华为 P50 系列的两大黑科技计算光学和原色引擎

自华为P30系列开始，P系列便从徕卡三摄走向超感光徕卡四摄。传统RGGB的CFA被更换成RYYB CFA，这一举动给华为P30系列的相机带来了更大的进光量，使得手机的夜拍效果更加明显。从现在这个节点往回看，华为这一战略基本上奠定了华为P系列“夜视仪”的称号。还记得当年P30系列发布之后，各家专卖店里都会配上一个暗箱，以便给顾客展示华为P30系列强大的夜拍能力。

到了P40系列之后，华为不但延续了RYYB 阵列的战略方向，还在P系列上带来了更加全面的焦段，重新书写手机影像“变焦”能力。毫不夸张的说，P40系列在当时既是影像巅峰，也是移动影像的标杆之作。

P系列的影像能力能够走到今天，RYYB CFA可谓是功不可没，但RYYB CFA本身也是一把双刃剑。诚然，RYYB阵列能够提升手机相机的进光量，但本质上却是给相机增加了红色的进光量，因此才提升了弱光环境下的表现。由于黄色像素较多，偏色问题难以避免，绿色像素的缺失也会影响画面的饱和度。因此要想驾驭住这个“狂傲不羁”的RYYB阵列CMOS，背后就需要一套非常强大的硬件ISP以及更为成熟的成像算法支持。为了保证RYYB阵列在调色方面的准确性，华为在P30上市之前便付出了整整3年的时间去调教。但直到P30系列正式上市，依旧有不少用户曝出了拍照偏色的问题，直到后续地不断调教之后，才控制住机器的偏色问题。

如果你留心注意过，你会发现当年在华为P30 Pro的DxOMark测评一文中，华为P30 Pro主摄的表现居然不及华为P20 Pro的黑白+彩色的方案。其中的原因其实很简单，因为华为P20 Pro这颗2000万的黑白镜头给相机提供了强大的解析力。

说到这里，我想你应该明白我的意思：黑白+彩色的双主摄设计方案，在华为P50系列获得重生！

好！很有精神！

说完了这个让我觉得特别带劲的东西，下面我来给大家解答原色引擎和计算光学究竟是个啥。

原色引擎：忠于色彩，所见即所得。

在聊原色引擎之前，我们需要明白传统相机（手机）的色彩调校是怎么做的。

传统相机的传感器所得到的原始图像，色彩是非常怪异的，需要一系列校正之后才能显示我们所看到的正常的画面。在经过色彩校正之前，相机需要先要将画面的白色恢复成纯白色，这也就是白平衡校正。不管是手机还是相机，当你在拍大面积纯色画面时，相机的白平衡出现翻车现象。这是因为相机找不到画面里面的基准点，就不知道把白平衡还原成什么样。当你需要颜色非常准确的照片，你需要做手动的白平衡，自行给相机白平衡做一个基准。

但问题就来了。这么做之后，的确把视野里面的白色拍成纯粹的白色，但是人眼看到的却不是这样。就像图片中的猫猫，因为场景是暖色光线，我们所看到的看到是偏暖黄色的毛色，而并非是猫猫原来的毛色。想要还原这种人眼的观感，对于传统的白平衡校正而言，是没办法解决问题的，传统的白平衡校正只是将画面的白色恢复成真正标准的白色而已。

因此过去相机要先恢复成纯白，然后再根据特定的环境，将标准白平衡的照片给恢复成大部分人眼看到的效果。然而有时候手机对于环境检测不是很准确，就像我原本想用手机拍摄暴风雨前的变天，结果被手机错误地认为是在拍摄夜景。我们希望手机能够捕捉真实环境下人眼看到的图像，这就是华为P50系列需要重点解决这个问题。

这次P50系列做了拟合人类感知色彩的流程。人类感知色彩有两部分：一是人眼看到，二是人脑处理。华为P50基于图像传感器和多光谱传感器，在获得环境信息后，把RGB转为CIEXYZ，这便是华为P50采集环境信息的环节；其次就是人脑环节的模拟，过去纯粹用RGB计算还原环境色彩，而今年重点要解决的是把传统的RGB信息转成人眼视神经的模型，再加上色彩增强的环节，来使手机拍到的图像色彩与当时所见的环境色彩一致。

传统先做白平衡再做色彩校正，今年直接从传感器的RAW格式图像出发，通过模拟人眼的色适应过程并增强色彩，将照片还原成人对所“见“的样子。这样色彩的信息会丢失更少，更加准确。

据我所知，从华为P40开始，研发部的dalao们会用四百种多颜色的色卡在各种各样的光线环境调校，包括复杂光源和简单光源。而华为P50更是丧心病狂地使用了两千种颜色的色卡进行色彩调校，基本上覆盖了日常生活中的大部分拍摄场景，真的太强了。

关于原色引擎的部分，我们就暂且告一段落。

计算光学（XD Optics）：光学层面的弯道超车

不知道大家记不记得去年华为Mate40 Pro+上的那颗自由曲面镜头？那颗镜头很好地解决了超广角镜头的光学畸变问题。发布会之后我们还特意去体验区体验了一下这颗镜头，可惜当时没有留下样张。

实际上，传统的物理光学上，各家厂商都尝试过很多方法：比如增加镜片的数量来解决光学设计中的问题，将手机镜头的镜片堆叠到5P、6P，甚至7P、8P镜头都给弄了出来；或者将手机的光圈做大，通过增大相机的进光量，让相机能够吃进更多的光子，从而保证成像质量；亦或是形态上的创新，比如P30 Pro上的潜望镜模组以及Mate 40 Pro+的自由曲面镜头等等。

这几年手机想要实现更好的拍照效果，无一不是通过提升传感器的尺寸，亦或者是采用更好的光学镜头来实现。但即便是再怎么用工艺压缩，手机的体积终究是有限的，不可能将所有的东西全部塞进手机里。该怎么办呢？

现实生活中，即便是再顶级的光学镜头都会存在一定的缺陷。不是镜头设计水平达不到，而是从光学理论本身来说，光学会产生包括彗差、球差、象散等问题，这些问题会影响到成像的质量，而且是难以避免的。但换个思路想，一个模组的镜头设计之前，包括生产出来之后，通过设计上提前预测和后期测量来得知该镜头光学的特性，就可以通过算法来提前预测光路导致的像差损失，后期通过算法还原成理想的镜头应该成像的效果。这就是华为P50系列推出的“计算光学”（XD Optics）的概念。

“计算光学”有什么作用呢？当图像进入光学器件的过程中，不可避免地会损失一部分的图像信息，如果没有计算光学参与，我们只能通过后期图像信息处理技术来提升。以前没有计算光学时的图像处理，我们称之为半段式图象处理。按照半段式，前面的光学部分损失50%，后面想办法做还原、恢复，最多只能做到60%图像原始信息的恢复。而在计算光学的加入后，我们就可以额外从光学层面上所损失的图像信息给补充回来，比单纯通过后期图像处理还原出更多图像信息。在不占用过多手机空间的情况下，也能获得更好的成像质量。

这便是计算光学的意义。

昨天晚上我的Mate40意外被偷了，我很无奈。

所以我现在有点想整一台P50 Pro来用用了，我还挺想亲自去体验华为P50 Pro所带来的影像体验。