为什么10bit并没有让你的“视界”更惊艳？

如果把每天与我们朝夕相处的手机，看作是反馈人类世界的微缩体，那么在过去的很长一段时间里，手机的屏幕都只能以极其单调的颜色来呈现，直到大家所熟知的“24位真色彩”出现。

从“丰富”到“精彩”的鸿沟

众所周知，我们所生活的这个五彩缤纷的世界，其实主要是由红、绿、蓝三种颜色所构成的，所谓的“24位真色彩”，指的是红、绿、蓝3种颜色，各有2的8次方个色阶。简单地说，就是分别有256种深浅不一的红色、绿色和蓝色，组成共计1667万余种颜色。这样丰富的色彩信息，可以更为真实地还原我们眼前的这个世界。值得注意的是，“24位真色彩”还有另外一个名字——8bit色深。

时过境迁，当手机的硬件技术经历了一次又一次升级之后，人们对于手机中所能呈现的那个世界，要求也越来越高，8bit色深已然有些捉襟见肘，取而代之的，是10bit。也就是从2的8次方个色阶，提升到2的10次方，总共10.7亿色。它能够展现更加丰富的色彩信息，画面不仅更真实，不同色彩之间的过渡也更细腻。当同样的一张图片，分别以8bit和10bit来呈现时，可以很明显地看见，8bit的图片出现了明显的色带断层，假如这是一段视频，相信有不少人会出戏。

假如说屏幕是展现手机里那个精彩世界的窗口，那么相机就是收集外部信息的采集器。但遗憾的是，纵使如今的手机成像技术已经突飞猛进，10bit显示技术也开始下沉到非旗舰级手机，最终的视觉效果却始终不尽如人意。原因何在？

人们常说，当硬件技术发展到极致的时候，许多问题往往最终需要从软件层面来解决。而我们的手机，尤其是Android阵营的手机，其实在色彩管理方面存在着先天的不足——在系统级色彩管理上，依旧处于“真空状态”，这直接导致了我们所见到的景象，完全无法被忠实还原并以精彩的方式呈现，甚至有时候连准确都做不到。

从技术的角度来看，Android在系统的底层就并没有支持10bit技术，无论是图像解码器、内存结构、图像控制器，图像渲染，都还停留在8bit阶段。换言之，即便我们手机的拍摄模组和屏幕都能够支持10bit，但是中间的链路完全没有打开，就像一把配备了顶级光学瞄准镜和优质子弹的步枪，枪械内部的机械结构却故障频频，怎么可能在比赛中打出好成绩呢？这条从图像采集到最终呈现的链路鸿沟，又该如何跨越？

专属Android的系统级色彩管理

由于Android系统还欠了不少的“历史账”没有还，色彩管理短时间内还不会被谷歌安排上。不过即便没有谷歌的参与，Android系统缺少系统级色彩管理的现状，也会随着OPPO INNO DAY 2020的落幕，而出现重大转机：作为“压台大戏”，OPPO在这次活动的最后一个环节，公布了“全链路色彩管理系统”，同时也是面向未来广色域、高色深时代设计的首个Android全链路色彩管理系统。

OPPO的全链路色彩管理系统包含两大核心技术：全链路10bit及色彩管理。

全链路10bit，覆盖了采集、编码、存储、解码、显示整条图像处理过程，在各环节均具备处理10bit数据能力，具体来说体现在下面几个方面：

在图像数据的采集方面，这套色彩管理系统具备 10bit 图片及视频信息采集能力，首发硬件级堆栈式 DOL-HDR 技术，支持长中短曝光帧连续输出，能够很好地消除不同帧的输出时间间隔。相较于传统的时域多帧 HDR 技术，它的信噪比表现更好，且更能规避鬼影现象，并在动态范围有着天然优势。

在运算-编码环节，对畸变矫正、图像超分、AI 炫彩在内的近20余种自研影像算法进行了全面的升级，充分发挥 10bit 的优势。

色彩信息的存储使用了大家近几年比较熟悉的HEIF格式，最高支持16bit色深，图像质量更高，能无缝融合HDR、广色域，而且体积更小，不会让用户产生内存压力，更重要的是，支持多媒体形式更丰富，除静态图像和EXIF、I ICC色彩特性文件等元数据外，还可存储透明图层、景深信息，以及动画、连拍图像序列、视频、音频等等，带给用户更多可玩性。

解码-渲染环节，则可以看作是OPPO的重要着力点，因为技术团队对Android系统从解码到渲染的链路进行了重构，解决安卓对于10bit图片拍摄不适配问题。例如解码方面，Android原生图像解码器仅支持8bit，OPPO的技术团队在对其进行重构后，研发出兼容 10bit 图片的解码方案；

内存数据方面，对原生内存数据进行改造，设计可处理10bit图像数据的全新内存存储结构；渲染方面则增加了适配入口，重新适配图像信息。综上所述，OPPO通过自己的技术实力，解决了许多谷歌尚未提上日程的问题。

显示环节的主要技术方向，集中在屏幕调试和色域映射上，而这也直接关系到用户的最终体验。在屏幕校准方面，技术团队通过高精度的光学仪器采集屏幕原始数据，分析生成出高精度的3D-Lut。在 3D-Lut 更新至手机的显示处理模块后，精细调整屏幕Gamma 值、颜色范围，对更高阶的非线性属性、颜色串扰、色相、饱和度等几乎所有可能出现的显示校准问题进行修正；而在色域映射方面，OPPO统一了常见的sRGB色域与DCI-P3色域的白点标准色温，保证不同色域内容色温的一致性。

色彩管理，是该系统的又一技术核心，它实现了DCI-P3和sRGB图片的色域自适应。此前很多旗舰级Android 手机，之所以屏幕自身的硬件素质再高，都会“过于艳丽”的原因，也恰恰在此——sRGB 的图片在映射P3屏幕时，色域被强行拉伸，如果不做色域映射，图片显示会过饱和，也就是看上去特别艳。

OPPO的解决方式，是在 DCI- P3 色域的屏幕上，针对 DCI-P3 图片，直接按照图片的内容显示，而针对 sRGB 图片，技术团队会对 RGB 坐标数据做线性化和逆线性化两次处理，最终在 DCI-P3 屏上准确显示，从而解决采集端和显示端因色域描述方式不同而造成的色彩偏差问题，能带给用户更精准的视觉体验。

当然，最最重要的一点是，OPPO表示，未来会将色彩管理做成 SDK，开放给广大的第三方 App，提升Android生态的色域管理水平。

“自乱而治”的Android色彩管理

过去，每每提及Android的色彩管理，人们往往会用一个“乱”字来概括，拍出来的照片颜色不准确，屏幕也无法忠实还原画面的精彩程度，但很多厂家，只是在“设置”中增加一个关于色彩显示的选项，让用户自己调节，无力从底层着手，彻底的解决这个问题。但是随着时间的推移，大家对手机在影像层面的要求越来越高，一套系统级的色彩管理方案呼之欲出。

所以，对于OPPO而言，公布“全链路色彩管理系统”的重要意义就在于，Android生态终于有第一个系统级的，“治本”的色彩管理方案了，不仅让用户真正体验到从拍摄到观赏，全方位的体验提升，更重要的是，Android生态的色彩管理，乃至于行业发展的方向，都会更加明晰。

时至今日，依旧有许多手机厂家在走“堆料”这条老路，但一味的拼硬件，真的意味着能给用户带来好的使用体验吗？SoC、拍照模组、屏幕的规格虽然越来越高，但各链路间缺乏色彩管理，图像信息偏失，反而没能够将硬件的优势完全发挥出来。而OPPO的全链路色彩管理系统，则提供了新的思路：通过解决不同色域间映射的方式，使得呈现的画面更加精准，帮助硬件将优势发挥至最大。

结语

在“水桶机”扎堆，使用体验却提升有限的今天，OPPO却有些眼光独到，不仅找到了一条与众不同的技术节点，同时还及时的填补了行业的空白，推出了行业首个同时具备全链路10bit图片及视频拍摄功能的系统级色彩管理技术。虽然才刚刚公布，但是对于手机行业，乃至于Android生态的影响，却是可以预见的。

 

全链路色彩管理系统，对行业带来的是技术上的启示，是行业发展方向的思索，更体现了OPPO通过对用户体验的洞悉，并以此为依据进行的技术革新与突破的发展思路，正如OPPO的那句口号：“科技为人，以善天下”。

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