计算摄影的时代之光——华为P40Pro拍照模组详测

计算摄影的时代之光——华为P40Pro拍照模组详测原创 楠爷 2020-04-08 20:00:00

循例在全球发布会的时候我应该写点啥的，当时觉得还不太理解P40系列的很多设定，索性就拖到国行发布会之后来聊一聊我对P40P的看法。我手上的样机是来自华为某地区代表处的工程机，下面所有的拍照测试结果来源于当前工程机108版本固件，不代表上市机型最终的效果评价。直接进入正题吧，这篇文章主要谈两个内容：XD Fusion计算摄影和我自己的实拍评估，我个人对P系列摄影上的变化所折射的华为产品思路变迁比较有兴趣，对整机的评测兴趣并不大，所以关于这手机的其他体验，媒体评测大同小异，我就不多说了。

Part1：XD Fusion——华为手机拍照的核心意涵

用最通俗的话来说，我们今天看到的P40系列拍的所有照片，几乎全是“算出来的”。XD Fusion，就是Xtreme Definition Fusion的缩写，直译“超清晰图像引擎”。华为的XD Fusion引擎有三大模块构成：

1. 多镜头采样，多硬件的输入融合。在P40P上，华为开始使用多颗摄像头在全焦段上进行采样融合操作。这是什么意思呢？举个例子：P40P的长焦潜望镜光学焦距是125mm，当我们切到5X变焦，也就是125mm拍摄的时候，这张照片并非是这颗潜望镜直出的照片，而是主摄和潜望镜同时工作，进行原始数据采集和后期融合的效果。我一度曾经对这件事非常费解， 比如下面这两张样片，从EXIF信息看都是135mm，但本质却完全不同：

从用户操作角度来说，都是切到5X开始拍摄，但第一张照片就是那颗F3.4的5X变焦镜头为主的出片，而第二张特写则是IMX700 F1.9的主摄为主的裁切。这种策略目前也不光只有华为才有，FindX2 Pro的5X变焦也采取同样的策略，多感光器同时采样，由SoC和算法决定最后谁来出片。经过反复比对，似乎是对焦超过一定距离的远景，P40P会以潜望镜作为主要输出，而1米以内的近距拍摄，甚至微距拍摄，则会使用IMX700主摄裁剪融合。在全球发布会的PPT上，也表达了RAW域会使用多镜头同时采样。在用户侧，对焦感知上唯一的变化就是5X焦距对焦的时候镜头有时候会出现切换停滞，这就是系统在决策使用主摄还是潜望镜的一个过程。而且不管采用哪种策略，拍完之后P40P都会有1-3秒左右的计算时间，计算结果有时候会和取景器差异较大，特别是在微距拍摄和长焦拍摄的时候。

2. 机器视觉和场景语义分析的进化。这个很好理解，就是对不同场景的AI成像理解的迭代更新。让蓝天蓝的不那么假，让美食颜色不像油画。从我个人体验来说，国产品牌阵营的AI摄影从简单粗暴的P图到精确场景AI成像落地，这需要一个过程，华为自己从P20P开始折腾场景成像和语义分析，经历了三代P系列和两代Mate系列，到P40这一代，开始有了自己的决策路线，这就是尽可能的提供从自然成像到高反差高对比成像的多种选择，而且尽可能把每一种选择做到可用和好用。再举个例子，下面这两张样片，是P40P图像处理里主摄直出和“更多”选项里HDR选项出片的对比。从Mate30P开始，华为对场景的HDR优化就开始转变风格，不在出现Mate20Pro那种用力过度的情况，而是根据实际场景调节HDR尺度。

P40系列的HDR保持了自然风格和力度的克制

在高逆光环境下，左图是按照老玩法强制开启HDR，右图是主界面AI摄影大师直出。视觉上基本没太大的区别，除了左图地砖暗处略微有点变化。高光压制，木门上的告示牌两者都很清楚。AI摄影大师和HDR模式的色彩，色温也区别不大。这表示华为在用AI摄影大师去融合掉华为摄影传统上的HDR、夜景等功能。多说一句，夜景功能可能很快也要被整合进AI选项里面去，以后鼓励用户在夜间直出照片，无需切换到专门的夜景模式。

1. 神经网络处理。这就是快门按下之后的计算过程了。这也是很多人，包括我自己费解于P系列取景器观察和最终成像差异的原因。借助NPU、DPU、ISP的计算能力，我们会得到一张颇有眼缘的照片。

总的来说，XD Fusion是系统级的资源，主要围绕主摄，但又不仅限于主摄。切合本小节的主题，目前P40系列拍摄的照片和视频，99%以上涉及到XD Fusion，因为都要涉及到多镜头同时采样、机器视觉识别、像素级图像优化。

Part2：计算摄影的时代之光——多场景实拍体验

说完XD Fusion，下面进入实拍。我手头这台工程样机并不是量产机，软件版本也是非常早期108，所以问题相对多一些。中间遇到的问题我尽可能的去和华为做了必要的沟通，属于固件问题，已经解决掉的我会在下文中特别说明。

第一组：IMX700 27mm、0.8X 23mm和5000万像素23mm实拍

P40Pro采用的是一颗定制的1/1.28英寸的索尼IMX700感光器，光圈大小为F1.9，默认输出等效焦距为27mm，用户可以切到0.8X获得AI模式下的23mm输出或者切到高像素模式获得5000万像素的23mm焦距照片。对这件事，华为的官方回复就是：“我们希望用户日常使用27mm作为主摄焦距”。那么实际来看样张对比：

关于23mm和27mm之争

同一颗主摄，在AI模式（实际就是在XD Fusion）下23mm和27mm的实拍对比。从小图看颜色、细节、色温基本没有太大的区别。从100%细节对比看因为XD Fusion的干预，所以区别小到基本不值得拿出来说。那么这颗主摄如果不加持XD Fusion会如何呢？估计你很难体验到没有XD Fusion的效果，因为在上市版上，5000万像素模式也会加入算法优化。下面这两张是5000万像素23mm焦距成像和0.8X 23mm AI模式成像在高逆光环境下的区别。客观点说，这颗大底确实需要算法和芯片的优化。

第二组：多镜头组的色彩偏好与一致性能力测试

由于P40P并不能很严格区分镜头，所以这次体验索性就不区分镜头测试了。从这几个维度的评测：色彩、解析力、边缘成像、焦外成像等，我尽可能用多组样张来综合展示一下。

18mm超广角与27mm主摄的色彩对比

首先来看看超广角与主摄的色温一致性表现和标准色表现。这里提一句，这已经是第三台大底超广角样机在DXOMark评测里没有取得超广角分数上的优势了。对此，华为的回复是：“我们希望把超广角的成像做好，18mm是我们能做到非常好成像的选项”。

这组样张的拍摄环境非常差，阴雨天，光线变化较快，云层较厚，光线不稳定。这两张样张的亮点有两个：第一是标准色越来越趋向于真实色彩。从P40系列开始，华为试图在标准模式下为用户提供尽可能准确的原生颜色，也就是以后华为手机也可以用来拍卖家秀了。第二个亮点是尽管画面还是存在一定颜色的一致性误差，但这种误差已经显著减小，这跟这次八通道色温传感器有很大的关系，这确实是一次很重要的性能提升。

P40Pro在三个主要焦段的色彩一致性上做的比较好，色温侦测较为准确

佛顶宫舍利大殿，莲花顶灯每分钟变化数次，卧佛身上的光线变化速度也比较快，这三张照片分别是18mm超广角（IMX608）、125mm潜望镜（RYYB）、27mm主摄（IMX700）的成像。如果我们仔细去看幕帘的颜色，会发现两者只有非常细微的区别。莲花灯顶的边缘部分颜色也高度一致。长焦对黄色的反馈也比较令人满意。在这种光线变化较快，卧佛又在旋转的复杂拍摄环境里，P40Pro能保持这样的色彩一致性表现，确实值得表扬。

在这里也顺便说一下防抖。P40Pro的主摄和长焦都支持OIS防抖，但我个人觉得在这种暗光环境下，如果没有XD Fusion的加持，光靠光学机构防抖很难把旋转中的卧佛拍的很清楚。不看广告看疗效，忘掉那些花里胡哨的参数，看实际成像，这颗新的潜望镜确实让我有点意外。

徕卡柔和色对比

从P40Pro开始，徕卡高反差带暗角的出片风格更多是给消费者一种选择。我个人觉得这次P40系列在色彩评估上最大的改变就是标准色以自然风格回归。理想状态下，我们希望超广角和主摄的色彩尽可能类似，但这对手机来说基本没法做到。这两张样片都是徕卡柔和模式出片，我个人可能更喜欢超广角样片的风格，配合阴沉的天气，有一种苍凉感。

P30Pro和Mate30Pro对红色和绿色的反馈都比较激进，俗称“偏色”。这次P40Pro对红绿的反馈有所改进，不过徕卡模式出的照片红色还是有点夸张，这得看个人喜好了。标准色比较接近实景，这是个明显的进步。

第三组：主摄与潜望镜的变焦性能测试

先看两组潜望镜的5X和10X室内外变焦样片：

潜望镜长焦室外10X和5X样张

潜望镜长焦室内暗光环境5X和10X样张

这确实是目前潜望镜方案里表现最好的产品没有之一。在色彩一致性、色温准确性、成像细节，10X端算法优化都是无出其右的王者，不服不行。P40Pro在室内暗光环境里的长焦端成像水准，已经达到了非常高的可用性。下面是100%细节放大展示：

潜望镜成像100%细节放大

这种暗光室内的长焦表现，限于当前的硬件技术天花板，基本可以用惊人来评价。特别是10X端的边缘成像细节，尽管出现了意料中的少许模糊，但并未出现色散，色彩保持的非常好。

IMX700主摄5X变焦（主摄裁切）样张与100%细节

说完了潜望镜，来看一下IMX700的变焦能力。这是一张IMX700 5X变焦拍摄的长焦微距照片，右图是花瓣边缘100%放大细节，尽管这只是一颗5000像素的CMOS，但让我比较意外的是没有出现细节模糊。这一点不少4000万像素的底在3X变焦细节就崩了，而IMX700在这里没有崩掉。

总结：

这篇文章我只谈了摄影的细节和背后的XD Fusion，并没谈这台手机本身怎么样，主要是因为我手上这台属于PVT工程机，非量产机，所以最近讨论的这些屏幕啊、散热啊、扬声器啊什么的我也没时间去测，本着严谨的态度，我就不多嘴了，其他人会说的。

从拍照角度总结P40Pro，有以下观点：

1. XD Fusion会成为华为手机摄影的基石，也就是所有照片都靠计算出图，但这背后还是需要强大的硬件体系做支撑。

2. 从P40系列开始，我们会发现综合评估全焦段参数和实际算法支撑，比讨论单个镜头的参数可能更有意义，我想这也是产业方向。

3. 华为对徕卡模式的应用有了重大改变，至少提供一种自然色彩给用户，这显然是非常正确的选项，没有用户愿意长期面对失真的照片。

4. 这次潜望镜的性能确实是个亮点，实拍表现很好，但通光量总归是个大问题，不知道以后潜望镜能发展成啥样。

从摄影角度，希望P40及后续版本有所改进的地方：

1. 对红绿色的反馈依然需要更加精确。

2. 主摄的从0.8X到5X（23mm~135mm）的成像品质还需要继续优化。目前看1X和5X优化的不错，3X和2X还略差一点，以IMX700的底气，这是可以做到的，就是不知道上市版本如何。

3. 计算速度还要继续提高，目前依然是拍一张照片有1-3秒的计算时间，这对抓拍和连拍并不是很有利。

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143 条评论

评论

• 比墨还鱼啊 3天前
  

  从P40系列开始，我们会发现综合评估全焦段参数和实际算法支撑，比讨论单个镜头的参数可能更有意义，我想这也是产业方向。楠爷，卢总带着十吨大米跋山涉水来怼了@卢伟冰

  回复 ⋅ 1条回复26
  
  
  
• luluzq 3天前
  

  去年12月就想换手机了，我喜欢摄影，为了这款P40pro，等了五个月。从来没用过华为手机，这款P40pro将是我第一款华为手机。

  
  
  

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