从11万到数亿像素，手机拍照何以变得如此强大
2000年9月，一款乍看之下平平无奇的手机在日本市场，以“运营商定制机”的身份发布。但可能这款机型背后的厂商当时都没有想到，这款造型平庸、性能也并不算强大的设备，日后却会成为整个手机行业“致敬”的对象。
原因无它，只因为这款夏普J-SH04正是首款配备了后置摄像头的机型。从这一刻起，以往只有相机具备“拍照”功能，才正式开始成为手机行业的新潮流。
日本网友用J-SH04实拍的照片（右）以及其屏幕上显示的效果（左）
话虽如此，但当纵观早年间这些带有摄像头硬件的机型时不难发现，它们所具备的拍照功能大多其实都没有太多实用价值可言。毕竟，抛开最早期的11万像素不谈，哪怕是后来几年间在手机行业大行其道的30万像素摄像头方案，分辨率实际上也才只有640*480而已，即便是在最“理想化”的情况下，观感也就与信号不佳的老式显像管电视一样模糊。
这也就意味着对于这些早期的设备来说，它们与其说是“拍照手机”的雏形，不如说更像是“有玩具相机功能的电话”而已。
看似惊艳的早期“拍照手机”，更像是相机套皮
“带有摄像头的手机”是在什么时候开始进化为真正具备实用价值的“拍照手机”的呢？从公开资料来看，关键的时间点差不多是在2004年~2005年。
当时，夏普在日本市场发布了全球首款带有2倍光学变焦设计的V602SH。随后索尼爱立信也不甘示弱，在全球推出了旗下首款真正能称为“拍照手机”的K750，其不仅具备炫酷的滑动式镜头盖设计，更重要的是200万像素的摄像头与自动对焦结构的加入，真正让手机拍出的照片具备了“可看性”。
不过纵观这段时期的“拍照手机”设计会发现一个非常有意思的现象，那就是各大厂商基本上都是在用“做相机”的思路，在提升手机的影像能力。
在硬件方面，当时的一些旗舰拍照手机往往会配备看起来相当高调的伸缩式光学变焦镜头、硕大的氙气闪光灯、独立的红外对焦辅助灯、真正的光圈叶片和机械快门等部件。甚至有的机型整个机身结构都是几乎照着卡片相机的思路去做，连“弹夹式”的电池仓都用上了，只为了能够塞进更大更厚的镜头和传感器模组。
需用户手动选择的“场景”，是当时许多拍照手机的标配功能
而在软件功能上，当时的这些“拍照手机”更是对着家用相机依葫芦画瓢。例如丰富的、需要用户手动选择的“场景模式”，比如闪光灯的“消除红眼”功能，又比如相机上很受欢迎的“连拍优选”功能，基本上都被塞进了彼时的那些高端“拍照手机”里。
老实说，我们的确佩服当时手机厂商“把相机（完整设计）塞进手机里”的勇气，但客观的说，这样的产品最终体验却并不见得很好。一方面，过于“相机化”的机身结构带来了极为厚重的身形和怪异的外观风格；另一方面，氙气闪光灯、机械式快门、伸缩式光变镜头的高功耗，也使得这样的“拍照手机”续航大打折扣，甚至影响到了作为通讯设备的基本体验。
智能触屏设计的到来，为拍照手机开辟了新的道路
然而，时代的车轮总是滚滚向前的。2008年随着全触屏交互、触屏智能操作系统、移动互联网开始席卷手机业界，消费者对于“手机拍照”的需求发生了根本性的转变，手机也不再被看做是相机的“替代品。取而代之的是，越来越多的消费者希望手机能够拍出“亮丽、好看”，而且最重要的是无需后期专业编辑、拍完立刻就能发送到社交网络上的“成片”。
触屏智能时代的手机，相机硬件不可能再占据机身内的绝大多数空间
与此同时，由于高画质手机游戏也开始在这个时期兴起，越来越高的处理器性能、越来越大的屏幕尺寸，也成为智能手机行业最重要的发展主线。而这也进一步影响了手机的内部结构设计，过去那种“以相机组件为中心”的设计思路，彻底变得不再可行了。手机厂商必须使用更紧凑的相机硬件模组，去实现更智能、更简化，而且“即拍即美”的影像体验。
在这样的背景下，也迎来了如今大家都很熟悉的高通骁龙移动平台的崛起。众所周知，当时的智能手机行业，骁龙并非是高性能AP（应用处理器）的唯一选择，比如德州仪器的OMAP家族、NVIDIA的Tegra产品线，甚至更冷门一点的Mavell PXA系列、飞思卡尔iMX系列，在当时均有一席之地。但为什么后来“骁龙”就能击败前述的所有这些竞争对手呢？
一方面，彼时的绝大多数手机AP都是“纯处理器”设计，这就意味着手机厂商需要自行去适配基带方案。这不仅会导致很高的研发成本，而且万一弄不好还容易导致信号不佳、发热巨大等问题，严重影响使用体验。
另一方面，可能有些朋友不知道的是，在当时高通就已经开始在骁龙移动平台，进行异构计算拍照处理功能的探索了。比如一个很典型的例子，就是大名鼎鼎的诺基亚Lumia1020，在这款诞生的时候其实并不存在能够驱动4100万像素的移动ISP。但这款机型所采用的双核骁龙S4处理器能够支持同时使用CPU和GPU的算力进行异构计算，诺基亚的工程师也正是活用了这一点，才让这款机型得以工作在“常时3800万像素”的模式下，而不需要像前作诺基亚808Pureview那样，默认只输出500万像素的照片。
此后随着经典的骁龙600、骁龙800等平台相继亮相，一方面高通继续确立了自身在高端智能手机市场的主导地位，另一方面越来越多具有开创意义的智能触屏拍照手机陆续基于这些平台诞生。比如具备电控翻转镜头的OPPO N3，比如在智能手机上首个实现对焦分离功能的努比亚Z5，比如业界最早支持4K视频摄录的LG G Pro2、三星Galaxy S5等等。
AI高画质移动影像时代，骁龙成为了行业“主角”
2013年，高通发布了一款名为“Zeroth”的处理器芯片。它既不是CPU、也不是GPU，而是手机行业的首款独立“NPU”方案。没错，“NPU（神经网络处理单元）”这个名词，其实是高通早在2013年就提出，并且已经做成了实物的。
紧接着到了2015年，则迎来了高通骁龙820的发布。很多朋友都知道，这是高通迄今为止最后一代已发布的、采用全自研CPU架构的移动平台。但大家可能不了解的是，骁龙820其实还有一重身份，它是业界最早集成AI处理能力的移动端SoC。
只不过，骁龙820并不是直接集成了Zeroth NPU，而是将其计算能力进行了“异构分布式”的处理，将不同AI格式和指令的计算功能，分别加在了CPU、GPU、DSP等等单元内部。如此一来，SoC本身并不需要额外增加一个耗电的硬件模组，就能实现两年前“独立NPU”一样的功能。而当年诺基亚Lumia1020上的“性能秘密”，在骁龙820上也被发扬光大了。
有意思的是，也正是在这段时间离，智能手机开始迎来CMOS尺寸、像素规格，乃至镜头数量的显著进化。基于骁龙820的AI计算能力，手机厂商也实现了黑白+彩色双摄的画质增强功能、做到了广角+超广角的双摄变焦切换，同时也开始探索基于超多帧合成算法来提升手机拍照的细节画质和暗光表现力。
此后的故事，相信大家就已经非常熟悉了。骁龙845率先实现了对4K HDR视频拍摄的支持，骁龙855带来了业内首个HDR10+逐帧10bit高动态范围摄像功能，而骁龙865则开启了“智能手机拍摄8K视频”的时代，甚至在这一点上，至今都没有第二家能够做到。
这还没完，随着如今消费者对于智能手机影像能力的要求越来越偏向“高画质”，可以看到各种超大底、超高像素的CMOS设计，以及高品质的光学变焦镜头再一次出现在手机上。但与10年前不同的是，此时的骁龙888、骁龙8移动平台已经可以凭借着高达每秒26亿、甚至32亿像素的ISP吞吐能力，轻松实现5000万乃至1亿像素传感器的高速多帧合成计算，再加上全新的三重并发ISP架构、由全新的Hexagon700系DSP驱动的AI对焦、AI白平衡、AI曝光算法，如今的顶级拍照手机即便用上了“超大底”，也完全不用再担心性能不够。
事实上，如果大家有用过近年的旗舰机型就会发现，它们在开启“高像素模式”后，成像的速度已经比此前有了大幅的提升，同时相机自带的AI优化功能也不会随之失效。而这，正是新一代骁龙8系旗舰平台在背后所起到的作用。
2022年5月20日，高通方面正式发布了骁龙8 Gen1+移动平台。与此前的骁龙8 Gen1相比，其拥有更高的CPU和GPU主频、实现了10%的性能提升，但更重要的是它的功耗足足下降了多达30%！
得益于能效比的大幅上涨，骁龙8 Gen1+也继续引领着旗舰SoC的影像计算能力。一方面，它这次可以支持同时拍摄8K HDR视频和6400万像素照片，同时原生适配目前行业中最先进的单帧逐行HDR（也就是手机厂商口中的堆栈式HDR)CMOS硬件；另一方面，三重并发的32亿像素/秒ISP算力，也意味着骁龙8 Gen1+可以同时驱动三颗超高像素摄像头同拍同录，从而帮助手机厂商去实现惊人的“三大底主摄”设计。
不仅如此，与其他竞争对手相比，高通骁龙平台在手机拍照方面还有一个难以忽视的优势，那就是他们拥有更多的“朋友”和更完善的技术解决方案。前者体现在高通目前已经与徕卡、索尼建立了技术合作伙伴关系，能够直接在骁龙SDK里提供徕卡的算法，也能通过与索尼的联合实验室对最新款Exmor CMOS进行硬件联调。
而后者其实大家从最近发布的诸多新款拍照手机里就能看出，与使用其他移动平台的产品相比，“骁龙版”往往拥有更好的相机配置、更多的拍照功能，以及好得多的拍照和摄像画质。再加上“骁龙版”往往上市时间更早、铺货更足，这些其实都是能很能说明问题的细节。
当然，随着骁龙8 Gen1+的正式发布，从目前的预告信息我们也不难推测，今年各大手机厂商基本上都在“憋着一口气”，在等待着高通这款新旗舰的正式交付。特别是一些此前只在上半年推出了“性能向”机型的品牌，更是将全新的顶级“拍照旗舰”留给了骁龙8 Gen1+。
换而言之，不久后我们应该就能看到一批又一批令人眼前一亮，更为极致的拍照手机搭载着高通的新旗舰SoC面世。如果你对智能手机的“顶级影像体验”有兴趣，不妨再稍微耐心多等待些时日吧。
