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引言
大家发现没有，有了智能手机，用单反的人都少了，为啥，像素越来越高且如此小巧轻便随时可拍照、可分享的神器，还有各种美图秀秀的帮忙，爱美的摄影达人和爱臭美的自拍达人们自然爱不释手。
但是各家手机大牌标榜的各种拍照、成像功能到底是真的假的？有多强大？数码粉、技术控们一定想弄个明白吧，《机友都“好色”》这个系列中，与非网邀请资深、专业的手机评测人士钓寒江雪对市面上的经典机型逐一抽丝剥茧，来看看它们的成像效果到底是虚胖还是真的strong。
华为荣耀6+成像效果大起底
双摄像头现在已经基本成了智能手机的标配，与非网《机友都“好色”》的第一期我们就对华为的经典机型荣耀6+的双摄像头成像效果来个大起底。
全聚焦（EDOF）
智能手机存在同一个深度清晰度不同的问题，单反不存在这样的问题。多帧聚焦位置不同的普通图形合成EDOF图像，不同图像贡献的权重不同。显然下图中模糊的区域来源于权重计算的错误，钓寒江雪估计，荣耀6+拼接权重的计算可能使用了饱和度作为依据，通常离焦图像饱和度稍低，对于大面积艳丽区域来说就不一定了，看来还是边缘强度比较可靠。
图1
图2
虚化与先拍照后聚焦
双摄的好处在于能够稀稀拉拉估计出一些有一定可靠性的特征点的深度，然后利用类似GRABCUT的方法进行抠图。然后对抠出的背景进行模糊。下图中模糊算法显然出了严重的问题，类似的问题也在安卓手机QQ上出现过。钓寒江雪猜测，这个问题可能是压缩导致的，但是也可能是平滑算法导致的。
色阶问题为啥和华为如影随形呢？根据专业的分析，双边滤波在颜色平缓过渡且颜色的2阶梯微分不为0的区域容易出现色阶，理由是，一阶微分小的区域颜色比较接近，滤波权重也比较大，反之权重较小，颜色的缓变在滤波之后变成了突变，这种差异化的权重可能导致色阶。高斯模糊的话，一般不会引入这种色阶。钓寒江雪猜测，荣耀6＋的算法工程做高斯滤波时定点化处理的时候忘记了4舍5入，或者模糊算法模糊度参考来的邻域亮度差异。
- 聚焦近景时近景边缘（与远景交界处）存在不自然的虚边，而单反长焦则不会
- 聚焦近景时近景边缘（与远景交界处）存在错误：重影，锯齿，鬼影
- 预览时没有根据深度信息进行抠图虚化，只是简单将图像四周模糊，或者模糊远离触点的区域
图3 虚化算法存在严重的色阶
图4 安卓版手机QQ效果（白纸区域有严重色阶）
图5 安卓图库效果
下图中的锯齿问题，和光影魔术手的效果类似，感兴趣的朋友也可以试试OPENCV的GRABCUT，真的很像。
图6 近景外轮廓存在严重锯齿
图7 近景外轮廓存在严重重影
图8 聚焦近景时，近景的外轮廓存在虚化，这在单反长焦特写中不存在这样的虚边
这是个很有意思的问题，单反长焦大光圈时，前景清晰背景虚化，光圈更大时，近景的外轮廓是会更清晰些的。钓寒江雪认为，理由是近景发出的光都规规矩矩聚焦在感光芯片上，而背景上的光则扩散在传感器上，光圈越大，扩散越大，扩散越大，反而不容易使近景外轮廓糊掉，反而在扩散不是特别大的时候，会糊得厉害些。钓寒江雪认为，软件模拟的方式，要做到这一点比较难，但是不做到这一点，看上去会很假。
图9 聚焦近景时，近景的外轮廓存在遮挡错位，出现鬼影
当立体匹配算法出现错误，或者抠图不准时，就容易出现上述鬼影，钓寒江雪认为，这是个技术上的难点和痛点，并且双摄像头方案会一直这么痛下去。
图10 景深估计高概率错误
图11 背景常常被误认为是近景，上图中远景的一部分被错误地虚化
图12 实验表明，双摄像头对静止场景HDR没有任何改进
钓寒江雪认为，荣耀6+的HDR还是很不错的，但是真没看出来和双目有啥关系。
HDR
图13 HDR运动鬼影并没有因为双摄而消除
运动鬼影的出现，表示荣耀6+的HDR仍然是基于连拍多张的原理实现的，而并非用两张同时拍摄的图片实现的。钓寒江雪认为，荣耀6+的HDR真的很不错的，要拍摄出上述鬼影，并不容易，华为的HDR鬼影控制还是上了一个大台阶的，可以秒杀高通。
图14 华为没有实现双摄像头超分辨率（但实现了单摄像头（8M－13M）单张超分辨率）
常规预览、拍摄及超分辨率（Super Resolution）
实验表明，双摄像头对分辨率没有任何改进，常规拍摄没有发现过景深估计错误导致的鬼影，说明常规拍摄并没有使用多帧超分辨率。理由：如果华为拥有完美无暇的景深估计算法，荣耀6+没有理由在背景虚化时掉链子。既然景深估计有瑕疵，用双摄做超分辨率时就必然也会出现瑕疵。
图15 荣耀6+单帧超分辨率副作用：2-4个像素的黑边
超级夜景
图16 超级夜景（有灯）需要长曝光时间（5S以上）有严重鬼影
- 降噪有一定效果
- 需要三脚架
- 运动物体会有鬼影
- 不涉及双摄像头
三脚架主要应对长曝光时间的运动模糊，及省略多帧连拍图像之间的配准计算过程。
增大曝光补偿EV时，荣耀6+的问题比较大，画面雾蒙蒙的，甚至EV值改变后，曝光时间居然没变。第二天我测了金立E7，发现EV值改变后，并不会雾蒙蒙 的。钓寒江雪大胆猜测，荣耀6+，调整EV值的时候，没有改变曝光值，甚至连Gamma或者OB(optical black)都没有正儿八经去调一调，弄得雾蒙蒙的。
图17 EV=-2
图18 EV=-1
图19 EV=0
图20 EV=1，雾感严重
图21 EV=2，雾感严重
荣耀6+超级夜景总体来说有一定效果，但一旦画面中有运动物体就不行了，如果要拍摄晚霞，如果云彩有轻微飞动，云就很模糊。
图22 荣耀6+三脚架固定拍摄的超级夜景
超级夜景的一个亮点是加入了HDR，这使灯光不会变胖。不过要拍出这个效果，需要三脚架，不能有行人，如果拍云，拍树叶，连微风都不能有，拍喷泉的话，肯定也不行了，肯定会糊。
拍完这张图像，钓寒江雪立马有一种想去拍晚霞或者日出的冲动，日出或者日落，没有风，身边恰好有个能装荣耀6＋的三角架的时候，搞不好能拍出惊艳的效果。但是，不知道要猴年马月了，还不如用单反轻便。
图23 金立E7大眼睛手持夜景模式拍摄效果
E7夜景看上去没有荣耀6那么艳，但是非常实用，很贴心，随手就能拍到珍贵的景色。
图24 金立E7大眼睛拍摄，EV=2，完全没有荣耀6+那种雾感
常规夜景
图25 常规夜景
测试：
捂住边上摄像头拍摄与不捂住没有区别
没有出现深度不连续导致的鬼影
结论
常规夜景只是用了单个摄像头
暗光（极暗）预览与拍摄
暗光下，荣耀6＋边上摄像头用于拍摄，中间摄像头用于预览，测试方法如下：
捂住边上摄像头，可以预览但是排除的照片全黑，捂住中间摄像头预览全黑，但可以正常拍摄
图26
聚焦
钓寒江雪没看出荣耀6+用双眼对AF的改善，大白天聚焦失败的情况也时有发生，更别说夜景了。话说特征点匹配本来就耗时，而聚焦又是毫秒级的应用，大胆地猜测，这纯属扯淡。
不过话说回来，聚焦一直是手机的痛，单反其实也一样。常常兴高采烈地拍了一堆照片，拷到电脑上一看，一半糊的，心中那个痛啊。有人说我用iphone 6，其实也就糊少点点，没有本质区别。钓寒江雪号召各大手机厂商，加油把AF这个问题搞好点，少吹牛。
预览曝光时间 65毫秒
拍摄曝光时间 85毫秒
图27 低光下曝光时间测试，一个LED灯亮5毫秒
双摄到底有没有起作用
- 背景虚化，EDOF，全聚焦拍照时可能使用了双摄像头，预览时没有使用
- 极暗场景才使用双摄像头，一个预览一个拍照，增加预览帧率
- 常规场景没有使用双摄像头
- HDR与夜景（非极暗）没有使用双摄像头
- 双摄像头对AF起到的改进难以感觉，或者说没有改进
荣耀6+总结
- 华为的采用的8M的SENSOR在低照度下具有较好感光度，加上其多帧降噪技术，其低照度性能得到了明显提升。但这些和双摄像头都无关
- 华为的超分辨率算法处理时间大概2-3秒，但是巧妙地使用了UI在后台处理，这让人觉得处理速度非常快。
- 背景虚化，先拍照后聚焦，以及全聚焦会增加一些趣味性，但同时也较大概率地带来副作用，使图像质量大打折扣。
- 华为的虚化算法处理时间大概2-3秒，但是巧妙地分解在不同的UI操作步骤中，这让人觉得处理速度非常快。
- 超分辨率与HDR 合成都由单摄像头完成，但HDR运动鬼影抑制比高通好，手抖也几乎不会导致鬼影。
- 超级夜景有一定效果，使用了HDR，灯光不会长胖，多帧降噪也还可以，但需要使用三脚架，这限制了使用范围。
双目立体摄像头面临的配准算法的挑战
- AF问题的影响：AF不可避免带来焦距的轻微变化，从而带来图像轻微缩放甚至中心点漂移，这种复杂变化几乎无法标定，也就是说缩放本身会增大配准难度，即使配准了，深度信息也会因为中心点漂移而计算不准。IDC分析认为如果采用同步AF的方式，需要增加通信的成本，导致系统变得异常复杂，如果只控制一个摄像头AF，另外一个跟着动也可以，但前提是模组一致性要很好，而且高温高湿度撞击振动等情况发生时，模组一致性还是要很好才行；
- 视频：视频模式下一边AF，一边配准，系统会非常复杂；
- 景深不连续：景深不连续的场景下实现图像配准算法，时至今日仍然是一个难题，难度远远超过了遥感配准，全景拼接配准，及手抖配准。遮挡问题本身就更难解决；
- 全局的单应矩阵转换模型：在深度不连续的场合下，全局的单应矩阵转换模型并不适合两幅图像之间的几何变换关系；
- 卷帘式快门与非刚性：HDR拍摄时，曝光时间不同，果冻效应导致的形变量不一致可能导致图像局部形变不一致。这个问题可能会将刚性配准问题转变为非刚性配准问题；
- 全局一致漂移算法配准：全局一致性漂移算法假设越靠近的像素偏移量越接近，可以用于配准非刚性物体，但是深度不连续本身就是一种全局不一致，漂移量全局一致性不成立；
- 多模态图像配准：如果采用非对称摄像头，两个摄像头不相同，例如黑白和彩色摄像头的SENSOR的光谱曲线差异大，配准难度可能增大。
图28
对这里面的技术原理感兴趣的，可以参考 双目摄像技术分析--突破光学与尺寸的极限
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