谷歌开发了自己的移动芯片，帮助智能手机拍出更好的照片

2018 年 2 月 6 日更新：谷歌最初关闭了除相机应用程序之外的所有 Pixel Visual Core，但现在该公司将其打开以供使用，甚至用于外部应用程序。开发人员可以在此处查看开源文档，用户可能会注意到，今后使用其他应用程序拍摄的照片颜色和范围会更加丰富。此更新是本月 Android 更新的一部分，下载后即可生效。

在胶片摄影时代，不同的胶片会产生不同的“外观”——比如，轻盈飘逸或丰富对比。经验丰富的摄影师可以通过观察颜色、对比度和颗粒度等来判断照片所用的是什么胶片。在数字时代，我们不会考虑太多；相反，我们倾向于将原始数字文件视为重现我们眼睛所见的中性尝试。但现实是，智能手机相机在后台进行着大量的处理工作。工程师负责引导该技术以保持美感。新款 Google Pixel 2 手机使用独特的算法和专用图像处理器，赋予其标志性风格。

Pixel 2 相机是由一群工程师开发的，他们也是摄影师，他们对智能手机照片的呈现方式做出了主观选择。重点是鲜艳的色彩和整个画面的高清晰度。“我一眼就能认出 Pixel 2 图像，”谷歌 Pixel 2 开发团队的图像项目经理 Isaac Reynolds 说。“我通常可以通过观察阴影来判断它是来自我们的相机。”

从纸面上看，Pixel 2 的相机硬件与第一代几乎完全相同，使用覆盖范围相同的镜头，分辨率为 1200 万像素。但智能手机摄影越来越依赖于算法和实现算法的芯片组，因此谷歌将大量精力集中在算法上。事实上，谷歌在 Pixel 2 中嵌入了一个名为 Pixel Visual Core 的专用片上系统，以处理成像和机器学习过程所需的繁重工作。

对于用户来说，Pixel 2 拍照体验的最大改进是其新的高动态范围技术，雷诺兹表示，该技术可覆盖“99.9%”的照片。虽然高动态范围照片对于智能手机相机来说并不是什么新鲜事，但 Pixel 2 的版本（称为 HDR+）却以一种不同寻常的方式实现了这一功能。

每次按下 Pixel 2 上的快门时，相机都会拍摄最多 10 张照片。如果您熟悉典型的 HDR，您会认为每张照片都有不同的曝光度，以优化高光和阴影中的细节。然而，HDR+ 会以相同的曝光度拍摄图像，只允许自然发生的变化（如噪点），将它们分成网格，然后进行比较并将图像组合回一张照片。单独来看，图像看起来很暗，以防止高光过曝，但阴影中的色调会被放大以呈现细节。机器学习算法可以识别并消除数字噪点，这通常发生在您在黑暗区域增加曝光度时。

这一切都发生在几分之一秒内（具体时间取决于具体的拍摄条件），而且用户甚至都不知道。您不必打开 HDR+。这只是相机的工作方式。

所有这些处理能力都来自手机的主硬件，但最终将来自谷歌的全新产品，即 Pixel Visual Core。这是一个专用的移动片上系统，目前内置于 Pixel 2 手机中，但处于休眠状态，需要通过软件更新才能打开。通过从主处理器卸载这些工作，Pixel 2 处理照片的速度比以前快了 5 倍，能效提高了 10 倍。谷歌基本上在智能手机中放置了一台小型计算机，专门用于处理这种图片处理工作。

由于普通智能手机内部相机硬件的限制，所有这些都是必要的。“我们希望有一个全画幅传感器，”雷诺兹说，他指的是成像传感器的尺寸与其低光性能之间通常存在的直接关系。“但是，这么大的传感器会占用手机机身的 40%。”

目前，HDR+ 仅在原生 Android 相机应用中可用。如果您使用 Lightroom 或 Camera + 等第三方程序，您实际上可以看到单张照片和多张照片之间的差异。如您所料，这种差异在阴影中尤为明显，如上图所示。

不过，谷歌计划向第三方开发者开放该平台，以便其他人可以利用额外的计算能力。[注：2018 年 2 月的 Android 更新是 Pixel Visual Core 向其他开发者正式推出的版本]。

在智能手机相机领域，这种向计算相机发展（这种相机能够拍摄出超出普通相机能力的图像）的趋势也不太可能放缓。雷诺兹说：“人们已经开始期待智能手机相机能够拍摄出与他们亲眼所见的场景相匹配的照片。”你现在已经可以在全景模式等无缝拼接多张图像的应用中看到计算摄影的效果。

用户现在还希望智能手机能够模仿更先进的相机，具备所有这些处理能力。人像模式可以伪造中心主体周围的模糊，这在几乎每个平台上都很常见，但谷歌并没有添加特定的人像相机，而是选择了一个后置成像设备，让机器学习处理其余部分。“要获得光学变焦或远摄镜头，你需要在相机背面有一个凸起，”雷诺兹说。“我们用一个相机就能得到我们想要的效果。”

最后，相机现在也有多种用途，因此硬件需要反映这一点。Google Lens 是一项服务，可让您将手机指向地标或物体以了解更多信息。它在捕捉和识别现实世界中的物体时具有不同的成像要求；增强现实应用也有类似的要求，需要高刷新率和传感器的全帧捕捉。

因此，虽然相机规格在纸面上没有太大变化，但拍摄出的图像却发生了巨大变化。如果这种趋势持续下去，用户将越来越难以注意到这些变化，这并非偶然。事实上，谷歌最近发布的 Clip 相机旨在取代拍摄照片和视频的几乎所有决策——包括编辑。随着机器不断学习，它们永远不会成为比人类更好的摄影师，但它们很可能会影响我们对真正好照片的理解。