手机崛起后 | 从华为P20 Pro看手机的摄影潜力
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手机崛起后
从华为P20 Pro看手机的摄影潜力
Huawei P20 ProCell Phone's Photographic Potential撰文 | 陈奇军
TIPA编译 | 翟晓冬
编辑 | 周星宜
6月下旬，值深圳国际摄影节举办之际，中国摄影家协会负责人和中国摄协所属媒体《中国摄影》《大众摄影》《中国摄影报》的有关负责人，专程赶赴位于广东省深圳市的华为公司，进行了关于智能手机产品的调研。巧合的是，《中国摄影》作为成员的TIPA（Technical Image Press Association，技术影像媒体协会）实验室，前不久也公布了对华为P20 Pro手机的测试报告，这是TIPA自1991年成立以来，首次针对一款手机进行的测试（详情参见后文《TIPA首测手机》）。作为世界上最具权威性的摄影器材专业测评机构之一，TIPA的实验室一直专注于照相机性能的测评工作，之前无论手机厂商开发出拍照功能多么强大的智能手机，都没有引起它的兴趣。TIPA对华为P20 Pro的测评，以及中国摄影家协会专门组织的华为手机调研活动，可以看作业界一个不同寻常的信号：以华为公司为代表的智能手机厂商在摄影方面的努力，已经引起了专业摄影机构的高度关注。
相机的困境与手机的崛起
CIPA（Camera&Imaging Products Association，日本国际相机影像器材工业协会）统计数据显示：2012年以来，不可更换镜头相机（卡片机）的销量加速下滑，2017年的销量仅仅相当于高峰时（2010年）的八分之一；同期，单反和无反相机等可更换镜头数码相机也持续下滑，2017年的销量相比高峰期（2012年）减半。2017年，卡片相机、单反相机、无反相机的全球年销量分别约为1330万部、759万部、408万部，而同年智能手机的年销量则超过15.37亿部。全球所有相机厂商全年生产的各种相机都加起来，还不到华为（含荣耀）一家手机厂商年产量（1.53亿部）的六分之一。
▲10年来（2008－2017）卡片相机与智能手机全球销量趋势图
毫无疑问，相机市场的下滑主要原因来自智能手机的冲击，因为相机的衰退与智能手机的崛起在时间节点上完全同步。
▲几种拍摄工具2017年全球市场占比示意图
几年前，不少摄影老法师还对手机摄影不屑一顾，而如今，手机摄影已经令人刮目相看，智能手机不仅让年轻的一代为之着迷，也让许多摄影老法师变成了“手机控”。不知不觉中，小巧轻便的手机就已成为很多人的主力拍摄 工具，而那些性能强大的相机则深居二线，甚至仅仅是主人的美好回忆。那么，作为21世纪以来的新宠，智能手机到底有哪些魔力，它不仅淘汰了电子书及“MP3+MP4”，让越来越多的家用电脑成为摆设，更是极大地冲击了照相机市场？我们就以智能手机业界新宠——华为P20 Pro为例，看看手机的摄影潜能。
手机摄影的专业评判
启动华为P20 Pro的相机功能后，可以看到若干拍摄选项，如：慢动作、全景、黑白相机、乐趣AR、流光快门、HDR、延时摄影、滤镜、3D动态全景、水印、文档校正。除了“3D动态全景”这个新亮点外，其他功能在当今各种手机上也大同小异。正是这些丰富多样的娱乐功能，才让越来越多的人体验到摄影的乐趣，进而成为手机摄影“发烧友”；不过，对于那些严肃的摄影群体来说，他们看重的却不是这些花哨功能，而是影像输出幅面、动态范围、信噪比、弱光表现等摄影基本性能。
▲湖北武汉《知音号》，2018 贾代腾飞
华为P20 Pro智能手机，“拍照”模式，f/1.8，1/33秒，ISO 250
▲阿根廷巴塔哥尼亚，2018 冰河
华为P20 Pro智能手机，“全景”模式，f/1.8，1/440秒，ISO 50
先来看看输出幅面。对于数码相机和智能手机来说，高像素的主要作用并不是让照片在屏幕上看起来更清晰，因为900万像素足以涵盖4K分辨率的屏幕了，而当下越来越多的智能手机摄像头分辨率超过2000万像素，这无论在目前最高分辨率的手机屏幕或是专业电脑显示器上都绰绰有余。高像素，对于业余摄影 爱好者来说主要是噱头，而对于职业摄影师来说则意味着影像在专业使用上有更多可能性，比如，高精度输出大幅面照片。华为P20 Pro后置主摄像头采用了4000万像素的影像传感器，仅就这个指标即便在数码相机上也属于出类拔萃的。当需要进行大幅面输出时，在华为P20 Pro普通“拍照”模式和“专业”模式下，可将分辨率设置为40M（4000万像素）拍摄，“专业”模式下还能选用Raw（DNG）格式。以分辨率300 dpi的印刷或高精度打印标准，这个4000万像素的原图能直接输出（不插值）61.77×46.33 厘米（24 英寸）幅面的“展览级” 照片，这是《中国摄影》杂志单页（23×26厘米）的4倍以上。
那么，华为P20 Pro 4000万像素高精度照片的最佳观看距离是多少呢？影像器材技术专家钱元凯认为，要明确一张照片的最佳观看距离，必须先了解“明视距离”这个概念。“明视距离”指的是人眼晶状体焦距在不需要调节的情况下，就能看清楚物体的距离，通常来说，在这个距离下长时间观看某件作品，最舒适，最自然，即便稍长时间观看也不疲劳。众所周知，人眼的有效视角与相机标准镜头的视角相当（如135全画幅相机的约43mm镜头视角），那么在“明视距离”这一前提下，我们可以将一张照片的对角线长度，看作是这张照片的最佳观看距离。不过也有专家表示，照片的最佳观看距离可以是对角线长度的1.5倍。综合多位专家观点，把照片的最佳观看距离定位于照片对角线距离的1-1.5倍是比较恰当的。华为P20 Pro这张照片的对角线长度约为77厘米，因此它的最佳观看距离应该介于77厘米至116厘米之间。
▲高精度输出与最佳观看距离示意图
再看动态范围与噪点控制。华为P20 Pro的4000万像素传感器画幅为7.6×5.7毫米，这是目前在售智能手机中最大的，与当年赫赫有名的高端便携机理光GRD系列、佳能G系列、松下LX系列属于同一级别；不过与目前大多数相机相比（最近几年，高端便携机都更换成1英寸或更大型的影像传感器），华为P20 Pro的影像传感器并不算大。为了提升动态范围与信噪比方面的表现，华为P20 Pro采用了世界上首创的后置（徕卡）三镜头方案：除了4000万像素、等效27mm f/1.8彩色主摄像头外，华为P20 Pro还配有2000万像素、等效27mm f/1.6黑白摄像头和800万像素、等效 80mm f/2.4长焦摄像头。利用“华为人工智能” 算法及超采样技术（4个像素合并为1个像素，总像素值由4000万降低至1000万），再将三个摄像头拍摄的数据混合处理，华为P20 Pro可以生成比原始照片具有更大动态范围和更高信噪比的照片。同时，三个镜头配合工作，还 实现了等效27-81mm的3倍光学变焦性能。
▲华为P20 Pro采用了世界上首创的后置（徕卡）三镜头方案：除了4000万像素、等效27mm f/1.8彩色主摄像头外，华为P20 Pro还配有2000 万像素、等效 27mm f/1.6黑白摄像头和800万像素、等效80mm f/2.4长焦摄像头。
重点来看弱光表现。受便携性制约，手机无法像照相机那样采用更为大型的拍摄单元，所以弱光拍摄一直是手机的难题。早在3年前，华为和荣耀手机上就新增了“超级夜景”模式。用这种模式得到的弱光照片虽然质量上佳，但拍摄时必须固定手机，此时手机利用堆栈方式拍摄若干幅不同曝光的影像，并在机内合成为一幅高质量的“超级夜景”。最新发布的华为P20 Pro上的“超级夜景”已经升级为“手持超级夜景”，拍摄时无须固定手机，手持即可。短短数秒钟内，手机就可以完成堆栈式拍摄，并自动生成一幅画质细腻、细节丰富、动态范围很大的“超级夜景”照片。笔者曾经用全画幅相机单张拍摄与之对比，令人难以置信的是：手机的“超级夜景”在细节再现上并不逊色，在噪点控制和动态范围方面还更胜一筹。
▲阿根廷巴塔哥尼亚，2018 冰河
华为P20 Pro智能手机，“超级夜景”模式，f/1.8，231秒，ISO 80
▲湖北武汉《知音号》，2018 贾代腾飞
华为P20 Pro智能手机，“超级夜景”模式，f/1.8，5秒，ISO 640
手机改变了摄影
谈到这里，如果你仅仅以为，智能手机只是为了与数码相机较劲，那就大错特错了。在相机面前，手机从来都是虚心好学的学生，手机之所以对相机构成了巨大冲击，并非来自那些模仿老师的“专业”性能，而在于贴身拍摄和即时分享这两大特性。
罗兰·巴特曾提出一个“摄影如奇遇”（也译为“摄影像偶然”）的观点，他在《明室：摄影札记》（中国人民大学出版社，2011年，25页）里曾经谈到，摄影的最大魅力在于“意外”，大意如下：如果一张照片令我十分感兴趣，我就思考这张照片对我产生的吸引力到底是什么，我觉得最准确的一个字眼就是“意外”；反过来说，没有意外，也就没有照片。 对于那些“不出意外”的照片，罗兰·巴特还引用了法国存在主义哲学家萨特对这个问题的看法：“它们让我觉得毫无意义，就是说，我看着那些照片，却视而不见。”
在时间长河中，人的绝大部分视觉体验都是平淡无奇或者说不出意外的，当然也会有“奇遇”，如果人们没有相机或者说不随身携带相机，又何谈摄影的“奇遇”！尽管“机不离身”曾经是一些摄影人的口头禅，但现实中能够做到的却寥寥无几，更不用说普罗大众了。
我们以国家统计局公布的2012年（相机下行和手机崛起的分水岭）“国家数据”为例，分别看看相机和手机对普通民众的影响。“国家数据”显示：当年，中国城镇居民每百户拥有照相机为46.4部，而占人口总量一半以上的农村居民每百户才拥有照相机5.2部；同年的“国家数据”却说明，手机在中国迅速普及：城镇居民每百户拥有手机为212.6部，农村居民每百户拥有手机197.8部。如今，手机在中国的普及率已经接近100％。现在几乎人人都成了“手机控”，如果出门后发现手机忘带，几乎100％的人会回头去取，即便是双休日和假期也是如此。智能手机不仅让人与人之间实现了“移动互联”，大大延展了人的知觉，还让越来越多的人加入摄影行列。因此，摄影进入全民时代，不是因为柯达发明了胶卷和“傻瓜”相机，也不是因为数码相机的所谓“普及”，而是因为“能打电话的相机”。
手机不仅普及了摄影，充分挖掘出摄影的魅力，还在很大程度上改变了摄影的功能。当那些中老年摄影爱好者在传统摄影舞台上陶醉于“艺术创作”或“记录生活”的快乐之时，越来越多的年轻人却将摄影的热情洒向了微信朋友圈、微博、Facebook、Instagram等交流平台。对很多年轻人来说，拍照的首要目的是为了分享，记录只是其副产品。在美国，甚至还诞生了一个叫做Snapchat的摄影交流平台，很受年轻人欢迎，在这个平台上，拍照的目的根本就不是视觉记录或艺术创作，只是为了分享——凡是发到Snapchat上的照片，都会根据用户预先设定的1到10秒时间“阅后即焚”。
从胶片相机到数码相机，再到手机摄影的普及，摄影的面貌发生了天翻地覆的变化——短短几年中，手机就让我们进入了全民摄影分享时代。
TIPA首测手机
华为P20 Pro测试摘要
TIPA Test Results: Huawei P20 Pro
最近，华为推出的P20 Pro成为海内外专业摄影媒体及器材评测机构关注的热点。在今年4月揭晓的2018年度TIPA大奖中（共有40个类别的奖项），这款产品斩获“最佳拍摄智能手机” 奖项，这反映出优秀的中国企业抓住机遇，在新领域里打破了日、德等传统相机工业制造商的垄断，实现了“弯道超车”。《中国摄影》杂志作为TIPA成员之一，全程参与了TIPA大奖的评选， 在各奖项的角逐中均投出了重要的一票。此外，世界上最具权威性的摄影器材测试机构之一—— TIPA实验室，在第一时间对华为P20 Pro进行了详细的测评，并由《中国摄影》独家推出中文版测试摘要。
▲《中国摄影》杂志作为TIPA成员之一，全程参与了2018年度TIPA大奖的评选。郑浓 摄
由于目前尚无针对智能手机拍摄功能的专用测评标准，因此这次对华为P20 Pro的测评依据的是TIPA测评机构专门为数码单反相机制定的测评标准，测评中各项分数也是参照了这一标准，然而智能手机明显不具备数码单反相机的某些测评要素，如相机的按键和拨盘等，而且手机摄像头的感光度范围也不同于数码单反相机。所以，TIPA测试报告特别声明：华为P20 Pro的测试及评分并不应与数码单反相机进行直接比较，并希望读者在阅读测试结果和比较测试得分时能记住这一重要前提。
华为P20 Pro是一款搭载了多个徕卡镜头的智能手机，它具有诸多目前相机上广泛应用的摄影、摄像及后期处理功能，而且同时具备了手机能够即时共享影像资源的巨大优势，所以广大用户自然会考虑将其作为相机的替代品或备用机。对于这样一款备受业界关注的智能手机，TIPA实验室对其进行了如下测试。（注：以下图片均由TIPA实验室提供）
▲华为P20 Pro背面
华为P20 Pro智能手机手感厚重而光滑，屏幕上有显眼的大尺寸虚拟按键，操控方法与其他手机非常相像。该手机的屏幕大而明亮，色彩鲜艳。华为P20 Pro 的背面有三个镜头，分别对应于三部相机：一部光圈为f/1.8的4000万像素彩色主摄像头，一部光圈为f/1.6的2000万像素黑白摄像头（兼顾在暗光下提升影像品质），以及一部用来实现三倍变焦的800万像素长焦彩色摄像头。不过，这三个摄像头并不能完全根据用户的选择而独立工作，实际上它们是作为三个不同的影像数据来源相互配合工作，它们各自的信号被手机内部的处理程序进行叠加或混合处理（即“华为人工智能”），而用户对此的选择余地是有限的。
▲华为P20 Pro外观
华为P20 Pro使用了目前手机摄像头中最大的7.6×5.7mm影像传感器，高达4000万像素。然而这个传感器面积与常规数码相机相比还是很小的，所以传感器上每个像素的“采光口”（light wells）就必须设计得非常细小，华为P20 Pro每个像素的尺寸约为0.001mm。相比之下，徕卡CL数码相机影像传感器上每个像素的尺寸为0.0039mm，大约是前者的3倍。为了与常规数码相机相匹敌，华为公司在这款智能手机上使用了被称为“光线融合”的超采样技术，将每四个相邻像素的影像数据整合在一起，形成一个尺度约等效为0.002mm的像素，以提升影像品质、降低噪点水平。TIPA测试显示，其在以“专业” 模式拍摄时，具有非常好的分辨率水平：在 感光度ISO 50时，分辨率达到最大理论值的90%；在ISO 100时，分辨率略有降低，但在ISO 400时又升高至最大理论值的92%。不过在高感模式下，与目前多款主流数码单反相机相比，华为P20 Pro在分辨率方面仍有一定差距。
▲华为P20 Pro前置摄像头
华为P20 Pro在“专业”模式下拍摄的影像中，用仪器和肉眼均可发现影像处理的痕迹。在高感模式下，影像处理痕迹和噪点会变得更加明显，当然，同样的问题在TIPA实验室以往针对数码相机的测试中也很常见。在整个感光度范围内，华为P20 Pro对影像的锐化处理程度比较适中。而在动态范围方面，这款智能手机的表现很好，达到了目前常规数码相机的水准：在感光度ISO 50时为9.1级光圈值，ISO 100时为8.8级光圈值，ISO 3200时下降至6.7级光圈值。在色彩还原方面，华为P20 Pro的表现非常好，没有出现明显的偏色，相比之下，它的自动白平衡功能表现得不够理想，白平衡的准确度会在感光度增大后开始下降。
华为P20 Pro的速度非常快，能够每秒拍摄21.3幅JPEG 影像，直至存储卡存满为止。在拍摄Raw格式时，每秒可拍摄1.4幅影像，直至存储卡存满。华为P20 Pro的相机启动时间为1.3秒，快门时滞也很短，但由于手机摄像头的工作方式不同于常规数码相机，所以无法测试出精确数值。
▲华为P20 Pro在ISO 100设置下画面多个部位的细节再现能力
（点击图片可查看原图）
在视频方面，华为P20 Pro拍摄视频的分辨率与拍摄静态照片时基本一致：在低感光度下达到最大理论值的93%，在高感光度下达到最大理论值的90%。在影像处理痕迹、噪点控制和锐化处理等方面的测试结果也与拍摄静态照片时基本相同。在视频模式下，华为P20 Pro在低感光度下具有优异的动态范围表现，达到12.3级光圈值，在高感光度下稍有下降，达到8.7级光圈值。视频模式下的自动白平衡性能相当好，比拍摄静态照片时有较大提升，在低感光度和高感光度下均达到了很高的水平。
华为P20 Pro的拍摄模式包括“大光圈” 模式、“人像”模式、“拍照”模式、“录像” 模式和“专业”模式等。在“大光圈”模式下，景深效果会随光圈值的调整而改变，但这并不是真正改变了光圈的大小，实际上是在最大光圈下对背景影像进行了模拟虚化处理；在“人像”模式下，手机会对焦外虚化效果进行自动优化；“拍照”模式是偏于自动的模式；“专业”模式则允许调整感光度、曝光补偿、快门速度、自动/手动对焦、测光模式及白平衡设置，用户可以在ISO 50-3200的范围内进行选择感光度值（在自动感光度下感光度最高可以达到ISO 6400），还可以在1/4000-30秒的范围内选择快门速度，或将快门速度设为自动。华为P20 Pro还提供了很多软件选项，包括“3D动态全景”功能，为用户提供更多的拍摄体验。
▲华为P20 Pro拍摄功能的菜单列表
值得一提的是，华为P20 Pro在“专业” 模式下提供三种对焦方式：连续自动对焦（AF-C）、单次自动对焦（AF-S），以及手动对焦。其中，手动对焦用起来略有难度，因为在手动对焦时没有自动对焦点放大功能，必要时用户只能通过手动放大影像以观察细节部分的对焦情况，然后再重新进行构图。不过，由于华为P20 Pro的自动对焦速度快得超出预期，而且可以非常便捷地通过触摸屏来移动对焦点，所以TIPA 测试人员认为，并不会有很多用户选择费时费力的手动对焦模式。华为P20 Pro在“专业”模式下使用单次自动对焦方式时，相机不提供人脸识别功能；使用连续自动对焦方式时，相机则具有人脸识别功能。
华为P20 Pro可以拍摄UHD 4K视频，以及全高清和高清格式的视频，并具备出色的视频防抖功能。在拍摄视频时，也可以像在拍摄静态照片时那样选择艳丽、正常和柔和等色彩模式。此外，华为P20 Pro的大尺寸显示屏在回放视频时效果极好，且视频的音效水平优异。
综上，华为P20 Pro是一款令业界为之振奋的智能手机，虽然它在一定程度上是依靠内部程序来模仿常规数码相机的某些拍摄效果，如背景虚化功能，但它同时也提供了诸如“3D动态全景”在内的创新性和趣味性功能。在华为P20 Pro拍摄的影像中也会时常出现常规数码相机存在的常见问题，如噪点和偏色等。对 于那些“画质控”来说，它或许尚不能完全满足所有的苛求；而对于那些希望用手机轻松获取炫酷影像的用户而言，华为P20 Pro是近乎完美的工具。【TIPA测试摘要】
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