我先請大家做個小試驗：睜開雙眼，將一支筆插進筆帽，很容易對吧。再閉上一只眼，做同樣的動作，會麻煩一些吧，因為你失去了部分視覺信息。這是雙眼看物和單眼看物的區(qū)別，也是“雙攝”較于“單攝”的優(yōu)勢，“雙攝”絕不是增加一個攝像頭那么簡單，它起到1+1>2的效果，這也正是華為堅持做“雙攝”的原因。

2012年我接手負責手機拍照的工作，我們有個夢想，讓手機的拍照效果不輸專業(yè)相機，消費者舉起手機，每一拍都是大片。

從一只眼到兩只眼

要想手機拍照效果好，有兩個方面特別重要，一是硬件，即攝像頭模組，它相當于人的眼睛；二是算法和ISP（圖像處理器），它是大腦，負責處理“眼睛”搜集過來的圖像信息。一天中午，我給消費者BG CEO 余承東匯報工作計劃，余總邊吃盒飯邊聽我說，一個多小時的談話，確定了今后多年的大體原則。在攝像頭模組上要大量投入，對各種相關(guān)芯片和算法要自力更生。

算法上，手機的計算能力是專業(yè)相機所不能比的，往這個方向發(fā)力一定沒錯。我們從三個方面著手，一是提升圖像的基本質(zhì)量，二是根據(jù)不同場景做不同處理，三是充分利用已有的視覺算法做局部處理。從而成立了三大算法引擎，命名為3IE（3 Image Engines），希望通過三大引擎拉動拍照水平的高速前進。而且我們的算法水平一直在持續(xù)進步。

至于硬件，該怎么辦，單反相機的鏡頭高度是手機鏡頭的30多倍，感光量等方面完全不是一個級別的。那么能不能把手機鏡頭做大一點呢？曾有友商這樣嘗試過，鏡頭模塊弄得跟專業(yè)相機一樣大，拍照效果確實頂級，可這款產(chǎn)品銷量慘淡。為什么呢？任總說過，手機首先是一部手機，而不是相機。消費者對“可以打電話的相機”并不感興趣。

市場已經(jīng)證明，手機鏡頭尺寸小是一個既定事實。所以我們另辟蹊徑：增加一個鏡頭。道理很簡單，兩只眼看東西肯定比一只眼看東西更清晰、更立體。雖然手機容納不了大塊頭的單反鏡頭，但放置兩個攝像頭還是有空間的。

那是2014年左右，我們開始頻繁拜訪各種光學公司、攝像頭模組公司，期望將“雙攝”落地。汲取了各方“宇宙能量”后，我和老羅還有2012實驗室等幾位同事跑到實驗室，鼓搗了一個樣機，用比較“粗放”的方式把兩個1300萬像素攝像頭組裝在一起，再加上我們自己的算法。

后來，余總和一些領(lǐng)導(dǎo)來實驗室觀看，看到樣機拍出的效果圖，很驚喜，當場拍板應(yīng)用在年底上市的榮耀6 Plus上。大家當時很激動，覺得離開發(fā)出成熟的商業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)不遠了。可誰料，方向正確，道路卻曲折。

“雙攝”真的有用嗎？

由于整個業(yè)界都沒有工程化的成功經(jīng)驗，在量產(chǎn)過程中，我們遇到很多工藝上的難題。比如怎么把兩個攝像頭固定住，怎么計算精準深度，怎么保證兩個攝像頭能同步，等等。從原理上能說通的事，到了實際操作起來卻很難。

我們和研發(fā)、制造同事在產(chǎn)線上日夜攻關(guān)。為了設(shè)計一種雙攝固定的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通過華為手機的嚴苛可靠性試驗，嘗遍了所有點膠方案和加固方案；甚至有很長一段時間，一整條組裝線體都是50臺進行一次組裝，因為這次50臺可能和下次50臺手機是完全不一樣的方案；算法的同事也并不輕松，在算法速度和效果方面不斷突破，尋找不同的濾波器，不同的匹配算法使得性能最佳。

最后我們把全部工藝問題解決時，已使得榮耀6 Plus比預(yù)期晚上市三個月。整個業(yè)界在“雙攝”及其算法的工程應(yīng)用上都遠未成熟，榮耀6 Plus也沒能給用戶帶來驚艷體驗，雖然對焦速度確實快了很多，但拍完照后的圖像處理速度慢，這需要我們在算法上進一步發(fā)力。

第一款“雙攝”手機的市場反響不盡人意，讓我們招來許多質(zhì)疑。有的認為，單攝像頭的效果其實還是不錯的，有沒有必要非得做“雙攝”？有的認為，“雙攝”模組的成本約是“單攝”的兩倍，還要打造新的生產(chǎn)治具等，值不值在這方面投入？記得有家科技雜志還登了篇文章——《雙攝像頭真的有用嗎》。 公司內(nèi)也有懷疑，“雙攝像頭有什么好的？”“不比單攝像頭好多少啊?！鳖愃七@樣的聲音我?guī)缀趺刻於寄苈牭健?/p>

不過我們不放棄，從原理上講，我們是對的。我一直堅定地對自己和團隊說，“雙攝”是個好東西，如果最終的效果不好，不是“雙攝”的問題，而是我們對細節(jié)沒研究透。一個市場調(diào)查給了我們很大鼓舞，買榮耀6 Plus的消費者中，大部分是沖著雙攝像頭去的。

對于新技術(shù)，消費者不會苛求，對第一款“雙攝”手機也是寬容的?？晌覀兡芸偸瞧硗麑捜輪幔?strong>如果拿不出下一代過硬的產(chǎn)品，消費者會拋棄我們的。

模擬人眼，彩色加黑白

兩年磨一劍，直到2016年的P9上，我們才推出下一代“雙攝”。之所以花了兩年，因為這是一個非常艱辛的探索過程。從理念到技術(shù)，整個業(yè)界在“雙攝”上都不成熟，許多號稱的“雙攝”還停留在概念層面，比如兩個攝像頭不是同時啟動的，而是根據(jù)拍攝實際需求自動切換。我們當時的原則是，給消費者真正的“雙攝”，把它做到真正的商業(yè)級水平，否則還不如不做。

我們嘗試了很多理論和方法，既遭遇了挫折，也汲取了養(yǎng)分，后來我想到研究人眼的視覺原理。這個想法不是靈光乍現(xiàn)，它受到很多因素的啟發(fā)。比如我們想讓攝像頭“知道”每個物體離鏡頭有多遠，一開始我提出算絕對距離，就去學習諸如三角基本型法則等理論，發(fā)現(xiàn)攝像頭只能算出相對距離，但人眼為什么能估算出絕對距離呢？再比如我們推出大光圈，一張800萬像素的圖片有800萬個點，可攝像頭只能對30萬個點產(chǎn)生深度信息，這是何等粗糙，都無法把物體的邊緣值“摳”出來，更別提未來的深度計算了，但人眼為什么能把物體那么多信息“摳”出來？

就這樣，在一步步摸索中，慢慢地我們想到模擬人眼。我一直認為，做產(chǎn)品，尤其是新產(chǎn)品，不可能一開始就胸有成竹、一步到位地預(yù)測出產(chǎn)品最后形態(tài)，一定是在做的過程中遇到困難，繼而轉(zhuǎn)向研究更深的原理，如此循環(huán)。當然，前提是方向要大致正確。

對于手機的“眼睛”，我們有一項非常重要的創(chuàng)新，我們想拿出來仔細說說。

人眼里有錐狀和柱狀兩種細胞，分別感知顏色和紋理，而紋理細胞是顏色細胞的好幾倍，這是因為人對細節(jié)的要求是高于顏色。想象一下，在較暗的環(huán)境下，你看不見物體的顏色，但可能還能看見物體的輪廓。基于此，我們做了相當大膽的決定，兩個攝像頭，一個彩色的，一個黑白的，前者主要捕捉色彩，后者主要感受紋理，結(jié)合起來就讓照片更清晰、細節(jié)更豐富。

方案聽起來毋庸置疑是美好的，可落實起來太難。彩色攝像頭要求曝光不能太大，才能讓色彩層次更豐富；黑白攝像頭要求曝光較大，產(chǎn)生足夠的亮度，才能捕捉足夠的細節(jié)。兩個攝像頭“看”到的圖像信息差別如此之大，“視網(wǎng)膜”怎么把不同信息融合起來呢，這就涉及融合算法。毫不夸張的講，世界級難題。

最開始，我們嘗試在彩色照片基礎(chǔ)上“貼”黑白照片，類似于有一張細節(jié)不那么豐富的彩色照片，再把黑白照片上更清晰的紋理在彩照上“描”出來?？蛇@樣的話，只在暗光等特殊場景下才能顯現(xiàn)彩色加黑白的優(yōu)勢，其他場景和雙彩色方案的差別不大，那就沒意義了，我們不滿意，消費者也不會滿意。

一位同事提出，“要不，反過來試試？”在黑白照片的基礎(chǔ)上“貼”彩色照片，相當于保留了黑白照片強大的清晰度，用彩色照片給它“涂色”。這就很難了，原來只需要局部匹配成功，現(xiàn)在需要整幅圖匹配成功，我們需要做計算機視覺技術(shù)、彩色拼圖技術(shù)。大家玩了命地去想辦法、做實驗，只要原理正確，技術(shù)問題總有辦法解決。距離量產(chǎn)發(fā)貨還有兩個月，兄弟們把彩色加黑白方案落實了。

P9上市后成為爆款，拍照功能也得到廣泛好評。我個人覺得，華為是第一家把雙攝像頭做成成熟技術(shù)的公司。

后記

伴隨著拍照能力的提升，我們的團隊也越發(fā)壯大。

華為在全球設(shè)立有研究所，美國研究所和歐洲研究所就像兩只眼睛，緊盯各種全球前沿技術(shù)、最先進的科技和材料；日本圖像所和芬蘭研究所就像消化系統(tǒng)，消化各種原始先進技術(shù)，用各種仿真來驗證優(yōu)劣，從中吸取研發(fā)；國內(nèi)的研究所就像大腦，綜合各種信息，決策方向。在華為對攝像頭硬件、算法、平臺等研發(fā)過程中，有幾百名外籍專家參與其中，齊心協(xié)力完成手機拍照的革命性升級。除了這些研究所，HISI和EMUI的給力支持也不可分割。一個產(chǎn)品的成功永遠是一個系統(tǒng)的成功，HISI ISP自從自研后，跨越了從0到1的轉(zhuǎn)變，從此一日千里，進步有目共睹。

在拍照的研發(fā)進程中，我們的目標微微有些變化。從一開始追求技術(shù)巔峰，轉(zhuǎn)向平衡先進技術(shù)和人性化需求。在P9之后的產(chǎn)品中，研發(fā)團隊都會邀請知名攝影師參與到開發(fā)中，指導(dǎo)各種場景的色彩調(diào)試、色彩偏好、參數(shù)設(shè)置等。至今，團隊已經(jīng)積累了人像、美食、高動態(tài)范圍、夜景等場景下的調(diào)試方法和處理方法，使照片更有氛圍，更加充滿人情味。

當然說實話，“雙攝”作為一種新技術(shù)，提升空間還有很大，我們和業(yè)界其他公司都只是剛起步。不過我們在理論層面堅信多攝像頭取代“單攝”是歷史必然，就像蒸汽機替代了馬力，認準了方向，保持戰(zhàn)略定力和戰(zhàn)略耐心，我相信，我們今后會給消費者體驗帶來質(zhì)的改變。

本文來自《華為人》