.5萬億張，其中有4萬億都來自手機，佔比達到了56%，俗話說“量變產生質變”，隨著拍攝數量的不斷激增，用戶對手機攝影的性能需求也同步水漲船高，所以幾乎所有手機品牌都會將攝像頭作為核心價值來進行宣推，那麼華為主打拍照功能的最新款華為 P30系列，又會給手機攝影行業帶來怎樣的衝擊呢？而這也是我們今天將相機功能作為唯一主題而行文的最大原因。
P30系列的“夜視儀”是如何煉成的？
首先：硬軟兼施的多幀堆棧技術
去年的華為P20系列可以說是一鳴驚人，DxOMark霸榜一年多，也被各路高手挑戰了一年多，但可惜“一個能打的都沒有”，所以解鈴還須繫鈴人，當很多人都在琢磨P20 Pro是不是已經摸到了手機攝像頭性能天花板，下一代還怎麼玩的時候，剛剛發佈的華為P30系列便回答了這個問題。
先來看這個拍攝環境，可以發現因為環境光線昏暗，取景器裡幾乎看不清到底拍的是什麼：
如果是一般的手機，這時候你就只能默默把它塞回褲兜，但如果你用的是P30系列，那麼它會用最終照片告訴你，其實你可以看得很清楚：
這是晚上10點多，在燈光昏暗的住家小區內手持拍攝的照片，“夜視儀”的美名也因此而來，那麼，P30系列是怎麼做到的？
任何有數碼相機攝影經驗的玩家應該知道，弱光環境下的拍攝需要足夠大的光圈和足夠高的ISO才能保證出片亮度， P30的主攝為F/1.8光圈， P30 Pro則是F/1.6，都是比較大的光圈值，但即便如此，我們的拍攝環境也需要ISO 12800甚至更高才能實現拍攝，而且還需要上腳架才能保持畫面穩定，手持就需要更進一步增加ISO，P30系列卻通過手持的形式實現了比較乾淨的輸出效果，其中最大的“秘訣”就是多幀堆棧技術。
我們知道弱光下的單次曝光需要相對較長的曝光時間，這也是它為什麼很難手持的原因之一，而多幀技術的原理就是將原本的1秒曝光，切分為比如20次，也就是單幀1/20秒連拍20次，1/20秒的持穩難度顯然比1秒要低很多，而且即便其中有一些幀模糊了也可以抽掉，結合其他幀的數據通過算法來補償，從而實現最終堆棧出圖效果與單幀幾乎相同，但穩定性明顯更高的目的。
這項技術在去年的P20 Pro上我們就體驗過了，但很明顯P30系列升級了算法細節，這次的夜景模式手持多幀後不僅對模糊區域的抽幀做得更好（比如有行人時依然可以輸出沒有動態模糊的照片），而且降噪塗抹算法對邊緣區域的處理沒有那麼生硬，放大後觀看也不會顯得畫面很乾，高頻信息保留度做得不錯，事實上這也是P30系列弱光性能進化的第二個點。
其次：四合一像素陣列
從P20系列開始，華為就用上了4000萬像素Quad Bayer陣列CMOS。想象一個傳統拜耳陣列RGGB濾色鏡像素組合，把每一個像素都一分為四，就變成了RRRR/GGGG/GGGG/BBBB的組合，因為每個新的像素都有自己的光電二極管和輸出電路，所以它們都是一個個可獨立積累入射光子的全功能像素，但在ISP處理時會默認為四合一，換句話說，在ISP眼裡默認它們是1000萬像素，在不改變CMOS面積的情況下為什麼要這麼費盡周折的設計？
其實目的是為了提高空間採樣率，我們的拍攝的空間可以看作為一個連續線性系統，而相機的像素就是這個系統中進行採樣，顯然採樣率越高，越有利於空間信號特別是高頻的恢復，在強光下這個設計可以更好地避免摩爾紋，在弱光下它可以儘量提供更多高頻信息，從而增強P30系列的拍攝性能。
更重要的是，20/40萬ISO背後的硬軟件加持
有了多幀，也有了四合一陣列像素，還需要一個重要的版圖就是高感光度，而P30系列史無前例的提供了最高204800（P30）和409600（P30 Pro）的ISO值，即便是RAW拍攝也能提供最高ISO 6400的原始圖像，高ISO意味著CMOS成像所需的光子總數不必太高，千萬別小瞧這項技術，因為手機攝像頭傳感器像素密度非常大，光子逸出率比較高，像素之間的光響應值方差會相對較高（非均勻性響應），再加上密集排列的電壓放大器和模數轉換器，單單是模擬電路端的信噪比其實就很難保證，並且弱光下一定會非常低的散粒噪聲信噪比，可以說放眼整個影像行業，P30系列面臨的挑戰也都是前所未有的高。
但即便如此， P30系列在幾乎沒有光源，肉眼看上去完全是漆黑一片的環境裡，依然可以手持拍攝並且能夠清楚地交代所處的環境，能在這麼少量的原始信息裡榨取到有效內容，而且降噪算法還可以很好地保留細節，無論是硬件設計還是算法訓練成熟度毫無疑問都是業界頂尖水準。
至於拍星空，其實跟超高ISO沒有特別大的關係，因為一般星空攝影的ISO都不會超過3200，事實上光害較低的區域在沒有月亮的晴朗夜晚，F/1.6或F/1.8級別光圈只需要ISO 400就能拍星星了，手機完全做得到，原生相機APP就支持手動模式原始格式輸出的P30系列自然也不在話下，“手機能不能拍星空”這個話題壓根就沒什麼可爭辯的，但P30系列的優勢就在於降噪算法很聰明，沒有出現專業相機都曾出現過的“降噪吞星”問題，而且在環境條件很好的情況下可以通過多幀堆棧技術實現手持拍攝，這是其他手機目前很難做到的。
有較大ISO調整範圍也就順便增強了P30系列的弱光視頻性能，在酒吧、影院、KTV等光線相對昏暗的環境下， P30系列也依然可以拍攝有充裕信息的4K視頻。當然，任何弱光環境下，如果用專業相機高ISO並採用大光圈鏡頭也沒問題，甚至效果更好，但這一套的成本可不低，很難做到拿出來就立馬進行拍攝，還有很高的學習門檻，所以P30系列實現的是“人人都能成為夜拍大師”，至少發朋友圈讓人羨慕沒什麼問題。
P30 Pro：真正改變行業規則的設計思維
華為的P系列Pro機型一貫都有更大的攝影性能突破，P30 Pro自然也不例外，單看後置攝像頭，它有3個比較重要的特性：
為弱光而生的RYYB色彩濾鏡陣列
前面我們說了P30系列4000萬像素主攝像頭採用了四合一色彩濾鏡像素陣列設計， P30 Pro稍稍改變了一下色彩濾鏡的設計，將兩個綠色G濾鏡改成了黃色Y濾鏡，也就是增加了長波長透過率，考慮到弱光成像主要就是以長波段為主，所以RYYB陣列就是P30 Pro可支持ISO 409600的重要原因之一。
事實上在色彩濾鏡陣列布局的歷史長河中，除了穩如泰山的RGGB拜耳陣列之外，很多廠商都做過新的嘗試，比如柯達用過CYYM、尼康和佳能使用過CYGM、富士一直都在使用的X-Trans……八仙過海各顯神通，但目的不外乎是增強靈敏度或增強色彩表現，因為RGGB實在是太普及，基於它的猜色算法演進得非常成熟，而新陣列的出現意味著對算法有較大的壓力，華為在這方面花了很長的時間，才有了現在的P30 Pro。
5倍光學變焦潛望式長焦鏡頭
除了夜視之外， P30 Pro還有一項特技就是“望遠鏡”，後置四攝中就包含了一個800萬大像素的潛望式長焦模組，在主攝為等效27mm的情況下，這顆長焦鏡頭的等效焦距達到了135mm，而且這是光學焦距而非數碼焦距。潛望式設計的訣竅在於利用稜鏡讓入射光線90°反射，這樣一來就能讓鏡組水平放置在機身內，而不會影響到最終厚度，在卡片相機時代，潛望式可以說是便攜化的必備設計。
有了這顆等效135mm的長焦鏡頭，在2倍變焦焦段內是主攝數碼變焦，3倍時就是主攝與長焦鏡頭共同成像，5倍及以上就是長焦鏡頭獨立工作。
值得注意的是，在超過5倍之後的長焦拍攝P30 Pro會啟動多幀均值的方案來增強成像細節，輔以光學防抖機制的10倍混合變焦，也就是等效270mm下的成像效果是相當可用的，高頻信息得到了較好的保留，最大甚至可以放大到等效1343mm（50倍），不過這個倍率下可以大致分辨物體，所以依然具備一定的實用性。
廣角、主攝、5倍光學變焦、10倍混合變焦與50倍數碼變焦對比：
一直以來，手機相對專業相機最大的不足就是變焦，而隨著P30 Pro以16mm F/2.2和27-135mm F/1.6-3.4的“雙頭套機”狀態出現，即便只看光學焦段，也已經完整覆蓋了傳統相機廠商的基本配置，綜合成像素質在手機載體上觀看已經是綽綽有餘，潛望式長焦設計也極有可能成為其他品牌爭相採用的設計，但走在最前面的華為顯然會更佔先機。
後置ToF鏡頭輔助對焦與景深計算
極弱光環境拍攝時往往會遇到一些小挑戰，比如取景一片漆黑，拍攝時也不知道是否能對上焦， P30 Pro給出的方案就是後置ToF鏡頭，它的原理簡單來說就是通過計算激光發射/反射時間差來獲取距離信息，因為是主動式檢測，所以即便是幾乎全黑的環境下也能實現準確對焦，再加上本來它的光學景深就比較深，在極弱光環境下各種物距都能實現正確對焦。
比起弱光下自動對焦無法工作，手動對焦稍有偏差又會錯失焦點的專業相機來說， P30 Pro的極弱光出片效率其實要高很多。
也正因為ToF鏡頭可以做距離計算，所以它也有利於提高人像模式虛化算法的視覺真實度，從我們的實拍來看， P30 Pro人像摳圖細節比市面上大多數手機更準確：
仔細研究不難發現， P30Pro 的虛化效果並不是單純的前景背景高斯模糊，而是有比較好的距離細分，可以較好的模仿光學彌散圓的變化，當然有時候也會有瑕疵，但如果站在歷史角度來看，進步其實是很明顯的，已經可以滿足普通家庭的人像拍攝需求。
P30系列傳遞了一個重要的信息，就是華為將以手機攝影為核心來繼續推動行業變革，在P20系列已經稱霸一年有餘的情況下，它絲毫沒有“擠牙膏”的意思，而是在新產品線上繼續積極採用全新技術，大幅增強了弱光和長焦拍攝性能，讓P30系列再一次進入到一個其他品牌從未涉及的新領域，我們甚至可以說今年拍照性能最強的手機已經誕生了。隨著華為在全球市場出貨量的不斷攀升，這種良性循環或許會長時間持續下去，未來著實可期。
當然，P30系列的看點絕非只有相機，我們將很快帶來關於這款手機其他方面表現的體驗與解讀，敬請關注！
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