破茧成蝶追踪华为手机摄影功能五年发展历程

　　感谢IT之家网友 气突苏 的线索投递！
　　每当我们回顾华为在手机拍照方面的造诣时，总是不由得疑惑：华为的拍照是否一直如此强悍？华为的镜头组合是否一直如此独树一帜？显然，罗马不是一天建成的。今年的IMX586是一代智能手机标配，使用者有二三十余。曾几何时，华为也如今日一般，在自家手机上使用IMX214这款街机标配CMOS，同样是当年采购IMX214的厂商，是什么让华为5年后登顶手机拍照排行榜top3呢？从5年前搭载IMX214的Mate7到2019年的突破自我的Mate30 Pro，华为这些年历经了怎样的努力才完成这化茧成蝶的突破呢？让我们从当年华为的第一次双摄尝试开始说起吧。
　　2014年，新时代的开始
　　华为Mate7（2014年9月）
　　荣耀6Plus（2014年12月）实验性质的拼接双摄
　　14年底，华为借荣耀品牌发布了旗下第一台双摄手机。不同于HTC之前尝试的3D双摄与景深双摄，荣耀6PLUS使用了全新的平行双摄方案。将两颗来自豪威科技，800万像素的OV8865平行放置，画面重叠，通过处理输出1300万像素的照片。这种双摄的潜在优点是：
　　对焦可以使用三角测距，理论上更快；
　　两颗摄像头同时拍摄，可以实现实时HDR；
　　增大总感光面积，提升进光量，利于夜间拍摄；
　　利用视角差实现抠图虚化。
　　可是实际效果却不如人意，对焦速度与实际画质都弱于同期的IMX214单摄机型。赵明次年3月在微博上承认荣耀6PLUS性能仅释放20%，委婉回应用户对其拍照性能的不满。荣耀6PLUS虽然没获得成功，但平行双摄的概念却被两年后的P9所继承，荣耀算是帮华为试了次水。
　　2015年，摸着石头过河
　　华为P8（2015年4月）RGBW
　　荣耀7（2015年6月）高像素
　　华为Mate 8（2015年11月）光学防抖
　　2015年华为尝试了两套发展路线，一个是荣耀7的大底+高像素，另一个是全新CFA：RGBW。
　　事实证明高像素路线门槛很高，不是每家厂商都有资格介入这场高级玩家主宰的牌局。2015年的高像素手机中，只有同为IMX230的微软Lumia 950榨干了这颗传感器的性能，甚至往后几年的索尼手机都未能超越950的高度。然而一切只是昙花一现，继承诺基亚衣钵的微软移动在不久之后走向了终结，其中不少员工入职华为，为华为带来了全新的国际视角。
　　在P8上，华为试水了另一项提升进光量的办法：更改CFA形式。这里的CFA是色彩滤波阵列，设置CFA的目的是让图像传感器感受色彩。传统CMOS使用拜耳排列，即RGGB。而此时索尼发布的新传感器IMX258使用了不同于RGGB的RGBW排列，其中W全称White，即白色。RGBW取消了第二排绿色像素的Filter，让红绿蓝三种光线都能畅通无阻地进入像素内。华为在P8（15.4）上首发这款新CMOS。
　　RGBW的优势在于暗光下更高的信噪比，同样光照条件下进光量更多（不过与最终照片亮度没有关系）缺点是寡淡的色彩，更困难的猜色，而且更容易因为W通道信息量过多而过曝，不得不整体缩短曝光时间。导致实际进光量低于理论值，极端情况甚至与RGGB差不多。基于种种原因，RGGB还是统治了此后的CFA排列。不过这次尝试不能说完全没有意义，华为对修改CFA提升进光量的idea念念不忘，4年后的P30系列尝试了另一种CFA排列：RYYB，不得不说，P30这次的RYYB是向P8 RGBW的一项致敬。
　　在两次不算成功的尝试后，岁末发布的Mate8则回到了传统的RGGB排列，首发IMX298并第一次搭载了光学防抖。这代Mate手机整体设计偏向均衡保守，拍照也处于主流偏上的水平。时间也证明了Mate8是最经典长寿的一款Mate手机。
　　2016，黑白双摄，邂逅徕卡
　　华为P9（2016年4月）双摄回归黑白加成
　　华为Mate9（2016年11月）无损变焦+光学防抖
　　16年对于华为是王朝初建的一年。
　　年初发布的华为P9搭载了华为的第一个黑白双摄模组，黑白双摄由一颗彩色主摄像头与一颗黑白副摄像头组成，彩色传感器能感受色彩但是灵敏度低，黑白传感器只能感受明度信息但灵敏度很高。两者合作的工作原理有些类似于人眼的视锥与视杆细胞，彩色传感器与视锥细胞负责采集彩色信息；黑白传感器与视杆细胞负责部分轮廓信息与夜间的基础视觉。黑白双摄一定程度上是仿生工程的结果。
　　P9搭载的初代黑白双摄选择了两颗1200万像素的IMX286，一颗去除了Color Filter变成黑白传感器。为了弥补没有相位对焦的缺陷，P9新增了激光对焦模组辅助近处对焦。此外华为找来了百年相机品牌徕卡为其背书，为P9带来了极富争议的＂徕卡色彩模式＂，让实际成片鲜明有质感，成为了华为旗舰手机独有的一项功能。江湖上也多了个华莱士的传闻。
　　时间来到了11月，随着麒麟960的发布，获得更强图像处理能力的Mate9升级了黑白副摄的硬件参数，从1/2.9英寸的IMX286monochrome升级为1/2.8英寸的IMX350monochrome，像素数也一举增至2000万。顺应iPhone 7 Plus的两倍光学变焦风潮也推出了两倍无损变焦。另外Mate8上的光学防抖在短暂消失后回归，搭载于Mate9的主摄像头上。弥补了P9没有光学防抖的遗憾。
　　2017，进军DxOMark，Tick-Tock初成
　　华为P10 Plus （2017年2月）继续打磨+大光圈
　　华为Mate10 Pro（2017年10月）究极打磨+超大光圈
　　Ticktock原指Intel发展微处理器芯片设计制造业务的一种发展战略模式，一代Tick降低能耗，一代Tock更新微架构。华为这边也是一样，P系列Mate系列交替更新，一代优化精进，一代更新架构。不得不说这是相当聪明的解决方案。
　　P10/P10PLUS相对Mate9的升级很小。其中P10完整继承Mate9的相机模组，P10PLUS则把光圈从f/2.2增加至f/1.8。总体上变化不大。其中P10成为第一款在dxo总分进入并列前5的大陆手机，战胜了前一年发布的iPhone7手机。很多人认为这是华为在DxO的巅峰，不过后来发生的事说明了，这只是个开始。
　　Mate10 Pro随着新一代麒麟处理器970一同发布，主打AI。这次的Mate10系列的相机部分升级很小，华为选择继续打磨这颗来自P9的IMX286/386。同时把光圈从P10PLUS的f/1.8精进至f/1.6。dxomark的分数继续上升并超过一个月前发布的iPhone 8 Plus，以97分总分来到了DxO排行榜的第二位。创造了新的历史。
　　2018，超级大底，新一代夜视仪
　　华为P20 Pro（2018年3月）超级大底长焦三摄（望岳，也望夜）
　　华为Mate20 Pro（2018年10月）超级大底长焦+超广角（变焦三摄诞生）
　　当大家猜想华为还能挖掘出多少IMX286潜力的时候，华为却一反常态，一举将IMX286换成了如今大名鼎鼎的IMX600，感光面积为前代的210%之多。并且增加了一颗专为变焦设计的三倍望远镜头。远近风景皆囊括于厚度8mm左右的机身内，堪称手机圈暴力美学的典范。毫不夸张的说，P20 Pro是继诺基亚808、诺基亚Lumia1020、松下DMC-CM1后，第一款让我感到震撼的手机。相信大家早已将IMX600的参数烂熟于胸：1/1.7英寸感光面积，4000万像素，QuadBayer色彩滤镜阵列，四合一2um单像素尺寸。这颗传感器在光学尺寸方面是如此超前，以至于一年多后的今天也没有与之匹敌者。可以想象在发布会时给亲临者多大震撼。
　　华为P20Pro带来的不仅是硬件上的强悍参数，软件方面的突破也令人咋舌。华为自家三脚架夜景模式与谷歌HDR+在P20 Pro上得到了继承与发扬，其成果是业内争相效仿的超级夜景。正式从三星手中接过了夜视仪的大旗。其dxo的最终评分来到了109分，第一次登顶智能手机排行榜。并且高于第二名HTC U12+足足6分，高于前一代Mate10 Pro 12分。P20 Pro的拍照水平得到了DxO空前的认可。
　　在大家猜测Mate20 Pro会不会把黑白镜头也升级至IMX600的时候，华为却取消了这颗服役2年的黑白镜头，转而换上了一颗超广角镜头。成为业界首批搭载变焦三摄的手机。其焦段覆盖等效16mm至80mm，适应从风光至人像等诸多场合。极大增加了使用便利性。这项三摄组合至今仍被数码爱好者称为＂真三摄＂，可见其实用程度。依照往年的脚步，Mate20 Pro此时也更新至麒麟980，更强的AI性能带来了全新的相机功能：人像留色。这个由NPU深度参与的功能能识别出视频中活动的人物并实时抠图，保留人物的色彩，而将人物周围的背景变为黑白。这又是一项软硬件紧密结合的范例。此外华为着重提升了4000万高像素模式的拍照效果，Mate20 Pro在全像素模式下相比P20 Pro有不少提升。
　　2019，比远更远，比近更近，进一步超越自我
　　P30 Pro（19.4）超级大底三摄超感光+ToF
　　Mate30 Pro（19.9）新一代电影镜头凝神屏息
　　如今的华为P系列/Mate系列发布会已俨然手机拍照圈的春晚，不少数码爱好者在发布会当天期待华为在拍照硬件方面的突破，期待拍摄玩法的再一次更新。
　　P30 Pro在全世界的关注下面世，其相机模组在大体保持Mate20 Pro硬件基础的前提下，进行了三项改动：
　　将之前3倍变焦的镜头提升至5倍，为此还专门设计了带光学防抖的潜望式结构，实现了等效16mm至125mm全覆盖。
　　将主摄像头CFA由RGGB修改为RYYB，借此提升了40%进光量。同时配套镜头也一举增加了应用记忆合金的光学防抖机构；光圈也来到了f/1.6，等效值为当今手机圈之最，镜头方面的升级也是高进光量的保证。
　　在荣耀V20的短暂试水后，P30Pro也搭载了一颗ToF模组，ToF全称（Time of Flight）通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。效果类似于苹果的Face ID组件，但覆盖距离更远。可用于测距建模，未来使用前景广阔。
　　不过P30 Pro的RYYB为日常拍照带来了一定的副作用，实际照片相比前一代Mate20 Pro宽容度有所下降。这是个取舍的选择，P30 Pro凭借RYYB成为了无可置辩的夜视仪，即便不开超级夜景也能获得亮度与纯净度俱佳的照片。不过华为仍提供配置功能接近的Mate20 Pro供消费者选择。用于区分不同需求的消费者。
　　结语：
　　在回顾华为5年来拍照的发展历程时，我们能明显感受到华为在产品规划方面的缜密条理与技术继承。一个成功的产品背后，是若干条早先研发路线的交织，与以往不成功甚至失败产品的经验总结。正是这种敢于尝险，敢于试错的态度，让华为拉开了自己与对手之间的距离。
　　曾经的华为，也只是只蛹内的拍照新手，与当年其余国产手机厂商处于同一起跑线。五年之后，是什么让华为手机的拍照羽化成蝶？是勇于尝试？高成本投入？还是锲而不舍的坚持？抑或兼而有之？华为在拍照方面的崛起究竟是偶然还是必然？相信大家心里已经有了答案，换一个角度看，也只是华为在各个领域攻城略池的一个小小缩影罢了。