关于手机拍照我们是这么“测”和“评”的

2018-12-07 04:15 来源:未知

  从一开始的单纯记录画面,到现在的艺术创作,手机拍照表现在这几年有了飞速的进步。从 2012 年开始,我们对市面上主流手机的拍照表现进行测试研究,到现在数据库已经非常庞大,也可以说我们从数据的角度见证了手机拍照的飞跃式发展。

  熟悉 WHYLAB 的朋友会知道,我们会针对每一款有代表性的手机进行相机简评,这个内容也应该算是各种测评内容里面唯一有严谨专业实验数据支撑的,所以经常会有网友问我们的数据是怎么来的,这里就简单地给大家介绍一下我们是怎样去评价一款手机拍照表现的。

  总的来说,我们是从三个大维度去评价,第一个也是最重要的一个就是客观测试;第二个是相机性能测试;第三个则是主观评价。

  首先我们来看客观测试,整个相机的测试在涂满德国进口中性灰涂料的“小黑屋”里面进行,之所以采用中性灰涂料是为了保证相机实验室四周无反光点。墙上挂着的是反射式的测试标板,来自于德国 Image Engineering 公司,左右两边的光源由 iQ-Flatlight 提供,通过电脑软件控制可以模拟出大部分日常生活场景的光照环境,我们在这种环境下进行客观测试和数据采集。这套装置可以高度还原各种测试场景,所以我们也可以在实验室测试手机相机在各种色温各种照度下的拍照表现,由于变量可控,不同手机的数据具备可对比性。中间的导轨机台上面有可三轴调整的支架,主要用于微调手机取景框与标板的对齐。

  它主要测试一台手机拍照的综合效果,有解析力,色彩,白平衡,细节等一些项目。比如它上面有 96 个不同的色块,通过实际拍摄与软件分析,我们能读取到色差、色度、明度、饱和度等相关色彩信息,就可以知道这台手机在这 96 个色块上面的色彩表现,得出色彩客观分析的结果。

  TE268H 西门子星图标板,它主要测试手机的各个范围的解析力,由于是采用空间频率的计算方法,所以能很好地屏蔽掉锐化算法对结果的影响。大家可以理解为,手机解析力表现好,西门子星图里面的线条就能看得越密,反之则不能分辨清星图里面的线 标板,主要测试手机相机的畸变情况和色差,通过测试标板内十字星的偏移情况,我们可以得出畸变的偏移方向和 R、G、B 的偏移程度。从我们的数据库来看,得益于摄像头模组制作工艺的进步,再加上畸变校正算法的发展,目前大部分手机的畸变水平都在合格线以上,出现在之前老旧摄像头上面的枕型畸变与桶型畸变已经很难看到了。

  TE276 Dead leaves 标板,又叫枯叶图,主要测试手机相机的细节还原表现。同一个场景拍出来的照片,为什么单反相机看起来就那么清晰,手机则要逊一筹,很大程度上是因为细节还原表现有较大差距。有条件的朋友可以试一下,找一张有丰富脉络的叶子来拍摄,特别是在光照环境较差的环境下,两者对比一下就会看出肉眼可见的差距。从图像还原的原理上来讲,一是手机摄像头硬件缺陷并不能如单反一样获取更多的细节信息;二是手机内部的降噪算法会将细节信息(与噪点信息频率相似)涂抹掉。Dead leaves 枯叶图的诞生就是专门用来测试手机相机的细节还原表现。

  还有,大家总感觉 iPhone 手机拍照自然好看,很大程度上是 iPhone 的枯叶图测试表现较好,这一点我们可以从数据中看到。

  TE270 透射式标板,主要测试手机相机的宽容度和各个光照条件下的视觉噪点表现。首先来看宽容度表现,这也是近段时间各家手机厂商在力拼的一个项目,它最实用的场景就是背景亮度较高的环境,比如日落、窗外、背景灯光等,能够将高光部分压得住,暗部的信息也能够还原出来。

  噪点表现方面,在各个色温和照度条件下分析手机相机拍摄的 TE270 标板,结合了对应的 CSF 人类视觉函数换算出来对应的数值,分为三个观察态,大概意思是,你分别通过:1,百分百放大;2,在一块大尺寸的电脑显示器上;3,在手机屏幕上;这样一来就能更全面地测试出来这款手机相机的噪点表现。

  TE255 透射式标板,主要测试手机相机的均匀度表现。这个很简单,主要看亮度均匀度与色彩均匀度,通过测试软件分析手机拍出来的 TE255 标板图,将亮度数据进一步处理,具体表现就很清晰明了了。

  当然了,这些图卡只是我们常规测试的一小部分图卡,挑这些出来讲主要是因为比较好理解,其它比较干涩枯燥的我们就不说了。

  做完客观测试,接下来就是性能测试了。性能测试主要依赖高速录像机和 log 文件抓取。影响大家日常使用体验的项目都有涉及到,比如相机冷启动时间、热启动时间,关乎到大家每一次打开相机的快慢。比如对焦速度,又会分为不同环境照度,白天光线充足时候对焦有多快,夜晚光线较暗的时候对焦有多快,都可以测试出来。再比如拍摄速度、回放速度等易于感知的项目,也有 AE 收敛、AWB 变化等不易于感知的项目,统统都使用数据来进行量化,虽然目前业内没有一个明确优劣的标准,但我们却是知道合格、良好、优秀的标准线在哪里,因为我们背后有着近 6 年上千款手机的数据积累。

  最后,则是主观评价。主观评价比较简单粗暴,一个中心原则就是:多拍。我们会模拟不同用户使用习惯去拍摄,覆盖了大部分人经常拍摄的同类型场景。一方面是基于客观数据基础拍摄固定场景去寻找问题,另一方面是通过大量的样张去发现概率性问题。每一个样张拍摄的场景都会对应着手机相机的某项表现,比如我们经常拍摄的海湾大桥,就能看出在这个条件下相机的解析力、宽容度、AE、AWB、细节还原、噪点等表现。

  将手机相机经过三大项测试后得出来的数据代入我们的评分算法之中,就能得到一个相对客观稳定的分数,大部分手机的得分已经传到我们的同名小程序中了,大家可以随时查看对比。

  不知道大家有没有发现,现在手机拍照表现已经逐渐到达一个瓶颈了,各家的手机拍照表现已没有太大的差距。上一个突破这个瓶颈的是苹果,那么,这一次你觉得又会是谁呢?欢迎留言跟我们一起讨论。

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