前言


上到 iPhone 7,下到千元机,门门派派都讲双摄,双摄两个字,不止变焦,更在虚化,能虚化的手机多了,自然就有了恩怨,有恩怨的地方就有了江湖:人像模式究竟哪家强?



光圈一大,焦段一长,背景一虚化,人像主体一凸出,诶,大片的feel就出来了。


要说光圈,焦段,手机这两年的进步,可以说是飞速。iPhone 7 F 1.8光圈 ,要说数字和我们手边的单反比,真的不小。但是真要真刀真枪比效果,iPhone 7  F1.8的背景虚化,和 GH4 f/6、f/7 的虚化效果差不多。 



F6.0的光圈,想随手拍虚化人像?也不是不行,随手拍,可劲 P 呗。首先,你得有一个 NB 的摄影师。


在极短的时间内,为主体拍摄两张照片。 然后以迅雷不及眼耳之势导入到 Photoshop,以 20年单身手速,精准比对两张照片物体中的空间关系,根据物体远近,扣出主体,并对背景进行镜头模糊。当然,最后别忘记,另存为 JPG 格式,再传回手机。 



“人人都会的人像 P 图,你也行。”



所以,弥补手机和单反的差距,关键在于摄影师,我们尝试了很多方式,将我们摄影师封印在手机相机模组中,但是可惜目前成本还是太高,无法量产。 所以,很难想象,手机厂商究竟是如何,在完全没有查克拉的情况下,实现背景虚化的。


没有查克拉,双摄如何虚化?


没有查克拉的世界,基本上只能靠科学了。 


双摄的第一步,就是要大致判断物体的距离。已知两颗双摄的光学中心、基线、焦距。主体的光线进入传感器,与光学中心形成视差,加权两颗摄像头的视差之后,列恒等式,距离除以基线距离=焦距除以(视差之和)。



运用这种方式更多的点距离,绘制出一张深度图。绘制这样一张深度图需要耗费大量的运算,实时生成的深度图分辨率只有 320*240,也就是大约只有 7 万像素,相比手机 1200 万像素的人像模式成片,还差的太远。所以需要进一步识别物体的边缘,提高精度。到了这,就不再是小孔成像和一元方程能搞定得了,得用上这两年非常洋气的“机器学习”,机器学的是什么:通过海量的人像照片数据,学习判断人像主体的边缘。



这可以将刚才 7 万像素级别的深度信息,进一步平滑到 768*576,也就是 44 万像素级别,这已经是 iPhone 7 Plus 等很多双摄的极限了剩下的就是根据这张 44 万像素的深度图,对边缘进行处理,模拟不同镜头光圈的自然虚化效果,最终得到一张人像模式的照片。


所以,人像模式的三个考点分别在,

  • 判断大致物体距离的计算时间,是否影响体验;

  • 精准识别边缘的机器学习算法是否强大,是否会出 bug;

  • 边界的虚化过渡是否自然、真实。


参测手机


介绍完了考试内容,我们来看下参与本次人像模式四六级考试的考生阵容。



打头阵的是我们老牌双摄大厂,华为家的 P10 爵士。



以及迄今为止最好的 iPhone。考虑到这个”迄今”的生产日期是 2016 年,所以为了不欺负国际友人,我们为它更新了双摄算法更完善 iOS 11。



然后是国民蓝绿 CP  OPPO 、vivo 的新品 R11 和 Xplay 6。



以及两千元档和千元档的“当红炸子机”小米 6(3月以后生产的哦) 和坚果 Pro。



裁判,我们邀请到了爱否御用摄像机 M-4/3 画幅的相机 GH4。


样张部分,为了方便键盘高手和科学家的全程监督,可以大胆骂,放心夸,样张环节都先不公布机型,用代号代替。为了保证评测的严肃性和技术的纯粹性,我们取消掉了所有拍摄妹子的样张,哎哎,你们别关视频啊啊,虽然没妹子,但老话说的好,相信美好的事情总会发生。


对比环节


首先出场的的就是我们后期老周,说实话,我也不知道为什么评测圈的后期都叫老周。从背景,这红高粱和烧刀子酝酿出弯曲抖动的笔触,就知道老周 CosPlay 的就是东北梵高。这张的看点,倒不是边缘和虚化,而是往往被评测所忽视的镜头焦段,带来的差异。



在拍摄距离相同的时候,1 号 、5 号、6 号因为采用的都是广角端进行拍摄,所以主体很小,55 寸的背景都不够用了。


所以想要得到正常的人像构图时,需要拉近手机,这就会导致出现人脸的畸变 。



以这张东北梵高来看,2 号、3 号的看起来是最为自然,4 号中规中矩,1、5、6 的梵高感觉有点睡肿了感觉。当然,拍你拍这种半身像构图时,广角的畸变就么明显了 。


然后是肤色的倾向性 1 号感觉,像喝了二两烧刀子的酒后梵高,2号很自然,3 号和 4 号差点干了起来,一个无比真实,真有点梵高落魄的意味,4 号则感觉上了一层妆,等会等着拍婚纱照。至于5、6号 能不能睡醒了再过来,这考试呢!哎,接下来我们还是统一成”同距离下,手动裁切”,方便大家对比。



《戴珍珠耳环的摄影师》这道题比的是什么,比的是审题,在不手动干预曝光的情况下,我跟你说只有 5 号同学认真看了题,拍出我们想要的大片效果,2 号你撒这么多噪点,我们又不是卖假画的,你可劲做什么旧?3 号同学你有什么不满?这种白平衡是帮我们摄影师报仇是吗? 4 号又没忍住磨皮了吧,一没留神,还真把汉子拍出了”女孩”的感觉。



娱乐之后,这幅主体是微信小编,背景为复杂树叶,名为《爱否科技公众号又涨粉了》的高分题,非常重要,因为这张比的是双摄最为重要的边缘识别算法,这项算法的好坏,这直接决定你敢不敢把双摄的人像照片,发朋友圈骗赞。抠图这一步一部分取决于深度识别的精度,一部分取决于机器学习算法能不能正确地连点成面、正确地识别物体边缘。



手臂处的边缘识别效果,1 号树叶都没分清,直接出局,接着是 6 号小玩家,显然把胳臂当树枝也给抹糊了,记大过一次。 2、3、4、5 手臂空隙都有微微露馅,但是发朋友圈只要不遇到臂控,应该是没啥问题,但真要较真。3 号、尤其 4 号的手臂边缘处理的最好,2、5 还是有点和树叶难解难分的毛刺感。



面部部分,1 号 6 号别轻言放弃啊,5 号一个趔趄,也掉了队。2 号还算不错,3 号和 4 号的表现已经非常棒了。


在和现场的相机样张比对之后,这 6 张照片其实犯了一个错误,就是右边的这跟栏杆,应该是没有那么模糊的。



除了 1、6 栏杆和胳膊都模糊的之外,只有 4 号处理的是最好,剩下的都是清晰一节,模糊一节。这个点毕竟太小,不对比不会发现,所以答错不扣分。



这张《你知道我在等雨吗》就更难了,经过一轮的调整,6 号重新找回了自信,对雨伞边缘和面部的抠图,都说得过去,1 号已经放弃自疗。



伞柄部分,其实是属于算法中最难处理的从主体延伸到背景的环节, 在几乎所有手机都认为伞是可以悬浮在空中的时候,只有 1 号仿佛被命运选中站出来了,说了句:”不,我认得出来!”然后以伞为界左边全部糊掉。



最后放一张相机的照片作参考。我只能说光学大光圈真的不能取代。



到了这张《努力工作的男人》,班级里面的分化已经很明显了,2 号我们拍摄了 N 次没有开启虚化,4 号、3 号俨然是班级第一第二,其次是 5 号,然后是我们两位坚持到最后的 1、6。


到了这,  我们几乎可以下结论了:



这张《努力玩手机的男人》,眼镜部分,5 号轮廓最清晰,其次是 2、3、4。按照真实的光学信息,镜片里面的折射的背景,应该是像 3、4 这样略微虚化的。能做到这一步,真的令人惊讶。


所以在整个人像环节,4在细节上略微好于 3,无异议的第一梯队,2 好于 5,大致属于第二梯队,1 和 6 菜鸡互啄。 



当然,我们也拍摄一张验毒照,几家都不会有太大的问题,哪怕是 1、6 的照片都可用。


最后以一张世界名画《网》作为边缘算法的作为结尾



只能说,勉强能看出队形,但是已经全局覆没。


整个边缘算法环节,几部手机中较好的,平常发朋友圈真的已经太大问题了。但是单反、相机拍摄一张大光圈背景虚化的照片,因为进光量足够大,整张照片的纯净度会非常高,很难看到噪点。手机因为 CMOS 的限制,往往会在这个环节被单反拉开明显的差距。



我们测试的所有手机在拍摄浅景深模拟时,都不会使用光学防抖,因此只要光线稍微不理想,不是噪点严重就是涂抹厉害。



所以这张《雨中装帅的男人》就暴露出来,哪怕是在白天,打一个伞,都能让 2 号主动帮我们做旧。别的手机虽说噪点都要稍好,但都有涂抹痕迹。这里面着重要说第 4 张,我们作为旁观者,觉得这是美颜了,但是当事人:


“这个是我,肯定这个是我”



至于这张《你欠我十块钱》,2 号已经破罐子破摔。4 号人脸曝光最为正常,噪点最少,但是手机宽容度决定背景细节都丢失了,如果是按照一般照片对比,这肯定是扣分项,但是人像模式本来就是突出主题,所以背景过曝这件事还真不好开口骂,其次是 5 号,可以看得出来,这部手机的夜间素质应该是很好的,而我们 6 号,连人带噪点都给糊了。



我们在到一个大逆光的地铁入口,除开衣服上的噪点,4 号简直是吊打在座所有,我们直接引入裁判相机 GH4。



在 GH4 自动模式(评价测光)下,甚至是不如手机的,但是调整到手动模式,人眼根据主体测光,之后才可以一战,而且相机的宽容度优势一下子就展现出来了,整个背景的细节保留会更多。


如果抛开人像模式背景虚化该不该保留细节这个哲学问题,噪点环节 4 号凭借美颜,和以人脸正常曝光的调教倾向,真的是完虐其他对手,其次是 3、5 第二阵营,因为 2 号的存在,1、6 躺赢到第三梯队。


到了这里,我们差不多要揭晓结果了:


1 2 3 4 5 6 分别是谁呢 ?  

我们再上最后一组照片。 边揭晓边看拍摄的实际体验和成片率。 



1 号,不出意外,其实就是我们最便宜的坚果 Pro,因为其搭载的高通 626,内置 ISP(图像信号处理器)性能很烂不好,速度是最慢的比较慢的,慢到会影响使用体验。它眼中的人类之子是这样的。 


2 号噪点狂魔,其实是 iPhone 7 Plus ,更新到 iOS 11 其实已经在 iOS 10 的基础上进行了多帧降噪,为此还影响了成片时间,但是依然噪点很差很感人。 不过这张人类之子是这样的,还行。 


3 号在边缘识别属于第一梯队,其实是我们的小米 6,除了白平衡问题之外,小米的综合效果都要好于 iPhone  7 ,这波相当稳。


4 号,这个在测光和噪点环节血虐全场的,其实是 OPPO  R11,拍摄过程非常好地说明了为什么 R11 的曝光会远超其他手机,当苹果不挡人脸时,它是唯一一部可以通过人脸检测识别曝光的,当苹果遮住人脸时,影响到人脸识别,就有几率和其他手机一样,曝光错误。 而基础算法上,OPPO R11 也非常意外得和小米 6 稳稳地处于第一梯队。 


5 号手机则是华为 P10,在《戴珍珠的摄影师》环节,P10 的色彩调教令人印象非常深刻,但是在基础边缘识别,不仅无法和OPPO 小米并肩,也的确是落后于苹果的。


而最后一部,则是我们柔光自拍的 vivo,可以说这明显是算法没有到位的表现,对于这个价位的产品来说,表现让我不忍直视彭于晏。 


整个拍照过程中,除了坚果因为 ISP 太弱,慢到难接受、华为把合成运算放在了后台,不会影响下一张拍摄外,其他各家的差别并不大。反而是成片率环节,在这张《继续努力玩手机的男人》中,只要主体稍微偏离画面中心,就会变成”前景模糊”,我们拍了 14 张照片,只有两张勉强能用。



  1. oppo R11 由于有激进的曝光和美颜算法加持,几乎每一张照片都是可用的;

  2. 小米在某些场景下需要你手动干预曝光;

  3. iPhone 会在自己觉得处理不好当前场景(比如照度太低、主体距离太近或太远)时,直接禁用虚化功能;

  4. 坚果 Pro 和 vivo 的成片率几乎为零,如果你不吹双摄,我们还是好朋友。


总结


整个双摄的PK下来,不知道大家什么感受,在我意料之中的是,目前好的双摄,已经到了一个发朋友圈完全可用的地步,甚至我自己的相册中但凡有人的,都是人像模式。而出乎我意料的,就是 OPPO 小米,它们的人像方案已经将老牌华为还有苹果甩在身后,这不仅仅是高通自家的算法,可能两家的确在边缘识别的机器学习上,下了很大的功夫。而在噪点、观感、体验部分 OPPO 的一骑绝尘,甚至让我们感觉花了这么多钱 CosPlay,又给不缺广告的 OPPO 送助攻,很挫败。所以我们也决定将此次全部照片以及拍摄的废片全部上传到爱否科技的微信公众号,回复[双摄PK]就可以下载原片。 


整个双摄的评测对于我们自己有几点启示。一方面,我更加确定了引入了人像模式的双摄,可以给我们更多扔掉相机或者单反的理由;在另一方面,又暴露出小尺寸的手机 CMOS 的感光能力,以及宽容度上仍然不够好。 而在软件调教端,当华为不强调白平衡准,色彩真实,而引入莱卡带来了受人追捧的调色,当我们的微信的小编半开玩笑,半认真地告诉我,OPPO 拍摄的更像自己时,手机拍摄接下来的演进方向,究竟是一张真实,留有后期空间的照片叫好,还是一张磨了皮拿到手就可以直接发出去的照片,才叫好照片呢?


转发本视频的微博,说说你的看法,我们将会送出一条 BeatsX 耳机。


好了,今天的节目到这就结束了,关于双摄的一些技术细节,包括前不久我们的友站男主播直播双摄时,突然中断的问题,我们都已经以图文的形式发表在了我们的公众号的认真系列,回复[认真双摄],你应该能得到你想要的答案。


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作者:佚名
来源:爱否科技