三、大夢初醒 XD Fusion統(tǒng)御下的華為計算攝影

筆者在初上手華為P40系列之時，首先被該系列強大的硬件所吸引，關(guān)注重點自然也一直停留在此。

而隨著體驗的深入，我們漸漸發(fā)現(xiàn)，硬件之外的軟件與算法機制是華為P40系列的影像能力迥異于過去的靈魂核心，也是關(guān)鍵所在。

在前言部分我們說過，就硬件方面而言，廠商們都逐漸陷入發(fā)展瓶頸，無論是定制鏡頭、重金堆料、研發(fā)新的傳感器，對于大多數(shù)廠商而言總是逃不過最終趨于同質(zhì)化的宿命。在這種情況下，算法的地位越來越重要，成為手機品牌之間用來較量影像能力的新“無人區(qū)”，這也是“XD Fusion圖像引擎”問世的理由。

——關(guān)于XD Fusion圖像引擎

大家從XD Fusion的字面上可能看不出一個所以然來，因為它單純只是一個代號，X為Extreme（極致），D即Definition（清晰），F(xiàn)usion譯為融合，重組成“XD Fusion”也就是“超清圖像引擎”的意思，如此解釋可能仍舊還很抽象，那么我們就通俗地將它理解為“計算攝影”。

這里我們要明確的是，計算攝影不是一個空洞的概念，公開資料顯示：目前與之相關(guān)的計算攝影學已經(jīng)發(fā)展成將計算機視覺、數(shù)字信號處理、圖形學等深度交叉的學科，結(jié)合計算、數(shù)字傳感器、光學系統(tǒng)和智能光照等技術(shù)。

然后從成像機理上來改進傳統(tǒng)相機，并將硬件設(shè)計與軟件計算能力有機結(jié)合，突破經(jīng)典成像模型和數(shù)字相機的局限性，增強或者擴展傳統(tǒng)數(shù)字相機的數(shù)據(jù)采集能力，全方位地捕捉真實世界的場景信息。

華為的XD Fusion可以粗淺地理解為計算攝影。

——硬件生產(chǎn)素材輸入

硬件是生產(chǎn)圖像素材的基礎(chǔ)，也是本次評測所要展示的重要內(nèi)容之一，由于篇幅所限，不得已將之拆分至稍后詳述。

這些年華為P系列的硬件底子發(fā)展有目共睹，我們也就不再多花時間贅述一一回顧歷代P系列機型的里程碑式成就，譬如P20 Pro的三倍光學模組以及定制大底元件；譬如P30 Pro的5倍光學模組加入，RYYB排列定制感光元件讓手機攝影走進0.1Lux的暗光環(huán)境……

來到P40 Pro+，單像素和尺寸都更強悍的傳感器、10倍光學變焦模組、更加準確的環(huán)境色溫感知、ToF加入，麒麟990 5G平臺提供的AI算力，筑起素材輸入的生產(chǎn)工具基底，目的是接下來為軟件端的處理做準備。

——機器視覺連同場景語義分析進化

機器視覺，中高層語義的分析、理解和分割是XD Fusion圖像引擎的重要組成部分，這里也已經(jīng)到了軟件層面。其進化通俗點來講，體現(xiàn)在對不同場景的AI成像理解逐漸趨于準確，比如讓綠植綠得不那么機械，讓天空不那么像是油畫。

在場景語義識別層面，這些被識別出來的圖像得到語義做理解與分割，比如人像拍攝時進行人與周圍環(huán)境分離的摳像，就是為了美化人像做準備。這一過程可以理解為對硬件所生產(chǎn)素材的分類和首次加工。

華為最早在Mate 10上首次加入“AI攝影大師”，一時之間掀起跟隨模仿的大潮，一眾品牌及旗下機型都將AI優(yōu)化納入自身的體系當中，不過那時大多數(shù)廠商的AI還僅限于簡單粗暴的P圖，譬如部分場景無所節(jié)制地拉高飽和度、弱光下瘋狂地提亮都不鮮見。

這招致了很多用戶的誤會，就連筆者有時候也為之深感迷惑，更多時候手動關(guān)掉AI功能，干預“負優(yōu)化”，無法理解其存在的意義。

然而隨著P40系列伴生的XD Fusion到來，這套完整的機器視覺、場景語義分析體系進化到未曾見識過的高度，筆者才如同大夢初醒一般驚覺其必要性以及前瞻性。而華為P40系列標志著其領(lǐng)先于國產(chǎn)品牌陣營，提前結(jié)束從簡單粗暴的渲染到精確場景AI成像落地這一漫長過程。

接下來我們用一組樣張簡單舉個例子。下面這兩張照片，是華為P40 Pro+主攝直出和“更多”選項里HDR選項出片的對比。XD Fusion的加持讓華為對場景的HDR優(yōu)化轉(zhuǎn)變風格，脫離用力過度的情況，根據(jù)實際場景調(diào)節(jié)HDR尺度。

高逆光環(huán)境下，上圖是按照傳統(tǒng)操作強制開啟HDR，下圖是AI攝影大師直出。可以看到兩者在視覺上幾乎沒有任何區(qū)別，高光壓制，暗部細節(jié)兩者都很清楚。AI攝影大師和HDR模式的色彩，色溫區(qū)別也幾乎沒有。

由此可以判斷自華為P40系列開始，AI攝影大師在積極融合傳統(tǒng)的HDR等功能，讓用戶安心地將各類場景托付給AI攝影大師做自動化的識別處理，鼓勵直出照片，無需手動切換到專門的攝影模式。

——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理精加工

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理可以淺顯、簡單的理解為按下快門之后的計算過程，筆者最初在上手P40系列之后很困惑于取景器觀察為什么和最終成像有著比較大的差異。直到后來隨著體驗、理解的深入，我們發(fā)現(xiàn)這是其在借助NPU、DPU、ISP的計算能力進行圖像處理。

前面我們說“AI攝影大師”在場景語義識別層面，是對被識別出來的圖像得到語義做理解與分割，是對素材的分類和首次加工。那么神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理則是模仿人腦對照片信息進行精加工，中間是玄妙的學習、隨機甚至是猜測，旨在為用戶提供一張有眼緣的照片。

我們常常在談論的畫質(zhì)如何、噪點嚴重與否、色彩是否準確，這些像素級的處理便是經(jīng)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工。

RAW文件截圖

這是未經(jīng)任何處理的RAW文件，其保留了原始的圖像信息，理論上最接近所謂的“真實”環(huán)境。

這是同一顆主攝，在AI模式下和專業(yè)模式下（關(guān)閉AI）成像在高逆光環(huán)境下的對比。從中可以一窺，這顆大底確實需要算法和芯片的優(yōu)化，以及華為的這套XD Fusion方案確實是在影像的真實與討好眼球之間尋求一個理想的平衡。

當然，以上也只是XD Fusion方案最籠統(tǒng)的剖析展示，更具而化之，也許數(shù)萬字也難以道盡此中更多的步驟與邏輯，再具體如AI-RAW算法、8色彩通道色溫傳感器+AI AWB自動白平衡算法……這些豐富且特殊的功能都是隨便拆出一項都能剖析半天的，現(xiàn)在通通都被XD Fusion所收納涵蓋。

月球環(huán)形山清晰可辨（100倍變焦）

華為因為在影像方面太超前的技術(shù)布局以及實現(xiàn)，時不時地會招致一些誤讀與誤解，想起此前的多事之秋，各種事件沸沸揚揚地甚囂塵上，甚至一度還上升到了攝影倫理的討論。

然而到了今天，看看過去諸多受過質(zhì)疑、疑惑、費解的諸多影像技術(shù)都齊聚華為XD Fusion圖像引擎大放異彩，是不是有一種大夢初醒、恍然大悟的感覺？華為的影像系統(tǒng)的努力方向從來沒有變過，過去所做的一切都是為了讓普通用戶，在任何時間、任何環(huán)境下，只需要點下快門，無需任何后期直接得到一張有眼緣的好照片。

只是從過去到現(xiàn)在，相當多的大眾用戶甚至傳統(tǒng)的攝影愛好者并不能預見哪怕理解這種跨學科、跨領(lǐng)域的前瞻性，傳統(tǒng)的影像觀念在這種顛覆中遭受一次又一次沖擊，拒絕、抵觸即本能反應。

當然，先行者多是孤獨的，不孤獨就不足以成為先行者。