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ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?

CNMO 【原创】 作者:马俊杰,杨辰 2016-04-13 05:10
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  【手机中国 评测】关于全新的骁龙600系列处理器,我们已经深入探讨过CPUGPU部分,双核图形处理器(ISP)我们也有简单提及过,由于之前文章的篇幅所限,所以没有展开来说。今天我们重点来看看骁龙652和骁龙650两款处理器中的双ISP相比以往的骁龙800系列,究竟有多大的进步?能否延续之前在CPU和GPU部分的优势,让我们嗅到了骁龙820的气息。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?

  本文采用的所有样张基本上都采用三台样机的最高输出像素进行拍摄,并且同一场景至少连续拍摄5张照片,挑选其中发挥最稳定的一张作为示例。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
本次实验三台样机摄像头参数

  如上图所示,权衡三款手机各自的优势之后,我们在白天的对决中选择骁龙652和骁龙801进行对比,夜间的对决则选择了骁龙650和骁龙801进行对比。三款样机都只采用Qualcomm平台内置双核ISP对照片进行调校,这样能够充分对比新骁龙600系列和之前骁龙800系列相比提升有多大?

白天(HDR)

  根据Qualcomm官网的介绍,目前只有骁龙800和骁龙600系列部分处理器集成了双ISP:

  骁龙800系列:全系列都搭载了双ISP,包括骁龙820、骁龙810、骁龙808、骁龙805、骁龙801和骁龙800。

  骁龙600系列:骁龙652、骁龙650、骁龙625、骁龙617,其中骁龙625暂时没有机型上市。

  和CPU类似,同样是双ISP,不同型号处理器内置双ISP之间其实是有区别的,正如双核的Cortex-A7核心和双核的Cortex-A15核心是不能够相提并论的。

  骁龙820采用了最高级的Spectra ISP,而其它型号的双ISP都是没有独立命名的,但是是否意味着它们的性能都是一样呢?我们回顾一下之前评测过的机型,请看下面两张样张:

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
没开HDR(骁龙810)

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
开HDR(骁龙810)

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
开HDR(骁龙801)

  大众审美眼光应该会对骁龙801那台样机评价更高,画面更加敞亮一些,但是HDR合成速度比较慢,需要等待2s以上,相反,骁龙810样机表现出更快的合成速度,开启和不开启HDR模式所用时间几乎一致,让我们还以为忘记了开HDR模式。虽然画面亮度不及骁龙801那台样机,但是已经基本上把逆光时候的暗部细节还原回来。

  HDR模式一般算法是,对同一场景连续拍摄三张照片,分别采用不同的曝光度,也就是过曝、正常曝光和欠曝,再用ISP算法合成一张照片,输出到屏幕并保存到本地。

  从上面例子可得,骁龙810相比骁龙801的双ISP在运算能力上肯定有所提升,那么骁龙600系列的两款新处理器,骁龙652和骁龙650的表现又如何呢?为了节省篇幅,下面所有样张如无特别说明,均采用HDR模式进行展示,不单独展示原图。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙652

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙801

  上面两张样张中,骁龙652偏向黄色,骁龙801偏向红色,两者都拍出了太阳的轮廓,而且自然地产生了光环,自中心向四周扩散。你们更喜欢哪一种风格呢?有一个问题,两张样张都没能把暗部细节还原出来。合成时间大概都在2s左右,属于正常等待时间。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙652

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙801

  依然是逆光场景,继续考验在大反差景物之间,两颗处理器的ISP将会如何取舍。和上一个场景不同,两颗ISP很好地兼顾了亮部和暗部细节,远处天空夕阳,近处雕像,不放大细节我们还以为并没有什么区别,试一下放大夕阳位置,如下图所示:

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙652(上) VS 骁龙801(下)

  骁龙652样机相比骁龙801样机的摄像头只是高出300万像素,但是解析力丰富很多,主要还是得益于骁龙652双ISP的调教算法,对高像素传感器的驾驭能力明显优于骁龙801。还记得当年第一代1300万像素索尼传感器IMX135诞生时候,无论是Exynos、MTK还是Qualcomm平台的ISP,调教起来还是有一定难度的,第二代的IMX214稍微好了一些,类似上面那款样机的表现。直到今天,索尼传感器和Qualcomm的ISP都经历了几代产品的累积,配合起来也更有默契了。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙652(左) VS 骁龙801(右)

  需要强调的是,骁龙652和骁龙801两台测试样机是同一个品牌两代不同旗舰机,在更换了处理器和ISP之后,该品牌在以前调校得不够好的地方也终于在新旗舰上面改掉了,例如上面这组样张,右边的样张不用放大,也知道其色温出现了问题,整体画面偏红,这个问题在该品牌使用MT6752的旗舰机上也存在,直到更换了骁龙652处理器,左边的样张中准确还原了当时现场环境光。放大细节又如何?

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙652(上) VS 骁龙801(下)

  放大细节后,你会发现骁龙801那台样机的表现更加偏红,而且太阳的轮廓基本上已经模糊成一团,骁龙652那台样机除了还原了太阳的轮廓和现场光线,还把紫边的现象限制在可控范围内,骁龙801那台样机的紫边还是蛮厉害的。

  总结HDR场景的表现,骁龙652的双ISP在合成照片速度上和骁龙801相比并没有拉开距离,基本维持在2s左右,特殊场景下骁龙801稍微超过2s,但是也在可接受范围内。在合成画质来看,骁龙652相比骁龙801在色温还原、解析力呈现、太阳轮廓还原、紫边控制上都更胜一筹。

白天(超清画质和抓拍效果)

  除了HDR模式,在更换了骁龙652的双ISP之后,超清画质在白天光线充足情况下还是可以不借助三脚架完成基本拍照需求的,这对于不少喜欢抠细节和进行后期操作的用户来说无疑是一大福音。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
测试场景

  我们分别对上面测试场景进行局部细节放大,在开启超清画质功能前后相比,解析力提升了多少?

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
开启前1600万像素(上) VS 开启后6300万像素(下)

  如上图所示,开启超清画质生成的6300万像素的照片还是存在一定的细节提升,以前我们也讨论过,超清画质和PureView类似,其实就是间接实现光学变焦功能。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
测试场景

  第二个测试场景,我们依然对画面中间的细节进行放大,看看开启超清画质之后究竟能够追加多少细节?

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
开启前1600万像素(上) VS 开启后6300万像素(下)

  我们重点关注右边的铭牌,“北京2022年冬季奥林匹克运动会举办委员会”这几个字只有6300万像素的样张能够把大致轮廓勾勒出来,1600万像素的样张可能需要借助一点想象力。为什么我们需要强调超清画质的作用?大伙想一下,有些地方我们是不能够随便进入的,但是我们又很想看清楚这些建筑物的每一个细节,除了光学变焦能够帮助你以外,超清画质这种类似无损变焦的功能还是有一定作用的,毕竟拥有光学变焦的手机也不多,但是越来越多手机开始配备超清画质这项功能。

  那么超清画质的工作原理又是什么呢?我们看看下面这张6300万像素的样张:

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
6300万像素(开启超清画质)

  大伙不要误会,这不是手抖拍出来的,如果是手抖,应该整个画面都会模糊才对,为什么只有那些会动的物体才会出现模糊呢?这就是超清画质的合成机制,连续拍摄多张样张,一般是10张左右,所以运算量还是蛮大的,之后合成一张拥有更多细节的高像素照片,前提是合成过程中不能够出现大幅度抖动,否则自出现大幅度抖动那张照片开始算起,后面所有照片都作废,不加入到合成的素材中。所以各位读者就会看到上面这一幕,类似HDR模式,我们能够控制拍照的双手尽量保持稳定,但是无法控制行人的出现,合成过程中自然就会将行人不同动作合成在一起,好像分身术一样。

  小结:超清画质让细节能够得到一定提升,合成时间也控制在3-4秒,主要得益于全新升级的双ISP。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
HDR和超清画质合成时候的所需时间

  白天最后一个场景,我们聊聊相位对焦和双ISP共同作用下,搭载骁龙652手机在抓拍速度上究竟能够多快?

  测试样机拥有指纹识别模块,支持用指纹识别模块替代拍照键功能,所以最适合边走边拍,瞬间记录男神和女神的身影,我们连续拍摄了13张走动时候的抓拍照片,发现只有两张样张出现了比较大幅度的模糊情况,另外11张照片全部都在可用范围内。部分样张质素还是蛮高的,和停下来准确对焦的时候相差无异。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
只有2张废片

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
部分样张质素还是蛮高的

夜晚(HDR)

  聊完白天样张,最后我们看看对智能机拍照考验最大的夜景表现。为了节省篇幅,下面所有样张如无特别说明,均采用HDR模式进行展示,不单独展示原图。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙650(上) VS 骁龙801(下)

  撇除白天场景提过的色温问题,两台样机在这个场景的表现不相伯仲,骁龙801样机拥有光学防抖镜片组和F1.8大光圈,而骁龙650样机则拥有ISO Cell传感器,光圈值也有F2.0。从账面参数看,骁龙801样机按道理应该会发挥得更好,获得更高的进光量,接着我们看看其它的场景。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙650(上) VS 骁龙801(下) 

  上面这个场景中,对两台样机的考验都是严峻的,骁龙650连续拍摄的5张样张中,都出现了不同程度的模糊,骁龙801则全部拍成了自带滤镜的样子,十分诡异。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙650(左) VS 骁龙801(右)

  上面这组样张中,刚开始让我以为“F1.8光圈+光学防抖镜片组”的组合和“F2.0光圈+ISO Cell传感器”拍出了一样的亮度,但是当我回顾5张连续拍摄样张的时候我才发现,骁龙801样机最后两张样张出现了新情况,曝光度瞬间提升了,发挥不是很稳定。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙801最后的两张样张

  上面三个场景是我们从多组样张中挑选出来最具代表性的场景,也是区别比较明显的场景,其它的场景两套平台表现相差不大。换句话说,骁龙650的样机虽然在光圈上落后,同时也没有配备光学防抖镜片组,但是凭借新一代ISO Cell传感器和双ISP的优化,最终相比骁龙801样机,在曝光度控制、解析力、白平衡、HDR合成效果上并没有相差太多。

  当然,两套平台的双ISP都遇到了如今所有智能机都会遇到的问题,在弱光下的HDR合成速度比较慢,如果白天时候2s左右的合成时间还有读者吐槽,那么来到晚上动辄4-5s的合成时间或多或少会影响用户体验。

  最后我们来看看那些合成时间接近10s的场景,当然,这是极限测试,我们更关注的是两台样机在漆黑一片的环境中能够带给我们怎样的亮度?

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
测试场景

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙650

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙801

  骁龙801样机的光学防抖镜片组在关键时候还是发挥出作用,不过笔者也反复问自己,需要拍摄这种场景的机会多吗?我们来看看EXIF信息。

ISP性能探究:你以为拍照只是拼像素?
骁龙650 VS 骁龙801

  从EXIF信息可知,两台样机中,一台将快门时间延长到1/10s,另一台延长到1/6s,难怪我们能够感觉到HDR合成时间会长达10s左右。当然,值得肯定的是,两张样张并没有出现明显模糊,拥有光学防抖镜片组机型能够做到这样也算是合理,但是不支持光学防抖的骁龙650样机也能够做到,应该归功于双ISP的运算能力和调校功力。

  总结:白天方面,骁龙652的双ISP相比骁龙801明显进步了不少,虽然HDR合成速度上并没有明显的提升,但是在色温还原、解析力呈现、太阳轮廓还原、紫边控制上都更胜一筹。夜间方面,骁龙650的双ISP相比骁龙801调校得更加成熟,大部分场景发挥稳定,不会出现同一场景下多张样张发挥不一致的问题,例如白平衡漂移,曝光值不统一。比较喜人的是,即使没有光学防抖技术加持,骁龙650样机还是能够小胜骁龙801样机,这是笔者在做实验之前没有预料的结果。

  最后就是超清画质、急速抓拍这些昔日被认为鸡肋的功能,如今在新骁龙600系列的双ISP调校下也变得具有实际意义,能够为我们的摄影带来更多的乐趣。

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