Xperia XZ2 Premium雙鏡頭技術解構及三星S9+、華為P20 Pro對決

▲Sony mobile原廠解構Xperia XZ2 Premium拍攝原理。(圖/記者洪聖壹攝)

記者洪聖壹/台北報導

針對 Sony mobile 首款雙鏡頭手機Xperia XZ2 Premium 所採用的雙鏡頭技術,原廠開發團隊特別抵台做了詳細的說明,除了證實該公司的「雙鏡頭手機」開發 100% 原創之外,實際展示當中,也確實說明怪獸級攝影手機,實至名歸,記者同時實測該款手機與S9+、P20 Pro拍攝結果,提供給讀者參考。

Sony Xperia XZ2 Premium最大特色就是拍照能力,是該公司旗下第一款配備雙鏡頭的手機,也是首次有廠商為處理雙鏡頭攝影能力獨立開發AUBE FUSION ISP處理器,為雙鏡頭攝影領域提供穩定的拍攝效能,台灣官方定調為「怪獸級攝影手機」。

▲Xperia XZ2 Premium 是 Sony mobile 第一款雙鏡頭手機,著重解決以往手機碰到低光源環境,就容易拍出模糊、不清楚照片的狀況。(圖/記者洪聖壹攝)

根據SONY 產品企劃市野 利華 (Ichino Toshiyuki)所解說,SONY 內部調查來自市場上超過 600 萬張照片,發現有一半以上的用戶都在低光源拍攝,其中更有 5% 的用戶是在極低光源環境下拍攝,而市場上多數的產品在雙鏡頭拍攝效能上,也都是著重低光源拍攝處理,因此 SONY 首款雙鏡頭手機,目的就是在解決用戶在低光源拍攝的效果,在拍攝過程中,因為感光度達到ISO 51200,讓用戶可以在低光源環境下輕鬆拍出漂亮的照片。

正如同先前多次說明的一樣,Xperia XZ2 Premium的雙鏡頭底下,除了彩色感光元件之外,還加入黑白感光元件,當這兩張照片合成之後,透過AUBE FUSION ISP的處理,讓手機快速產出一張高品質的照片,其結果跟一般數位相機導入大型感光元件的效果類似,但對手機拍攝來說卻更有效率。

而Sony mobile產品工程師後藤 秀一(Camera Engineer)解釋,這樣的功能不是 Sony mobile 所獨有,而是在 ONE SONY 底下,由相機部門、半導體部門、研發部門等單位共同合作的成果。

▲Sony mobile產品工程師後藤 秀一。(圖/記者洪聖壹攝)

後藤 秀一首次揭開雙鏡頭結構的神秘面紗,當用戶在拍攝一張照片時,手機會透過一顆光圈 F1.6,1.55微米,1200 萬畫素的黑白鏡頭來收集環境光與影像,帶來高感度的黑白照片。另外透過一顆光圈 F1.8,感光度1.22微米,拍攝畫素 1900 萬畫素的彩色鏡頭來作為拍照主力,該顆鏡頭擁有相機部門的G鏡、Exmor RS COMS 感光元件、半導體部門開發的 motion EYE晶片。實際拍攝時,只要碰到低光源的狀況,手機就會啟動雙鏡頭,每個鏡頭各拍攝一張照片,然後合成一張照片。

▲這張照片明確解說了SONY MOBILE首次商用化的雙鏡頭模組組成結構。(圖/記者洪聖壹攝)

這樣看起來好像很簡單,不過實際上還是有三道關卡要克服:

首先,彩色照片必須要去馬賽克、將 RGB 轉換成 VUY(明度、色度、濃度) 格式,這樣畫素跟畫素之間才能跟黑白照片接合。

再來這一點就是硬底黑科技了!XZ2 Premium 雙鏡頭拍攝的兩張照片本身要透過AUBE FUSION ISP晶片進行「變形校正(Rectifiication)」、「視差調整(Disparity Detection)」跟「像素融合(Fusion)」等三個步驟的專業影像處理技術,才能合成一張照片。

▲這張圖片解說了 SONY 雙鏡頭模組當中,會先針對彩色照片當中的 RGB 轉換成 VUY格式,然後與黑白照片一起透過變形校正、視差調整跟像素融合三個步驟進行後製影像處理。(圖/記者洪聖壹攝)

後藤 秀一解說,因為是兩顆完全不一樣的鏡頭模組拍攝,所以照片本身會有歪斜、變形的問題,這包括所謂的「光軸偏移」現象,以及兩張照片所產生不同的座標資訊、不同的色差、以及不同拍攝視角產生的偏移、視差進行調整,舉其中最簡單的例子,就是把人眼當作兩顆鏡頭,然後把一根手指從遠處移到近處,越近產生的視角差異越大,甚至當手指靠近鼻子的時候,會出現兩個影像分離的現象。

▲SONY用這張照片解說不同拍攝視角會產生的可能變形狀況。(圖/記者洪聖壹攝)

▲跟其他雙鏡頭手機解決方案一樣,SONY的黑白照片跟彩色照片拍攝過程中出現的變形狀況,主要是透過裁切來調整。(圖/記者洪聖壹攝)

▲▼SONY 的雙鏡頭原理跟人眼視覺一樣,兩顆鏡頭會因為拍攝視角差異,出現視差偏移的狀況,物體越近、偏移狀況越大。(圖/記者洪聖壹攝)

簡而言之,在第二步驟當中,SONY 把人眼視覺原理導入雙鏡頭設計,全新的AUBE FUSION ISP晶片則是比喻成大腦當中負責處理影像的區塊。

當圖片位置、圖片視差都調整好之後,最後一個步驟,才能夠真正的「以畫素為單位」把兩張照片疊合在一起,藉此提供高感度、高降噪、高畫質的照片。

除了先前提供的官方數據,錄影表現可以達到 ISO 12800,拍照表現可達到 ISO 51200之外,後藤 秀一還公開 EV 值(曝光補償)範圍,這支手機在拍照的 EV 值範圍可以達到 19EV~ -5EV、錄影的 EV 值範圍可以達到 19EV~ -1EV 的範圍,幾乎是 SONY數位相機等級。

▲▼Sony mobile 原廠提供 7 組 ISO 值對照圖片,從照片當中可以看到 XZ2 Premium 手機實際拍攝效果很明顯帶來更高畫質、更高感光效果,尤其在 ISO 12800 的狀態下,以往的手機拍出的照片接近模糊,而 XZ 2 Premium 則可以拍出明顯的結構紋理。(圖/記者洪聖壹攝)

▲Sony XZ2 Premium 感光度最高可達 ISO 51200,曝光補償範圍可以達到 19EV~ -5EV,這是首次公開的實際數據。(圖/記者洪聖壹攝)

記者實測,透過上述這樣的拍攝模式,只要出現「超感光拍攝」,手機就會啟動兩顆鏡頭來拍照,不過這樣的方式拍出來的照片就不是規格上所寫的 1900 萬畫素,最高只有 1300 萬畫素,拍攝格式是 16:9,而且因為啟動兩顆鏡頭來拍,所以一定要在固定的距離(約1~1.5公尺)才能拍攝,如果低於這樣的距離、或是接近這個距離強制啟動雙鏡頭拍攝,會出現殘影的狀況。

▲Sony 的自動場景辨識功能是可以啟動雙鏡頭來進行超感光拍攝的,不過最高拍攝畫素為1300萬的16:9照片。(圖/記者洪聖壹攝)

▲啟動雙鏡頭進行低光源拍攝時,如果對焦距離過近,就會像這樣出現殘影。(圖/記者洪聖壹攝)

*以下提供一張照片給讀者參考:(圖/記者洪聖壹攝)

相較於 SONY 的解決方案,三星電子旗下的 Galaxy S9+ 透過「F1.5/F2.4 雙光圈」的物理配置來模擬人眼「瞳孔」,解決最根本的進光量問題,搭配連續拍攝多達 18 張照片的「多重影像疊合技術」,提供高畫質照片。華為P20 Pro則是藉由麒麟970晶片處理由手機其中的兩顆鏡頭抓取黑白、彩色照片資訊,搭配自家的「4秒長曝」,讓手機夜景模式啟動後,最高感光能力可以達到 ISO 102400,是目前市面上鏡頭拍攝感光度最高的智慧型手機,記者實際加入這兩款手機在三種場景加入低光源比對,結果如下:(圖/記者洪聖壹攝)

▲Xperia XZ2 Premium夜景拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro夜景拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲三星Galaxy S9+夜景拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲SONY Xperia XZ2 Premium夜景拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro夜景拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲Samsung Galaxy S9+夜景拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲SONY Xperia XZ2 Premium極低光源人像拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro極低光源人像拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲三星Galaxy S9+極低光源人像拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲SONY Xperia XZ2 Premium晃動下極低光源人像拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro晃動下極低光源人像拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲三星Galaxy S9+晃動下極低光源人像拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲Xperia XZ2 Premium晃動下玻璃+燈光低光源拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro晃動下玻璃+燈光低光源拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲三星Galaxy S9+晃動下玻璃+燈光低光源拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲Xperia XZ2 Premium晃動下極低光源拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro晃動下極低光源拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲三星Galaxy S9+晃動下極低光源拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲Xperia XZ2 Premium室內拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲HUAWEI P20 Pro室內拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

▲ Galaxy S9+室內拍攝。(圖/記者洪聖壹攝)

從手機導入雙鏡頭來說,Google 公司與 Sony mobile 腳步相對緩慢,不過 MWC 2018 期間,Sony mobile 公開雙鏡頭開發技術,緊接著推出這款Xperia XZ2 Premium,然後上市時又公開該公司針對該項技術的開發細節,除了可以從中發現日本人堅持原創的精神,也可以感受到日本公司針對一項產品所設計的綿密攻勢,記者實際比對下來,該款手機在極低光源拍攝的效果相對穩定,幾乎可以說去除以往 SONY 手機在低光源拍攝時碰到的弱點,其實不僅是低光源,相關的拍攝機制在錄影過程中也得倒很大的幫助,「怪獸級攝影手機」稱號實至名歸。

▲SONY Xperia XZ2 Premium 4K HDR 煙火影片實拍。(影片/記者洪聖壹攝)
*本篇文章所有照片全部都是由智慧型手機拍攝完成。

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