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標題: 行業(yè)陰謀：“手機攝影秒殺單反”（五）計算光學什么鬼？ [打印本頁]
作者: 劉丹    時間: 2023-2-7 17:27
標題: 行業(yè)陰謀：“手機攝影秒殺單反”（五）計算光學什么鬼？
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市場競爭離不開營銷，競爭激烈的智能手機市場更是一刻都離不開。
營銷這事兒說起來很復雜，解釋起來可以說的玄之又玄，也可以說的簡而又簡，若是只用兩個字概括的話，那就是“忽悠”。
營銷的本質(zhì)就是忽悠。
品牌們在營銷時花樣百出，變換著各種花樣忽悠消費者?？蔁o論它說得多生動、笑得多甜美，它的終極目標只有一個，那就是高溢價（這絕不是貶損，追求盈利是企業(yè)的本分和使命之一）。
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當某個品牌被更多的消費者喜歡時，它就會變著法兒的越賣越貴，手機品牌們當然也不例外，而且做得很成功。
但想把東西賣得更貴，得有適當?shù)睦碛?、把消費者忽悠住才行。
前面的系列文章中說過，國產(chǎn)手機決定性能的重要組件(比如CPU等)，都是在那幾家供應(yīng)商手里采購的，操作系統(tǒng)也都一樣，所以大家同檔次的產(chǎn)品性能相近，互相間形不成產(chǎn)品力優(yōu)勢。
廠商們在手機的主要功能性能上沒太多文章可做，就只能在附屬功能上找突破。
在手機的附屬功能中，攝影功能最受消費者關(guān)注，溢價能力最強！
而且相機的組件采購時選擇余地大，算法等軟件可以自己開發(fā)，只要肯投入，就有可能獲得競爭優(yōu)勢。
于是手機廠商們都在攝影功能上做文章。鏡頭數(shù)量和像素數(shù)字飛速上漲、拉踩單反相機為自己提身價，換代產(chǎn)品的價格節(jié)節(jié)攀升，廠商們賺得盆滿缽滿。
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可同行業(yè)各大品牌間激烈的競爭又出現(xiàn)了一個惡性后果：
大家爭相給像素數(shù)字灌水忽悠消費者，4000萬、5000萬、6000、一個億！應(yīng)用兩個億像素主攝的某品牌旗艦機，據(jù)說2022就要上市了......
牛皮越吹越大，終于hold不住了！

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你宣稱主攝6000萬像素的時候，照片質(zhì)量就跟別家1200萬像素主攝沒什么區(qū)別，媲美單反更是個笑話，不過反正老百姓只看數(shù)字大小不辯好壞(也不知道好照片啥樣)，稀里糊涂地也就蒙過去了，賺完錢了事。
可一個億像素的手機相機模組登場，味道已經(jīng)徹底變了，這個像素數(shù)字怎么來的？
硬件就別說了，什么成像算法、影像AI、多幀堆棧等等之類的說法已無法自圓其說，支撐不了這個過于夸張的數(shù)字。
不過不要緊，辦法總比問題多。
這不，新的成像理論應(yīng)用成果臨危受命，帶著滿滿的科技感匆忙登場了，走上了忽悠消費者的舞臺。

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影像AI這幾個字，把手機相機的像素牛皮，從800萬撐到了6000萬+；而計算光學這四個字，起碼能hold住1個億到10個億像素這個區(qū)間！
應(yīng)用“計算光學”，是手機廠商用來體現(xiàn)科技含量、支撐高溢價的最新武器，也是手機廠商宣揚“手機攝影秒殺單反相機”的終極武器。
這四個字一出，別說秒殺單反，哈勃望遠鏡都能秒！你說牛不牛吧？
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手機廠商們隆重推出了“計算光學”的概念，這四個字充滿了營銷特質(zhì)，--- 就是不好好說話。
在科研屆和理論屆，研討也好論文也好，沒誰直接說"計算光學"，一般都說"計算成像"，或者稱作"計算光學成像"。
"計算光學"這個神秘兮兮、深度滿滿的詞兒，翻譯過來就是"計算攝影"或者叫"計算成像"。
這倆名字顯然更好理解，但因為太好理解會顯得不值錢，用來忽悠人效果不佳，所以得可著玄乎、聽不懂的詞說。
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“計算成像”沒那么神秘，離我們并不遙遠，實際應(yīng)用已經(jīng)至少有30年的歷史。
醫(yī)院檢查用的3D造影、CT就是計算成像；遙感衛(wèi)星的“全息成像”也是“計算成像”，最常見、最簡單的計算成像就是我們身邊無處不在的紅外攝像頭。
實際上，在我們使用的智能手機中，“計算成像”也已經(jīng)應(yīng)用了很多年，成像算法、影像AI都屬于計算成像的范疇，但比較初級?，F(xiàn)在不過是有所升級，換了“計算光學”這個科技含量滿滿、充滿未來氣息的新馬甲重新登場。
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“計算成像”的真正意義在于：我看不見看不清，但我可以算出來！
關(guān)鍵詞不再是成像，而是計算！
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用常規(guī)光學攝影的方式拍月亮，你焦距再長、鏡頭口徑再大，有點小云霧遮掩著你還能玩得轉(zhuǎn)不？顯然不能了。
因為空氣中的塵埃水汽會遮擋光路、造成散射，空氣密度不均勻也會造成類似哈哈鏡的扭曲效果，這就造成了擾動）。
計算攝影就牛掰得很，哪怕有薄云和霧氣遮擋，肉眼只能看到個輪廓的情況下也可以拍出清晰的月亮。
方式是在視場中尋找參照點并且采樣，分析空氣對光子的擾動有多大，然后通過算法糾正過來，你就可以得到一張清晰的月亮照片了。
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如果你站在毛玻璃后面，因為毛玻璃有很多不規(guī)則的折射面，所以你身上反射的光，穿過毛玻璃后扭曲了，我看你就是模糊的了。
而計算攝影在采集毛玻璃上的光斑后，計算光的散射與扭曲規(guī)律，然后把扭曲糾正過來，就得到一張清晰的照片了，就像抹去了浴室鏡子上的霧氣一樣......神奇不？

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當你拿起手機拍攝遠處的風景時，因為硬件限制采集不到足夠的有效像素，可能遠些的樹葉就已經(jīng)分辨不清楚了。
成像算法和影像AI只能把那些樹葉涂抹成一塊塊的色斑（同時添加了像素），給你一個感覺上的清晰印象，覺得那是一棵樹。
而計算攝影則完全不同了，只需采集到那顆樹反射過來的少量光子，和那顆樹漫射到旁邊物體上、再折射到你鏡頭中的光子，就可以“計算”出那顆樹的清晰樣貌，清晰到每一片樹葉都能分辨。
甚至在你和那顆樹之間放一堵墻，讓你完全看不到那棵樹，只需采集到的那顆樹漫射到旁邊物體上、再折射到你鏡頭中的光子，就可以“計算”出那顆樹的清晰影像。
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計算光學的范疇很廣泛，相對于傳統(tǒng)光學來說具有很多革命性優(yōu)勢。比如提高成像的質(zhì)量、簡化成像系統(tǒng)，突破物理限制等。
有了這個計算光學這個理論基礎(chǔ)做支撐，手機廠商們別說一個億像素，10個億也敢吹了！
因為計算成像的重點是“計算”，照片是根據(jù)采樣信息算出來的！我說多少像素就是多少！
如果你懷疑照片質(zhì)量沒啥進步，那就是你的問題了。
手機拍攝的照片，質(zhì)量的好壞從來都不是用眼睛去分辨的，要用耳朵！
---- 你沒聽說嗎？手機相機的成像效果已經(jīng)媲美專業(yè)相機了嗎？
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市場行為一般都是輿論先行，應(yīng)用“計算光學”的產(chǎn)品陸續(xù)上市前，自然會有一波輿論造勢。
看張截圖：

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哈哈，國內(nèi)外的手機品牌為啥都不放過照相機行業(yè)呢？小鬼子是多不招人待見？
挑戰(zhàn)也好、媲美也好、秒殺也好，反正都在拿單反說事，上面的文中就用很確定的語氣在描述：
“智能手機已經(jīng)越來越多的地完成只有專業(yè)相機能勝任的任務(wù)?！?/strong>
“很多情況下，手機攝影的效果并不遜色專業(yè)相機！”
“旗艦手機是如何做到成像效果媲美專業(yè)相機的呢？”
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說這么多，核心思想是我應(yīng)用了計算光學，而“計算光學”具有超能力！
一定有朋友會問，你前文不也說了很多計算(光學)成像的優(yōu)勢嗎，聽起來確實很牛掰的樣子，你也認可手機攝影媲美單反了嗎？
不！
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計算成像確實是個好東西，我反對某些謊言和不切實際的論調(diào)，但我不反科學。
計算光學成像的美好前景，多半還都僅僅是前景！還都停留在理論驗證和有限應(yīng)用階段，距離普及應(yīng)用還遠著呢！
前文描述的“計算光學成像”的種種神奇之處，都是因為它“突破了物理極限”，--- 它超越了你的認知，所以你會認為很神奇。
手機廠商也大肆宣揚新品應(yīng)用了計算光學、“突破了物理極限”，但這是妥妥的營銷話術(shù)、概念轉(zhuǎn)移，讓你聽起來牛掰哄哄，實際跟他沒多大關(guān)系。
計算光學成像確實能夠突破物理極限，但不代表手機的相機真已經(jīng)做到，請問：哪個品牌的哪臺手機的攝影能力突破了物理極限？具體是哪一條？是自適應(yīng)成像，介質(zhì)成像，還是非視域成像？
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計算光學成像千好萬好，可偏偏跟手機的相機發(fā)生關(guān)系很難！
手機攝影說應(yīng)用了“計算光學”，那不過是嘴唇上抹了點豬油，就說自己吃了一頓紅燒肉。
因為制約計算光學成像應(yīng)用的不是理論，而是算力。
計算光學成像的重點在計算上，分析數(shù)以十億計的光子間的相互關(guān)系并排除干擾形成照片，那需要巨大的算力！

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按照計算光學成像的種種神奇理論，如果要在幾十分之一秒的時間內(nèi)，“生成”一張5000萬像素的照片，需要超級計算機那種級別的算力。
計算光學成像應(yīng)用最早、最牛掰的是歐洲航天局。
有很多人看過歐洲航天局發(fā)布的宇宙深空照片或者黑洞照片吧？
那些恢弘的宇宙景象都是“計算”出來的！一般一張照片要用上圖的那樣的IBM超算計算幾周甚至幾個月才能搞出來(我兔家的超算更快，但不給他們用)！

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計算光學成像的理論太玄乎，還在不斷地深化發(fā)展和應(yīng)用驗證中，理論成籮筐，應(yīng)用轉(zhuǎn)化可不太容易。
由于手機算力的限制，手機企業(yè)也只能做到有限應(yīng)用，沾個皮毛而已。
手機行業(yè)所謂“計算光學”的應(yīng)用，在提升照片質(zhì)量上起了作用，但有限。起碼在現(xiàn)階段營銷意義大于實際意義，不過是應(yīng)對競爭和實現(xiàn)產(chǎn)品溢價的噱頭而已。
但這個噱頭對“手機攝影秒殺單反”這個論調(diào)提供了更有力的理論支撐，對繼續(xù)給手機相機的像素灌水、繼續(xù)忽悠消費者多掏錢足夠用了。
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計算光學成像的事兒太復雜，領(lǐng)域廣泛、各種專業(yè)名詞也多。上文敘述為了便于理解盡量簡潔地說，也都轉(zhuǎn)換成了通俗易懂的白話敘述，肯定有不完善、不專業(yè)的地方，請諒解。

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作者: 莫同    時間: 2023-2-7 18:55
你這全篇都是大忽悠?。?br /> 連“衍射光學”這個背后的基本名詞都沒出現(xiàn)



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