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华为|原创 从硬件提升到软硬协同，从华为P40 Pro+看手机影像的系统进化


北京联盟_本文原题：从硬件提升到软硬协同 ， 从华为P40 Pro+看手机影像的系统进化
智能手机十多年的发展 ， 手机影像系统发生了重大的变化 ， 一个手机摄影的新时代即将来临 ， 手机摄影正在沿着一条与传统单反完全不同的新路径进化到了一个技术变革的临界点上 。
6月6日 ， 华为P40 Pro+正式上市 ， 这款无论从影像系统的硬件规格 ， 还是AI深度学习的算法平台 ， 直至到高质量的照片输出来看 ， 这都是一款具备划时代的产品 。
一、手机拍照的演进 ， 从可用到逼近专业
智能手机这十多年来的发展 ， 在处理性能和系统平台不断提升的同时 ， 手机拍照也从原来的附属功能逐步发展成为手机的主要功能 ， 在这个演进过程中 ， 手机拍照性能的不断提升 ， 不仅绞杀了便捷式数码相机行业 ， 而且近几年的发展 ， 也正在给单反相机不断制造麻烦 。

华为|原创 从硬件提升到软硬协同，从华为P40 Pro+看手机影像的系统进化
本文插图

受手机体积和成像模组技术的限制 ， 手机拍照不能像单反相机一样通过提升CMOS面积和提升光学镜头来提升照片质量 ， 为了提升手机的拍照性能 ， 手机产业不断突破空间的限制 ， 手机厂商通过不同焦段多镜头组合来提升手机拍照的乐趣和提升便捷性 ， 同时谷歌和苹果最早通过软件手段和AI算法的介入 ， 来降低画面的噪点和提升照片的清晰度 。
原则上讲 ， 谷歌和苹果开创的这种通过算法提升照片质量的技术路径 ， 与传统的单反相机的技术路线完全不同 ， 这是一种全新的技术路线 。
随后 ， 华为自P9开始延续了谷歌和苹果在手机拍照方向的技术路线 ， 并通过更为深入的技术探索 ， 从硬件和深度学习两个方向持续突破 ， 使手机影像的画面质量和拍摄的便捷性、趣味性不断提升 ， 而最新上市的P40 Pro+不仅在硬件素质上达到了空前的高度 ， 而且通过深度学习算法的不断进步 ， 让算法成为手机影像更为重要的技术影响因素 ， 给计算摄影带来了革命性的进展 。
二、华为P40 Pro+如何将10倍光学变焦系统装入6mm的空间？
今年3月份发布的华为P40系列手机 ， 以5倍的光学变焦和超清画质给用户带来了非常便捷的拍摄体验和更加清晰、色彩准确的画质 。 而最新上市的P40 Pro+则以10倍的光学变焦让手机摄影达到了空前的技术高度 。
华为P40 Pro+搭载了一枚5000万像素的超感知摄像头、一枚4000万像素的电影摄像头、一枚3D深感摄像头 ， 一枚3倍光学变焦摄像头和一枚10倍光学变焦摄像头（长焦端等效于35mm系统的240mm焦距） ， 三枚摄影镜头的组合 ， 实际上覆盖了18mm到240mm的宽广的焦段范围 ， 足以应付从微距到人文、人像到长焦的使用环境 。 前置摄像头华为P40 Pro+和华为P40 Pro一样 ， 采用的是3200万像素（f/2.2光圈）主摄 ， 搭配了一枚景深摄像头 ， 不仅提高了前置人像拍摄的趣味 ， 也对人脸识别的准确率有帮助 。

华为|原创 从硬件提升到软硬协同，从华为P40 Pro+看手机影像的系统进化
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华为P40 Pro+的硬件提升 ， 不仅在于提供了10光学变焦的拍摄 ， 更大的挑战在于 ， 在240mm的长焦拍摄时 ， 如何实现精确的对焦和防抖 。
为了实现这一功能 ， 在P40 Pro+的10倍变焦系统中 ， 华为设计出了由反射面、光学镜头组件、光线调整组件、驱动组件、图像传感器组成的影像系统 ， 通过5部分组件功能协同 ， 实现了10倍变焦下的精准对焦和拍摄 。 极其复杂的光路设计从构想变为现实 ， 对模组的组装精度提出前所未有的挑战 。 为此 ， P40 Pro+引入多重AA制程主动校准技术、纳米级镜面平整工艺 ， 最终才能在精巧结构中实现光学奇迹 。
P40 Pro+在手机体积上和普通手机并无二致 ， 要在拍照镜头上实现10倍的光学变焦 ， 潜望式结构就是唯一结构 。 事实上要实现10倍光学变焦 ， 焦点到CMOS成像模组的物理距离要比5倍光学变焦要多出178% ， 普通的一次性光线折返很难达到光路的长度 。 这次华为在P40 Pro+上 ， 采用了高精度的光线5次折返结构 ， 通过类似"几"次型光路 ， 通过光线的5次折返 ， 达到了240mm镜头需要的焦点到成像模组之间的光程 ， 这个结构非常巧妙 ， 但也极大地增加了机械装配难度 。


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