三星S22系列,打造移动影像新边界

2022 年 2 月 24 日 36氪
可以说,三星此次发布的S22系列,将计算摄影推向了新的高度。


 

2021年最后一天,佳能突然宣布停产单反相机。
这意味着,过去用户拿着笨重的单反相机,来拍照记录的方式,俨然成为一段历史。其背后反映着,相机行业的颓势已经席卷至全球。相机影像产品工业协会去年的全球相机销量数据同比下降了5.9%,而这已经是自2017年以来的第五次下滑。
比拼数字影像能力的时代,手机成为了单反的接班人。所有手机厂商都在不遗余力地提升影像技术,视影像为智能手机的核心功能,而用户也早已习惯透过手机镜头记录生活。
但在很多专业场景拍摄中,手机依然处于缺位的状态。用户很难拍出真实漂亮的景深,在强光环境与夜晚拍摄场景下表现糟糕以及长焦画质不佳等问题,依然困扰着整个行业。
这个问题并非出在硬件身上。
随着技术的演进,手机后置摄像头的平均像素已经超过五千万,而最高像素也早在2年前就已经突破1亿。相比之下,索尼旗舰全画幅微单A7M4的像素仅为3300万。
既然参数不再成为困扰手机拍照的核心,那么移动影像系统该如何继续优化?这次,三星试图在其推出的全新影像旗舰S22系列中给出答案。

夜景拍摄,为何不是越亮越好?
智能手机影像系统的最大难题,出在夜景拍摄上。
过去,在暗光环境下掏出手机拍照,得到的基本都是漆黑一片。即使能够拍摄清楚,画面也会因为曝光时间过长而变得模糊不清。
日本MMD研究所针对“人们对于未来手机镜头有怎样的需求”这一问题进行调研,答案排名前两位的是希望“晚上也能拍出好看的照片”以及“变焦、提高画质”。
受此影响,提升夜景照片亮度,成为了手机厂商们共同追求的目标。而在厂商们的博弈与厮杀之下,夜景模式也逐渐被“妖魔化”。
很多手机过分追求夜拍效果亮如白昼,但成像中噪点过多的影像画质问题依然明显,无法满足用户记录生活与社交展示的需求。实际上,用户需要的夜景模式不是将夜晚变成白天,而是真实还原眼前的景色,能够将美向世界分享。
以摄影爱好者眼中经典的“蓝色时刻”为例,在清晨太阳升起之前或太阳完全落山前后的一小段时间,环境光亮度很低。因太阳发出的光线被天空反射,会呈现出一种美妙的蓝色光彩。
但很多手机都难以在这种微光环境下记录下原本的色彩,因为要在昏暗环境中捕捉清晰的图像,必须有足够的光线传达至相机的图像传感器,并被其吸收。
这意味着,手机的传感器尺寸要足够大。
针对这一问题,Galaxy S22 Ultra搭载了三星自研的传感器ISOCELLHM3,其大小为1/1.3英寸,尺寸已经逼近黑卡,能够实现更高的镜头解像力和色彩还原能力。
而暗光环境下容易受光线反射,出现眩光与鬼影。因此,Galaxy S22 系列选择在玻璃与透镜上搭载一层超低反射纳米涂层,能够令光线较少地反射至图像传感器。在夜间也能通过少量的闪光拍摄清晰的影像,来改善镜头在复杂光源环境下常见杂散光、鬼影以及色散等问题。
硬件改进只是一部分,但推动手机影像系统朝着专业化发展,还需要人工智能的加持。
The Future Today Institute趋势研究所在《2020年技术趋势报告》中指出——计算摄影将是未来一大技术趋势。将硬件设计与软件计算能力有机结合,全方位捕捉真实世界的场景信息。对比其他手机厂商,使用自家硬件的三星可以更有针对性地研发。
在此次S22系列搭载的超视觉夜拍系统中,便涉及一项计算摄影中的核心技术——多帧合成。
当用户在暗光环境下拍摄,S22系列通过相机瞬间捕捉多张从暗到亮的图片,通过AI识别,移除有噪点或模糊的照片,将剩余的帧合成一张清晰可用的相片。
借助AI驱动的ISP算法,识别拍摄物并捕捉其真实形状,增强画面的色调、细节同时降低噪点。再加上拥有庞大算力的骁龙8移动平台芯片,S22系列可以进行超过 每秒32亿像素计算
因为AI能力的提升还有大量的实拍数据积累和反馈,年出货2.75亿部手机的三星,有着庞大的用户群以供数据积累。
同时,三星还积极与业内友商进行合作,通过技术共享推动手机影像技术升级。调研机构Yole在《2021年有源像素传感器工业状况报告》中统计,三星的市场占有率为22% ,位列全球第二。小米、OPPO、vivo与荣耀等主流品牌的高端产品,也都搭载三星传感器。

拍照界的“卷”王,怎样诞生?
随着“影像为王”的理念渗透整个行业,智能手机光感知系统的成本急速提升。
主要由芯片、屏幕、算法和摄像头构成的光感知系统,在智能手机关键部件中的价值占比高达46.6%。可以说,整个行业都开始死磕拍照,在硬件投入上“卷”了起来。
但在计算摄影中,成像品质由光学、感光元件、算法、平台四大方面的表现共同决定。堆料并不能解决问题,对底层技术的掌控力,才是决定一款移动设备影像表现能力的根本所在。
单反成像之所以符合人眼喜好,景深带来的视觉效果功不可没。过去,手机虽然能够通过后期将照片虚化,但总存在不够自然的问题。为此,三星S22系列迭代了AI立体景深虚化的算法。
在佳能发起的一次社交时代摄影调查中,有24%的调查者表示每个月至少拍摄300张照片。其中最流行的是自拍,宠物、儿童与食物拍摄重要性依次递减。
基于这一需求,Galaxy S22系列在前置摄像头也支持了人像模式,以覆盖全部有拍摄需求的场景。同时,S22系搭载了AI识宠功能,即使最难处理的宠物毛发也能够做到边缘清晰。
但如今,照片拍摄已经无法满足全部需求。
短视频已经成为当下最流行的载体,人们已经习惯用短视频来记录自己,记录各式各样的生活。2021年1-6月,中国智能手机常用APP 单机单日使用时长占比的报告显示,短视频APP以绝对优势排名第一。
因此,在拍照之外,三星同样大幅优化了夜间视频拍摄体验。
Galaxy S22系列上搭载了较前一代提升73%的 NPU ,可以在拍摄时根据环境动态调整帧率,弱光时做到锐化图像细节时减少噪点,大幅提高夜拍水平。通过多重细节的技术考虑,三星S22 系列充分降低了影像使用门槛,仅需握持手机就能拍出稳定画面。
视频由快速捕捉的多个连续帧组合而成,而电影业界通用的帧数为每秒24帧,即每1秒播放24个连续的图片。在昏暗环境中,较慢的快门速度有助于图像传感器捕捉更多的光,但也让相机对抖动更加敏感,导致画面模糊。
而在专业摄影中,通常会使用三脚架稳定相机。但手机用户日常拍摄很难携带笨重的专业设备。为改善设备局限带来的抖动,Galaxy S22 Ultra 搭载了双轨图像稳定解决方案。
这意味着硬件与软件双重迭代。在S22系列中,三星也使用了光学图像稳定器(OIS)系统配合VDIS系统。
在视频拍摄时,相机会通过OIS补偿相机的抖动——即通过镜头的浮动透镜向相反的方向运动,以抵消手机产生的画面晃动。此次,S22 Ultra的OIS硬件运动范围较前一代提升58%,能够中和抖动实现稳定拍摄。
其次,VDIS系统通过4倍采样频率,较之前更快、更加准确地分析抖动级别和方向。结合这两项稳定技术,S22系列可以逐个调整抖动的帧。
此外,摄像头会根据所处的环境来动态调整拍摄帧率。 当快门速度变慢,拍摄帧率下降至 15每秒,系统将合成最多12帧相似画面,以保证画面流畅。 通过镜头模组的加强与深层AI能力配合,三星正将移动影像防抖技术推向新高度。
在绝对智能的算法支持外,S22系列还支持专业创作者可以调节ISO、快门速度、白平衡等参数。软件与硬件高度结合,让用户能够获得更直接的拍摄体验。
可以说,三星此次发布的S22系列,将计算摄影推向了新的高度。
对于用户来说,AI的加持极大地降低了普通人拍摄专业影像的门槛。通过拍摄难度的降维,三星正不断拓展专业影像的边界,赋予每个用户创作影像作品的机会。在一亿像素时代,移动影像真正地全面步入了专业化。

真正的旗舰体验,不只靠堆料
在移动影像行业遭遇瓶颈之际,诸多头部厂商以探索者的身份,对核心器件进行升级和革新,推动着上下游全产业链的升级。
其中,三星在超精细像素技术开拓方面表现突出。三星电子一直致力于通过高分辨率图像传感器的研发刷新手机影像技术天花板,定义着移动影像创作的未来。2021年9月,三星电子推出了2亿像素分辨率的图像传感器ISOCELL HP1,在ISOCELLHM3的基础上像素参数直接翻番。
影像虽是旗舰体验的重要一环,但难以承载起旗舰二字的重量。一台真正好用的旗舰手机,应该做到有长处而无短板。
在手机的使用过程中,用户通常面临的痛点仍主要集中在手机卡顿,操作反应延时长;电池容量小,充电时间长;手机容易发烫发热等问题。
尽管性能与参数越来越强大,但手机行业的固有问题并没有完全解决。消费者们的核心需求依然等待被满足,这点在高端市场尤甚。
通过捕捉用户需求的基本面,三星在S22系列中搭载容量达3700mAh-5000mAh的电池,并配备最高达45W的快充。
性能方面,Galaxy S22系列搭载基于三星4nm工艺制造的新一代骁龙8移动平台,也是目前最先进的制程工艺。其性能较上一代提升35%,能耗降低了25%。
此外,考虑到日益增长的视频观看需求,S22系列并配备峰值亮度最高达1750尼特的OLED显示屏。
1750尼特意味着什么?在黑暗的房间内点燃一根蜡烛,所得到的亮度为1尼特。普通办公室内使用的显示器,亮度在300-400尼特。而在现实生活中,自然光线下的亮度至少1000尼特。这意味着,想要在屏幕中还原现实世界的景色,至少需要超过1000尼特亮度。
同时,1750尼特的峰值亮度,也意味着在强光下依然可以看得清屏幕所显示的内容,解决了困扰大多数用户在户外使用手机无法看清屏幕问题。
对比来看,三星Display于2021年底成功研发这款屏幕,是目前量产手机行业内峰值亮度最高的显示面板之一,预计2022年推出的多款旗舰手机均会搭载。
据悉,这块屏幕将红(R) 、绿(G)、蓝(B)像素单元组成的OLED发光层由过去单层增至两层,理论上可以将亮度提升一倍,面板的寿命则会增加四倍以上。同时,这块OLED显示面板支持120Hz自适应刷新率,搭载新一代LTPO技术支持动态刷新率。
在流畅之外,用户对旗舰手机屏幕的色彩与美观也有着极高的要求。为此,在硬件素质拉满的前提下,三星通过软件调教与之配合做到了像素级色彩校准。
在S22系列上,三星采用的是Vision Booster技术。它能够分析图像,在不同的环境下控制单个像素来调整它们的色彩和亮度,从而提供更好的显示效果。无论是室内普通光线,还是正午太阳高照的环境,都能拥有更加准确、清晰丰富的显示效果。
很长一段时间内,优秀的屏幕质量是iPhone、Galaxy S系列等旗舰机型的核心竞争力之一。到了2022年,屏幕素质必将成为高端手机的标配。作为在手机OLED面板中拥有近70%市占率的三星Display,无疑推动着整个行业前进。
工业设计上,S22系列均采用微凸感相机模组轻薄设计,做到将摄像头内嵌入机身,令外观的一体性更强。
曾有外媒爆料称,为保护环境资源浪费,三星在Galaxy S22系列中取消了出厂自带的水晶贴膜——理由是三星S22系列机身足够坚固。由于该系列首次在机身配备装甲铝材质,并 使用了康宁大猩猩Victus+玻璃 ,因此不再需要额外的保护膜。
业内最新技术体现在三星的开年旗舰中,但有料实际只是三星S22系列标配的长板。
旗舰手机,还需要变得更懂用户。围绕用户优化服务体验,才是一款产品真正做到无可替代的核心竞争力。三星Galaxy S22系列在技术与体验细节上的思考,使其成为开年重磅旗舰。
在此次推出的Galaxy S系列中,三星Galaxy S22 Ultra融合了Note系列设计语言,S pen延迟低至2.8ms,并且通过 AI 学习预判用户下笔位置,可以提供无限接近纸张的书写手感。三星只此一家的体验,为S22 Ultra的体验增加了厚度。

标杆性的体验,由雄厚的供应链实力支持。在电子设备产研销各个环节中,三星均有自研产品。三星集团的业务囊括电视、智能手机、可穿戴设备、平板电脑、数字家电、网络系统以及内存、系统LSI、芯片代工和LED等电子行业重要领域。

这些基于消费者洞察推动的技术创新,给出了颠覆性的产品与用户体验,也推动着三星的手机业务不断走高。十二年间,三星始终保有全球手机出货量第一,也是市场对其产品认可的体现。

虽然做到“无短板”,但在红海市场中,Galaxy S22系列依旧面临严考。据悉,该系列将于2月22日-3月3日开始预定,3月4日首销。

在不断地创新与迭代中,三星巩固着手机行业头把交椅的位置,以科技为基石增加了更多底气和筹码。当交卷时刻来临,三星无疑给出了穿越技术周期的优秀答案,奠定了影像时代的铁王座。

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