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去年手機(jī)領(lǐng)域刮起了“芯片”風(fēng)，頭部的手機(jī)廠商都齊刷刷的發(fā)布了各家的自研芯片。無(wú)論是vivo的ISP 芯片V1、小米的澎湃C1，還是OPPO的影像NPU馬里亞納 X，國(guó)產(chǎn)廠商所發(fā)布的芯片似乎都聚焦在了影像領(lǐng)域上。
隨著自研芯片逐漸進(jìn)入大眾領(lǐng)域，一個(gè)問(wèn)題也冒了出來(lái)：為什么手機(jī)廠商們執(zhí)著于造影像芯片，是因?yàn)樗顩](méi)難度嗎？
與專(zhuān)業(yè)影像設(shè)備不同的發(fā)展路徑
近年來(lái)，手機(jī)影像傳感器的尺寸不斷增加，高像素鏡頭、微云臺(tái)等精密元器件不斷加碼，手機(jī)影像在硬件方面不斷向?qū)I(yè)攝影設(shè)備靠攏。然而，專(zhuān)業(yè)相機(jī)的發(fā)展路徑卻不會(huì)原封不動(dòng)的出現(xiàn)在手機(jī)影像能力進(jìn)階的歷程中。
變焦、防抖、高感光，這些相機(jī)的影像能力背后是超長(zhǎng)的鏡頭和沉重的相機(jī)機(jī)身。對(duì)于手機(jī)而言，更立體的景深和虛化意味著主攝鏡頭數(shù)量的增加、進(jìn)光量的提升意味著傳感器尺寸的拓展，這些都對(duì)手機(jī)內(nèi)部空間提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。
作為人們使用頻率最高的日常媒介，手機(jī)在硬件的可拓展空間上存在著天然的劣勢(shì)。從當(dāng)前傳感器尺寸上也可以看出，對(duì)標(biāo)索尼黑卡的小米 11 Ultra的傳感器尺寸為1/1.12，依然沒(méi)有突破1英寸的限制，而手機(jī)硬件拓展空間的“天花板”卻越來(lái)越近了。
在硬件這條發(fā)展路徑上，手機(jī)影像似乎完全沒(méi)有贏過(guò)相機(jī)的可能。
而隨著芯片算力的增強(qiáng)，更多的影像功能得以通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)，從而突破手機(jī)在硬件上的限制，手機(jī)影像能力也開(kāi)始了真正意義上的變革，開(kāi)啟了“計(jì)算攝影”的新階段。
華為P50 Pro在3.5倍的光學(xué)變焦硬件基礎(chǔ)下通過(guò)了算法實(shí)現(xiàn)了近10倍的光學(xué)變焦效果；在攝影細(xì)節(jié)這個(gè)專(zhuān)項(xiàng)上，Google Pixel 6 Pro基于自身一直以來(lái)的算法優(yōu)勢(shì)，讓夜拍效果更還原，也實(shí)現(xiàn)了18bit的動(dòng)態(tài)范圍，打敗了不少用硬件“堆料”的其他選手。
Pixel 6 Pro，引用子Google Blog
從技術(shù)維度來(lái)看，“計(jì)算攝影”對(duì)于圖像信息的處理是基于算力的支持，理論上只要能夠不斷提高算力，手機(jī)影像的算法也就能帶來(lái)更好的畫(huà)面效果。然而，高算力對(duì)于手機(jī)而言，同樣會(huì)帶來(lái)高能耗與手機(jī)發(fā)熱的問(wèn)題。因此，芯片的自研就成為了平衡畫(huà)面效果和能耗問(wèn)題的關(guān)鍵。
以O(shè)PPO的自研影像NPU馬里亞納 X為例，通過(guò)集成的自研神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)核心MariNeuro，芯片的有效算力高達(dá)18tops(@1GHz)，能夠?qū)崿F(xiàn)像素級(jí)的圖像處理。與此同時(shí)，手機(jī)AI能效卻罕見(jiàn)地實(shí)現(xiàn)了雙位數(shù)的每瓦性能，整體能效比控制在11.6 TOPS/W。在AI降噪算法場(chǎng)景下，40fps的運(yùn)行速度，而功耗只有不到0.8W，這也證明了自研影像芯片的必要性。
而P50 Pro、Pixel 6 Pro這些廣受好評(píng)的影像旗艦，其出色的成像效果背后，同樣也離不開(kāi)麒麟9000、Tensor SoC的芯片支持。通過(guò)自研芯片打通技術(shù)鏈路，實(shí)現(xiàn)影像能力的垂直整合，似乎成為了計(jì)算攝影的必然要求。
造影像芯片也是在算一筆經(jīng)濟(jì)賬
計(jì)算攝影這項(xiàng)技術(shù)，終究不只是將芯片的算法賦能手機(jī)那么簡(jiǎn)單，其背后同樣涉及到復(fù)雜的商業(yè)邏輯。
我們拆開(kāi)手機(jī)看到的那顆芯片，其實(shí)已經(jīng)涉及了“造芯”鏈條許多板塊的配合。首先要將軟性算法轉(zhuǎn)化到IP（影像處理）；其次涉及到芯片硬件本身的設(shè)計(jì)，將IP與芯片集成；而后需要制造工廠的流片和實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試；最后才是芯片封裝和產(chǎn)出。
每個(gè)環(huán)節(jié)都涉及到不同主體之間的配合，而這眾多的變量都是大量的成本投入。
根據(jù)外圍爆料，OPPO的馬里亞納 X芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)超2000人，單次流片費(fèi)用就高達(dá)一個(gè)億；而vivo內(nèi)部的ISP芯片人才年薪甚至達(dá)到180萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，自研芯片本身就是一場(chǎng)投入產(chǎn)出比的賭局和冒險(xiǎn)。
隨著過(guò)去堆料、搶占首發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)格局逐漸褪去，手機(jī)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的賽道已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能力和差異化的產(chǎn)品壁壘。而影像能力作為最顯性、用戶(hù)感知最強(qiáng)的差異化賣(mài)點(diǎn)，以此作為起跑線(xiàn)，無(wú)疑是廠商芯片自研起步階段極具性?xún)r(jià)比的最優(yōu)解。
vivo高級(jí)副總裁胡柏山曾表示，“以目前我們的認(rèn)知來(lái)看，我們短期內(nèi)能力和資源都有限，而SoC投入很大但是對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，這種投入很難帶來(lái)差異化。”
換句話(huà)說(shuō)，對(duì)于影像芯片投入的資源聚焦，很可能是能夠做到花費(fèi)4分的功力獲得5分效果的。
從商業(yè)維度的綜合考量來(lái)看，自研芯片同樣也是一筆“劃算的”經(jīng)濟(jì)賬。
影像的優(yōu)化就像是炒一盤(pán)菜
在影像這一塊，盡管手機(jī)廠商們都開(kāi)始從芯片等底層技術(shù)發(fā)力，但不同的“鍋”、不同的“廚師”，炒出來(lái)的“菜”也一定是各具風(fēng)味的。每個(gè)品牌技術(shù)上的不同，也決定著不同的影像發(fā)展方向。
vivo的影像研究側(cè)重在夜景和人像，算法的重點(diǎn)在于彌補(bǔ)手機(jī)在感光器件物理上的差距；
華為P50 Pro中采用的計(jì)算光學(xué)技術(shù)可以多還原25%的圖像信息，實(shí)現(xiàn)“全局式”的信息復(fù)原；
Google Pixel Pro 6也將計(jì)算攝影發(fā)揮到極致，在動(dòng)態(tài)表現(xiàn)效果上打敗了大底+多攝的方案。
而據(jù)稱(chēng)，OPPO即將發(fā)布的Find X5也將首發(fā)搭載自研影像NPU馬里亞納X，配合自研的3A算法，有望接棒成為Android最強(qiáng)的影像旗艦。
自研芯片這口“鍋”，所提供的遠(yuǎn)不止算力的支持。自研背后更重要的意義在于通過(guò)布局芯片解決底層的技術(shù)難題，當(dāng)影像鏈路的源頭被打通，剩下的就只是硬件等“配菜”的組合與調(diào)優(yōu)。手機(jī)影像能力終究是一個(gè)系統(tǒng)性的效果，芯片作為基底，是實(shí)現(xiàn)技術(shù)垂直整合、打造產(chǎn)品壁壘必不可少的一環(huán)。
看起來(lái)簡(jiǎn)單的影像芯片自研之路，實(shí)際上是技術(shù)攻關(guān)的長(zhǎng)跑和商業(yè)風(fēng)向的前瞻。
手機(jī)廠商們，就這樣第一次當(dāng)上了廚子。而在未來(lái)，不同的芯片能炒出什么樣的“菜”，就讓我們拭目以待。
