Back to 技术文章
首頁 > 技术文章

智能手机与相机图像质量:逐渐弥合的差距

多年来,我们在DXOMARK一直看着智能手机摄像头从新奇的小玩意儿变成了世界上最受欢迎的摄影方式。在2020年电子成像会议的一个专题报告中,我们的首席执行官兼首席技术官弗雷德里克•盖查(Frederic Guichard)首先以历史发展的角度说明了智能手机摄影的兴起,以及技术的飞速发展如何使智能手机成为世界上最受欢迎的摄影方式。然后,他比较了智能手机摄像头与当今的独立数码相机之间的异同,并说明了它们的优缺点。最后,他介绍了智能手机和数码相机的作用,并预测两者在未来的发展趋势。

我们将在本文中分享盖查的分析,并展示他在阐述智能手机和独立相机的历史和优缺点时所使用的一些图像。

我们如何从这样……
(图片来源:Denis Makarenko, Shutterstock.com)

……变成这样?

(图片来源:hurricanehank/Shutterstock.com)

这些摄影师群像是智能手机在摄影中越来越受欢迎的最佳说明。十年前,许多摄影师使用各种各样的袖珍相机和数码单反相机,而现在,您看到的几乎都是智能手机。

我们在2012年推出DXOMARK基准时,这种潮流轮替的现象就已经开始发生了:2011年有超过四分之一的照片是使用智能手机摄像头拍摄的;到了2015年,人们每年拍摄超过一万亿张照片,其中绝大多数来自智能手机。

相机和智能手机的年销量显示,与独立相机相比,智能手机的年销量呈爆炸性增长。2015年,智能手机的销售量已使传统相机的销售量显得相形失色,此后其销售量又继续飙升。(来源:CIPA)

使用智能手机所拍摄的照片数量之多,这显然是手机总体市场份额增加的结果。2013年,智能手机的销售量已经大大超过各种数码相机,其销售比例为10:1。最初还真看不出来这种技术轮替会如此迅速地发生——这确实使许多相机制造商措手不及。但是事后看来,智能手机之所以迅速被用于摄影的原因却昭然可见。

便利性和易用性使智能手机成为摄影首选

使智能手机成为大多数人的首选相机的第一个主要因素就是,它们已成为日常生活中必不可少的用具,因此现在几乎人手一机,而且机不离身。有句名言说:“最好的相机就是随身携带的相机”——而iPhone大通切斯·贾维斯(Chase Jarvis)更让这句名言变得更加响亮。

同样重要的是,智能手机也彻底改变了摄影工作流程。使用传统数码相机拍摄的照片来做任何事情通常都很费力,并且经常还需要执行一系列复杂的步骤:

使用独立数码相机的典型工作流程包括许多复杂步骤

随着云连接智能手机和日益智能化的云照片共享站点的出现,我们已不再需要手动将图像上传到计算机上、用手整理图像,最后进行处理,然后共享。现在,我们可以在拍照后立即共享——只需轻点几下,大约只需要几秒钟的时间。最受智能手机用户欢迎的休闲摄影尤其如此。通常拍摄时几乎没有甚至完全没有任何设置,还可以使用摄像头应用程序所选择的默认设置;其后处理通常也很少,可以快速共享。

自拍照的兴起也加速了使用智能手机摄像头的趋势,因为使用数码单反相机拍摄自拍照相当不容易。
(图片来源:Syda Productions/Shutterstock.com)
使用数码单反相机拍摄自拍照并非都像这张太空自拍照那么大费周章。
(图片来源:美国宇航局Jessica Meir)

智能手机摄影质量紧随着手机销量而提升

随着智能手机摄影迅速兴起,很多人也开始对自己的照片越来越感兴趣,对于拍摄高质量图像的要求也越来越高。为了应对这一趋势,智能手机制造商越来越重视改善摄像头和图像处理系统,并对此投入了大量资金。

这是全画幅数码单反相机,还是智能手机所拍摄的图像——您分辨得出来吗?

在越来越多的情况下,使用智能手机和数码单反相机拍摄同一场景时,两者之间的差别极难察觉。过去用于区分智能手机照片的简单线索,现在未必能用了。下面两张图像,一张是用谷歌Pixel 3拍摄的,另一个是用索尼a7R III拍摄的。您能分辨出哪一张照片是用手机拍的吗?

图片提供:Pierre T. Lambert, Petapixel
图片提供:Pierre T. Lambert, Petapixel

首先,值得注意的是,这两个图像的夜景表现都令人印象深刻。我们期望全画幅相机展现这样的效果,不过这对于智能手机而言也是一项令人印象深刻的成就。仔细观察时,我们发现左侧图像中的水面丢失了一些细节。这是全画幅相机自然在前景中产生的光学模糊,还是智能手机移动造成的运动模糊?在右侧,即使在非常微弱的光线下,整个图像的细节保留效果仍然非常好,因此我们通常会想:这不可能是智能手机的较小传感器拍出来的照片。

实际上,左图是索尼的照片,右图则是Pixel 3的照片。谷歌利用计算成像功能,自动将多个帧组合成一张令人印象深刻的照片,我们也许难以分辨出哪个图像是哪个设备拍出来的,这一事实表明智能手机摄像头在许多情况下的表现已经变得非常出色。这样的比较结果促使盖查进一步深入探究其缘由,并试图了解这两种技术将如何发展。

全画幅相机或智能手机:图像质量问题

智能手机摄像头的显着改进促使盖查在其演讲的其余部分中提到三个重要问题:

  • 如今的智能手机如何弥补与数码相机的图像质量差距?
  • 如今的智能手机真的比数码相机好吗?
  • 如果是这样,数码相机还能发挥任何作用吗?

缩小差距:在智能手机上克服噪点的困境

我们可以在几十个轴线上,利用数百个属性测量图像质量。当我们在DXOMARK上测试摄像头和传感器时,我们需要在各种实验室和自然环境中拍摄1600幅以上的图像,以便对其中最重要的属性进行合适的测量:

许多指标可用于评估照片图像或视频质量。

自动处理可以纠正对摄像头性能产生影响的许多图像质量问题,其中包括多种光学畸变、镜头色彩渐晕甚至不佳的色调范围,如以下样张所示:

几何畸变是智能手机光学系统的一大问题。(图片:DXOMARK)

幸好,现在的技术已经可以对此自动进行校正了,这让智能手机摄像头制造商在设计镜头时获得了更大的灵活性(图片:DXOMARK)

镜头色彩渐晕(也称为晕影)是另一种图像缺陷,可以通过对摄像头系统仔细建模而自动修复:

原图镜头色彩渐晕
镜头色彩渐晕校正图

就连色像差(一种在智能手机摄像头中经常出现的彩色边纹效应)也可以在智能手机中自动正确地校正了:

左侧原始图像中的彩色边纹可以大幅自动修正,如右侧的校正图像所示。(图片来源:DxO)

要实现这些自动校正,需要对镜头和传感器组合的特性进行非常精确地测量。智能手机制造商之所以能够做到这一点,其原因在于他们提供了传感器、镜头和图像处理流水线的完整系统。他们通常还可以取得诸如主要拍摄对象的距离甚至整个场景的深度图等其他信息。然而,图像噪点仍是非常棘手的一个领域。

噪点——最艰巨的挑战

早期智能手机的传感器尺寸小,从而影响了分辨率和噪点的表现。传感器技术的迅速进步,开始缩小了手机摄像头与大型相机之间的分辨率差距。但由于智能手机摄像头的传感器较小,降噪仍然是手机摄像头的一项艰巨挑战。噪点数量与图像中捕获的光线总量直接相关(盖查将其称为“光子流”),较少的光子会产生较多的噪点。在相同的曝光时间下,典型智能手机传感器所接收的光子也许不到35毫米全画幅传感器的二十分之一,因此更容易产生噪点。两种传感器之间的尺寸差距需要相当于4.5EV(光圈系数)方能补足。

与数码单反相机相比,智能手机的小尺寸极大地限制了其传感器的尺寸,这意味着在给定的曝光时间内,它们只能收集大约1/20的光线。

2003–2013年:更先进的技术促使智能手机摄像头迎头赶上紧凑型相机

随着摄像头及图像质量开始成为智能手机的主要卖点,手机制造商也开始在技术上投注大量心力,以弥补4.5EV的差距。手机制造商的创新之举首先在于使用分辨率更高的更大传感器,并改进图像拍摄和处理能力。这些“分辨率大战”的结果是,从2000年到2008年,智能手机的传感器分辨率在不到10年的时间里提高了十倍以上。

智能手机分辨率在2000到2008 之间显著增高

令人惊讶的是,尽管高分辨率传感器的像素尺寸注定较小,但新型智能手机在光敏度和动态范围方面却依然努力超越了旧机型的表现。有趣的是,传感器技术的改进仅是部分助力而已。如果我们将这段时间内在DXOMARK实验室中对APS-C传感器的测试结果作为基准,我们可以看到,在给定的传感器尺寸下,收集的光线量大约增加了1.3EV:

该图显示了一组APS-C摄像机超时工作的DXOMARK传感器得分。我们可以清楚地观察到,直到2013年这段时间里分数进展,这大约相当于1.3EV的灵敏度提高。(图片来源:DXOMARK)

反观此时智能手机的图像质量却提高了4EV以上。因此,提高传感器的分辨率和光敏度,只是智能手机在图像质量上超越紧凑型相机的部分原因而已。其中更重要的因素是移动设备的计算能力增强,以及在图像处理方面随之而来的改进。在传感器提高约1.3EV之时,处理能力和新算法的效能也提高了约100倍,从而让图像数字处理效能也提高约3EV。

鉴于上述这些智能手机摄像头技术的巨大进步,智能手机摄像头的图像质量也就能够很快地与紧凑型相机相抗衡了。盖查接下来探讨计算能力和软件的改进能够改善哪些图像质量结果。

利用相机的RAW格式拍摄并存储图像,可以在未来重新处理图像时提供灵活性,这是这种做法的一大优势。盖查以这种方式重新处理了其第一台数码单反相机尼康D70s的一张测试图像。他展示的一系列图像显示,他在2005年拍摄了原始图像之后,图像处理流水线在几年之间已经得到了多大的改善。智能手机迅速采用了先进的处理技术,以便可以在计算机上对RAW文件进行后处理:

2005年使用尼康D70s拍摄的原始JPEG。在ISO 3200下拍摄的照片。
使用DxO Labs的Optics Pro 3对同一张图像的RAW文件进行后处理。请仔细观察对RAW图像进行后处理如何获得更好的演色性、更少的噪点以及表面分辨率的轻微改善。
使用Optics Pro 5重新处理相同的图像。图像质量持续获得稳定的改善。
Optics Pro 7对该图像的渲染。虽然获得的改善没有那么引人注目,但仍有一些改进。
与以前的版本相比,Optics Pro 9的渲染在降噪方面迈出了一大步。

在智能手机推出后十年中,这些改进使图像质量大致提高了三档。总体而言,传感器技术的改进带来了大约1.3EV的改进,而后处理技术则带来3EV的改进,将两者相结合意味着,一个给定摄像头尺寸的图像质量在2005年之后的十年间提高了约4至4.5档左右。智能手机的传感器尺寸开始能够产生与十年前的APS-C数码单反相机相近的图像质量。

2013年:智能手机摄影成为普遍的大众现象

2013年左右,图像质量的提高和智能手机销售量的增长,使得智能手机摄影迅速成为最受欢迎的拍照方式。

2013年,苹果推出iPhone 5s,配备800万像素1/3英寸传感器,这是当年最畅销的智能手机摄像头销量超过传统相机的例子。(图片来源:Apple Computer)

同样于2013年推出的诺基亚Lumia 1020则搭载了4130万像素1/1.5英寸传感器,彰显了智能手机制造商最终希望在图像质量方面达到数码单反相机水平的愿望。(图片来源:Nokia)

缩小差距,步骤2:打败数码单反相机,扭转局势?

尽管智能手机在推出十年后,即以创新的技术赶上早期的数码单反相机和具有竞争优势的紧凑型相机,但其创新并不止于此。智能手机在许多情况下开始超越袖珍相机不久之后,下一个理所应当的问题是:“它们还能超越数码单反相机和新的全画幅无反相机等竞争对手吗?”这场战争始于2013年和2015年左右,因此我们将要探讨这些技术从那时开始到现在的发展历程。

在这些年中,尽管基本传感器和光学技术的发展速度有所放缓,但智能手机在图像质量上仍然取得了长足的进展。例如,观察五代iPhone拍摄的标准目标图像的裁剪图:

手持几代iPhone(5s至11 Pro Max)在低光下(5勒克斯)拍摄的照片。(图片来源:DXOMARK)

如果智能手机不是利用更好的传感器和镜头而取得进展,那么显而易见的问题是:它是如何办到的?增加曝光时间是提高图像质量并减少噪点的一种解决方案。然而,仅延长快门的开启时间会产生许多问题。首先,相机如果没有放在三脚架上,则相机移动会产生问题。为了解决此问题,智能手机制造商便开始部署更复杂的光学防抖系统。但是,防抖系统本身并不能解决第二个问题——即拍摄对象的移动。

于是,除了图像防抖之外,智能手机制造商还开始使用计算成像技术堆叠多张图像。如果使用足够聪明的算法,该技术所创建的图像可以减少被摄体运动痕迹和噪点。在过去5-6年中,这两项创新技术的结合是促成智能手机图像质量有所提升的主要因素,而这之所以可能实现,这是因为现代智能手机的处理能力大大提高了。

如果使用的算法足够聪明,可以巧妙地组合图像,那么堆叠多张曝光时间较短的图像可以减少时域噪点,从而减少图像噪点。

若想有效地融合堆叠的图像,则需要使用复杂的软件来避免产生伪像,包括重影。幸运的是,更好的算法和更快的处理器使该技术得以快速得到改善,这一进展也体现在更好的低光图像质量上

场景移动物体的鬼影
裁剪图

智能手机以一种令人难以置信方式变得非常普及,使得智能手机制造商得以在创新方面进行大量投资,以更好的计算成像和处理器显着改进了智能手机摄像头的性能。随着时间的流逝,所有这些因素都使智能手机的改进速度大大超越了其物理局限。

除了处理能力方面的改进外,薄型手机也采用了更大的传感器,这一基本硬件创新在提高图像质量方面也发挥了重要作用。过去,人们认为在不增加智能手机中厚度的情况下增加手机内的传感器尺寸是不可能的事——而这也是制造商所畏惧的事。但是,背照式(BSI)传感器的发明使得在不增加手机厚度(Z高度)的情况下加大传感器尺寸变得可能。

在BSI传感器上,感光点被放置于更靠近表面的地方,因此能够从更多方向收集光线。这带来了许多重要的好处:首先,光圈可以变得更大,这意味着在给定的曝光量下可以捕获更多信息,而且所摄图像中的噪点也变得更少。其次,镜头可以放在更靠近传感器的位置,所以即使使用了较大的传感器也不会增加手机厚度。最后一项优势是可以使用更扁平的镜头。这一优势可以在增加其他镜头和创建有效焦距更长的镜头方面提供了更大的灵活性——同时不会增加手机厚度。

摄像头传感器尺寸逐渐增加,但智能手机却没有变厚。
引入背照式(BSI)传感器是智能手机得以尽可能保有纤薄机身的重要原因。

不过,智能手机制造商掌握的诀窍不仅是BSI传感器而已,他们还开始使用多个摄像头模块。由于每个摄像头模块都非常小,因此可以在手机背面放置多个摄像头模块。最初,使用多台摄像头的原意是为了收集更多光线并创建更好的图像。然而,各种技术挑战也迫使智能手机制造商必须转而使用其他摄像头来提供光学变焦以及诸如黑白和散景效果等专用的拍摄模式。我们看到,旗舰手机已经从单个主摄像头模块发展为多达五摄像头。

虽然事实证明,每个添加的摄像头模块都未必是有用的,不过增加摄像头以增强成像功能的大趋势已成定局。

当然,数码单反相机制造商也没有停滞不前,因此,盖查接下来探讨了这两种技术自2005年尼康D70s基准以来的发展情况。

评估竞赛规模:与当今的数码单反相机相比,智能手机的定位在哪里?

考虑到过去几年智能手机摄像头的所有改进,我们可以平心而论地问一下:与数码单反相机和全画幅无反相机相比之下,它们在图像质量方面表现如何?于是,盖查为此建立了一个模型,说明自2005年他使用尼康D70s相机摄影以来,数码单反相机和智能手机的改进情况。他对各种改进进行了分类,并对每种摄影技术带来的图像质量改进(以光圈值表示)进行了粗略估计:

该表列出了过去15年中单反相机和智能手机摄像头的主要技术改进,大致按增加的光圈数表示。

上表所示的光圈数总增益是对2019年数码单反相机和智能手机的整体图像质量与2005年尼康D70s的基线相比的估计值。(某些项目的光圈值以范围表示,因为它们在某些情况下比其他情况下更有效。)

从表中可以看出,在某些情况下,智能手机的图像质量实际上要比数码单反相机的图像质量好。不过,我们也可以看到,智能手机的拍摄结果也更加不一致,因此,现在我们还不能相信智能手机可以始终如一地拍出高质量的图像。

测试数码单反相机与智能手机的图像质量

为了确认上面显示的噪点结果,并制定其他重要图像质量属性的基准以便比较数码单反相机与现代智能手机之间的差异,DXOMARK使用其测试智能手机的方法测试了当前的一款全画幅数码单反相机——松下Lumix S1R,然后,盖查将测试结果与当前几种旗舰智能手机进行了比较。

在进行比较时,盖查选择了一款顶级数码单反相机(将其设置为默认模式并以JPEG拍摄)与当前四款顶级智能手机摄像头进行比较。这显然不是大多数摄影师使用数码单反相机的方式,但将它作为比较数码单反相机与智能手机(如果两者均用作“即取即拍”相机)的性能基准会很有帮助。

为了获得相对评分,盖查使用了DXOMARK Camera测试程序中的一些照片得分:

松下全画幅数码单反相机及其4730万传感器和测试的徕卡APO-Summicron-SL 35毫米镜头在保留细节和远摄方面胜出,而苹果和华为旗舰手机的总体性能也令人印象深刻。它们实际上在曝光准确性、演色性、自动对焦和噪点方面的表现与数码单反相机差不多,甚至更好。(图片:DXOMARK)

观察这些结果,这一比较显然难以下一定论。让我们再看看一些特定的测试图像,以了解数码单反相机和智能手机的优缺点。(在每次比较中使用的智能手机都是在该特定测试项目中表现最好的手机。)

细节保留/纹理测试:盖查观察了在光线充足和夜间条件下拍摄的样张,因为传统上,在低光下拍照是智能手机摄像头的一大弱点。首先,我们显示一张完整图像,以便让您了解整个背景,然后显示一个女人眼睛的细部裁剪图:

我们的人像测试照片是用松下S1R全画幅数码单反相机拍摄的。(图片来源:DXOMARK)
这些来自同一人像测试场景的细部裁剪图显示,智能手机在保留细节方面的表现令人印象深刻,接近数码单反相机。(图片来源:DXOMARK)

盖查所使用的另一系列细部裁剪图显示,即使在夜景中,现在智能手机也能很好地保留纹理。首先我们显示整个场景以供参考:

松下S1R数码单反相机拍摄的整个城市夜景测试场景。(图片来源:DXOMARK)

测试场景的裁剪图显示,即使在晚上,智能手机也可以很到位地保留纹理。(图片来源:DXOMARK)

噪点测试:观察来自DXOMARK标准室内测试场景的这一系列细部裁剪图时,我们发现,具有较大传感器的数码单反相机的原生性能仍然比较好,但领先幅度非常小,尤其是考虑到智能手机传感器的体积要小得多时更是如此。这些裁剪图的观察结果与上表自下而上的比较相吻合。首先,我们将展示整个实验室测试场景,然后展示说明性的裁剪部分:

松下S1R在低光(20勒克斯)下所拍摄的整个实验室测试场景。(图片来源:DXOMARK)
数码单反相机的噪点确实比智能手机更少,但其中差别并不大。(图片来源:DXOMARK)

变焦测试:进行变焦比较时,盖查选择了多摄像头模块的小米CC9 Pro尊享版。在DXOMARK测试过的所有智能手机中,它的两个远摄摄像头拍出了最佳远摄距变焦照片:

使用小米CC9 Pro尊享版的主摄像头、远摄摄像头和超远摄摄像头拍摄这一户外场景时,即使在大变焦倍率下,它的表现也令人印象深刻。(图片来源:DXOMARK)

在这种情况下,将小米的超远摄镜头与数码单反相机上的35毫米镜头进行比较时,并没有考虑到数码单反相机摄影师可以选择多种远摄镜头的事实。您可以从下面的比较图中看到,数码单反相机即使没有使用专用的远摄镜头,在变焦性能上仍然具有优势,但是考虑到该小米手机的摄像头模块的微小尺寸,其表现也算是非常优异。

使用松下数码单反相机和35毫米固定镜头拍摄,裁剪后创建了这张与小米远摄照片相似的景象。

使用小米CC9 Pro尊享版94毫米摄像头模块拍摄的照片。

散景测试:传统上,散景是数码单反相机比智能手机更具优势的另一个领域。较大的传感器可以产生较浅的景深,而在离焦区域内由光学原理造成的散景效果已使具有较大传感器的相机成为人像摄影师的必备品。但是,智能手机已开始使用其计算能力和其他传感器技术来计算人像照片的深度图并合成散景效果,以模仿纯光学系统的表现。

在iPhone标准模式下启用人像模式所拍摄的同一个场景。使用人像模式时,背景模糊不错,只有一些伪像(例如女人的头发)。(图片来源:DXOMARK)

尽管智能手机处理简单人像的能力越来越好,例如桥上的女人(上图)(说它“简单”,因为前景与背景截然区分开来),但在更复杂的情况下仍然会产生不雅的伪像。在下面的样张中,我们首先显示整个图像,然后显示具有强烈散景效果的区域附近的裁剪图。您可以看到智能手机无法正确识别男人的耳朵:

以一个室内人像测试场景为例,比较自然深度和合成深度效果。使用松下S1R拍摄的照片。(图片来源:DXOMARK)
当前智能手机在计算分割被摄体的合成深度效果方面显然仍有改进的空间。(图片来源:DXOMARK)

除了合成散景时出现伪像问题之外,散景效果本身的质量也是智能手机面临的一大问题。在这里,您可以看到,数码单反相机的自然模糊的色彩和形状都不错,反观三星手机的模糊的形状不错,但色彩很少,而iPhone则保有合适的色彩但形状却变成了椭圆形。首先,我们显示整个图像,然后显示街道灯光的细部裁剪图:

松下S1R拍摄的户外夜景人像背景的散景效果非常出色(图片来源:DXOMARK)

夜间城市街灯的细部裁剪图显示了智能手机的合成散景与数码单反相机的光学模糊之间的对比。(图片来源:DXOMARK)

HDR测试:单凭直觉,我们会期望数码单反相机的较大传感器在渲染高动态范围场景时会有很大的优势。但是,与现代智能手机相比,情况通常并非如此,如以下室内示例场景所示:

即使是数码单反相机的大型传感器也无法以同样的方式显示HDR场景的所有元素。

相比之下,在华为 Mate 30 Pro照片中,场景中的所有元素看起来好像完全被照亮了。

考虑到智能手机对HDR场景的渲染令人印象深刻,我们可以平心而论地问一个问题:既然智能手机的动态范围的限制为10位,在许多情况下拍摄高对比场景时,它们的表现如何能够胜过14位全画幅数码单反相机?答案很简单:在默认情况下,数码单反相机仅用一个帧拍摄场景并呈现该帧的内容。对于花时间精心安排场景照明的摄影师而言,这正是他所需要的。但是,即使没有进行这种准备,如果您改以RAW格式拍摄HDR场景,然后使用后处理软件将图像的所有部分都显示出来,则很容易看到数码单反相机传感器的潜力:

JPEG数码单反相机室内HDR场景
处理过的RAW数码单反相机室内HDR场景照片
JPEG数码单反相机花园HDR场景
处理过的RAW数码单反相机花园HDR场景
JPEG数码单反相机逆光场景
处理过的RAW数码单反相机逆光场景

数码相机还有立足之地吗?

探讨了智能手机的图像质量令人印象深刻的演变轨迹后,盖查接着讨论一个顺理成章的问题:独立式数码相机还能发挥什么作用(如果有的话)?——尤其是仍然受到大多数专业人士和许多活跃的业余爱好者青睐的数码单反相机和无反相机。既然智能手机的表现如此出色,为什么还有数百万人仍在使用更大、更重、更昂贵的数码相机?

盖查认为,数码相机的长寿秘诀是“信赖”。知道如何使用数码相机的人可以仰赖数码单反相机,以摄影师设想的方式呈现场景。经验丰富的摄影师也可以了解其数码单反相机的极限,并知道在相机的极限范围内,可以实现可重复的高质量摄影结果。反观智能手机算法无论多么巧妙,仍然容易出错,或者容易误解摄影师的意图。

智能手机在此处为照片选择了错误的被摄体。

在这里,智能手机的闪光灯赋予拍摄对象的脸太多光线。
在此,智能手机的色调映射产生了不自然且不好看的演色性。

上面,类似的智能手机照片问题并不难发现。糟糕的是,这些问题会何时会发生很难预测。因此,如果需要确定摄影师拍出想要的图像,独立的数码相机通常还是首选的摄影工具。反观在智能手机摄影中,易用性具有至高无上的重要性,摄影师只需使用手机的默认设置即可自由地将注意力集中在内容上——但结果也许会符合或不合预期,并且摄影者对手机摄像头的控制权也不多。

摄影师可以利用数码相机讲故事

摄影是一门手艺,它的作用不仅仅在于拍摄现实,还在于讲述故事。为此,摄影师仰赖为此目的而设计的多功能相机所赋予他的创作自由。数码单反相机和无反相机不仅有各种各样的设置,而且其设计也符合人体工程学,让花了时间学习使用相机的人可以快速而准确地更改这些设置。此外,还有各种各样的镜头和配件使独立相机成为独一无二的多功能摄影工具。

相比之下,智能手机会剥夺摄影师的许多创作控制权,有时甚至会糟蹋了摄影师试图讲述的故事。下面的缅甸渔民图像就是一个很好的例子,它说明了数码单反相机如何提供可靠的创作控制权来帮助摄影师讲故事:

缅甸渔民原始图像,刻意曝光不足以营造戏剧性效果。(照片提供:David Cardinal

摄影师特意选择了严峻的照明条件,让拍摄对象背对着阳光。摄影师仅想要拍出渔民的身影,因此刻意让照片曝光不足,使得原本可能会“爆光”的太阳和天空保住了细节和色彩。这样做也有助于将被摄体从黝暗的水域隔离出来。我们当然还可以对原始图像进行一些轻微的技术校正,例如校正水平角,并根据所用的特定镜头进行校正:

校正光学畸变并调平地平线后,图像仍然保有其原始特征和戏剧性。(照片提供:David Cardinal

到目前为止,一切都很好。但是,相反地,如果我们想象智能手机可以对该场景拍出什么图像,则会得到截然不同的结果。它可能会将该场景解释为背光人像,并使用更亮的曝光和局部色调映射来尝试纠正它所认定的照片问题。结果看起来像这样:

虽然我们现在可以在船上看到更多细节,但我们的主要拍摄对象不再被太阳光隔离出来了,场景的整体戏剧性也大大降低。这是一张很好的“记录快照”,有助于创建记忆,但并不能讲述相同的故事。(照片提供:David Cardinal

相机自动化,摄影师自动化

与大多数有关摄影的抉择一样,要确定相机应该有哪些创作控制权,而摄影师又应该拥有哪些创作控制权,这并非仅有一个正确的选择。现代智能手机使用摄像头设置取代摄影师所能做的事情,并进一步进入了过去仅属于摄影师自身的创造领域中,它们在这些方面不但有了突破性的发展,并且继续开拓新的领域。智能手机甚至更进一步开始猜测摄影师的意图。这方面有两个例子:首先是一些智能手机集成的“美颜”增强功能;其次是在拍摄人物时帮助您在正确的瞬间按下快门的功能:

“美颜”功能将智能手机摄像头的功能推向了过去由摄影师负责的创作领域。该图显示了华为的美颜滤镜效果。(图片来源:David Cardinal)

人脸检测可以帮助现代摄像头准确猜出拍摄图像的正确时间。(图片来源:DXOMARK)

除了拍照之外,简化的智能手机摄影工作流程也为摄影师提供了自动化的好处。除了协助创建图像之外,智能手机摄影的生态系统现在还包括大量自动化的后端处理功能,使整体摄影过程更加轻松。

现在可以使用位置数据和物体识别功能,对照片进行自动标记和分类。(图片来源:David Cardinal
图像整理好后,AI辅助工具可以自动将它们转变为可共享的作品和故事。(图片来源David Cardinal

使用智能手机的AI、云资源和独特功能来实现摄影工作流程自动化,这些创新发展是如此迅速,我们几乎无法确切记录它们发生的时间。诸如Adobe Cloud、苹果iCloud和谷歌Photos之类的系统结合了位置信息、拍摄对象识别、AI图像质量评估,以及一系列快速连拍的帧,以提供诸如自动图像标记、面部识别、相册创建、最佳照片选择等功能,并建议您哪些故事可以分享。其整体影响是,把智能手机变成了我们的记忆管理员,这与摄影师编写故事,仅相机用作拍摄所需图像的简单工具的做法相距甚远。

数码单反相机所有者可以将其图像添加到这些系统中(尽管它们通常没有所需的所有元数据以执行完整的功能),不过在这一领域中,智能手机供应商的前进速度比相机供应商要快得多。这些创新举措与图像质量进展相结合,使智能手机几乎要兑现当初摄影行业最早对消费者所下的一个承诺了。

智能手机:兑现柯达最初的承诺

乔治·伊士曼(George Eastman)于1888年开发了第一台消费者导向的相机。该相机内装了100张胶卷;摄影师只需按下快门,向前卷,然后在拍完相机内的所有胶卷后将相机送回工厂处理即可。拿回相机时,他们会收到冲印好的照片和新装好的相机。该相机的承诺是:“您只需按下按钮,剩下的交给我们来做。”对于许多人(甚至是大多数人)来说,130年前的承诺现在终于由现代智能手机摄影兑现了。

Eastman Kodak Camera, credit Mary I. Stroud, National Museum of History
1888年伊士曼柯达相机。(图片来源:Mary I. Stroud,美国历史博物馆)
在1889年的柯达相机广告上,伊士曼的广告标语:“您只需按下按钮,剩下的交给我们来做。”

回忆制造者或讲故事的人?

我们看到了技术进步如何在头十年的整个过程中,帮助小巧的智能手机摄像头在图像质量和许多其他功能方面超越了小型相机。在接下来的十年中,它们利用独特的计算成像功能,甚至开始在许多领域(包括自动图像增强和组织)超越了数码单反相机。但是,这种自动化也使智能手机摄像头的拍摄结果更难以预测,难以仰赖它获得可重复的结果——因此为传统数码相机在市场中留下了一席之地。

风景摄影师安塞尔·亚当斯(Ansel Adams)曾说过:“每张照片总会有两个人:摄影师和观赏者。”

正如盖查所看到的那样,摄影技术将使许多(但不是全部)摄影师的角色黯然失色。

“智能手机已经完全使摄影自动化,下一个合乎逻辑的步骤是使摄影师自动化。这很好:人们可以享受私人数码摄影师来捕捉他们的回忆但是总会有一些人希望用一个值得信赖的工具来讲述自己的故事。”

尽管智能手机越来越巧于轻松捕捉记忆,甚至将记忆变成了共享体验,但有些摄影师仍然希望讲述自己的故事并在创作方面保有对图像的控制权。他们可以仰赖独立式数码相机(如数码单反相机、无反相机,当然还有更大格式的数码相机)做到这一点。因此,至少在不确定的将来,数码相机在许多人的心中仍占有一席之地。