小米相机如何炼成
作者丨王飞
在小米十周年的庆典活动上，小米集团CEO雷军公布了小米10至尊纪念版的相机成绩再次登顶DXOMARK的消息。
他略显激动地说，因为友商选了DXO，而且提前跑了三年，天天说他们DXO第一，是吗？“我就较劲了，所以我们就死磕了三年。”
不过由于当时活动的主题还是主要围绕在十周年庆典上，所以雷军也并没有给出这个相机系统及其背后的太多细节。
8月底，品玩（公众号：pinwancool）参加了一场小米10至尊纪念版的影像技术交流会，虽然会议仍然是围绕小米10至尊纪念版这款产品，但在会上，我们有幸接触到了小米相机部总经理易彦、小米相机部产品总监苗雷、小米相机部光学专家候鍁錩以及远在日本的小米相机部Sensor专家小林（Atsushi Kobayashi），这让我们也有机会跟深入地了解小米相机部的历史，以及他们在产品功能和策略上的那些抉择。
2017年的差异竞争点
回顾小米和DXOMARK的历史，如果按照雷军的说法，第一部送测DXOMARK的手机是2017年12月的小米Note 3。不过我们在英文版的DXOMARK网站上查到的最早测试记录是——2016年5月的小米5。
具体的原因已经没有办法了解，不过我们猜测——也许是因为小米Note 3是小米主动送测的第一款产品，又或许是因为这段历史并不想被提及。
“2016年小米核心器件部门成立，当时有四个部门，包括相机和核心器件部门等等。”小米联合创始人林斌曾告诉我们。
林斌2017年12月份开始负责手机部门的整体研发，但其实相机研发精力占到了他全部工作的一半以上。
2017年，正值手机相机技术快速发展，其超高的便携性和逐渐增强的手机app算法能力正改变了人们对于手机拍照的看法——比如苹果2017年开始采用自主研发的ISP（Image Signal Processing，图像信号处理器）是一个信号，其在采用新的ISP后的产品成像风格更讨好用户。
而国内不少有追求的手机公司也开始追赶全球手机巨头，他们慢慢放弃了原来买手机相机模组和通用算法的方式，转而开始更主动更深入地相机研发。
“可能大家觉得把器件堆上去，照片就能拍好。”林斌称，其实远远不是这样，越做觉得越难，“雷总说感觉比手机还难，我真心觉得比手机更难。”
▲小米CC9 Pro，图片引用自网络
2018年小米MIX 2S登陆DXOMARK，算是小米相机的一个小的高光时刻。其采用双摄像头的配备，使用了一个1/2.6英寸图像传感器，以及一个带光学影像防抖（OIS）系统的等效26毫米广角镜头。而第二个摄像头使用一个较小的1/3.4英寸1200万像素图像传感器，以及一个等效46毫米的远摄镜头，但远摄镜头没有OIS系统。
DXOMARK在《MIX 2S：中国明珠》的评测中这样夸赞它：小米MIX 2S搭载了诸如远摄、散景模拟模式、相位检测自动对焦等顶级摄影功能......足以令智能手机摄影者兴奋不已。
现在回看，应该在从送测小米MIX 2S开始，小米已经决定了要在手机相机影像技术大干一票。
同年5月是小米相机团队的大日子。雷军发布了一封内部信，他宣布在手机部内成立单独的相机部。雷军强调，拍照已经成了很多用户选购智能手机的关键因素，用户对于手机拍照功能的要求也越来越高，相机部门将集中全公司的优势资源，一定要把小米手机的拍照水平做到世界顶级。
“当时成立就抱有一个远大的规划，它一定是一个全功能的团队。”易彦称。
而这个全功能的团队包括了相机的产品定义、设计、硬件研发、软件研发、算法调校，甚至还有引入评测、系统架构等，“一共拥有11个团队来共同打造小米影像。”
据我们了解，小米相机部2018年刚成立时有100多人，不过在当时已经算国内极具规模的影像团队。所以，人们对小米手机相机的感觉也开始发生了一些变化——毕竟正式成立一个部门和一直宣称自己有一个不错的开发团队是截然不同的两种态度。
登顶DXO背后
往后，便是小米逐级攀登的故事。
2018年5月的小米8是成立相机部后的小米推出的第一款作品，在DXOMARK来到了99分，是当时的第四高分。
2019年2月的小米则9以107分获得了DXOMARK的第二高分。2019年11月，伴随着和三星合作定制的全球首款1亿像素，小米CC9 Pro率先登顶了的DXOMARK榜单，第一次实现了雷总的口号“干翻华为”。
而往后小米10 Pro和小米10至尊纪念版继续刷新着DXOMARK的第一高分，和华为保持着一前一后的交替角色。
故事往往听起来更简单，但实际上背后拥有着复杂的工程科目：比如把一个相机拆开来看，里面有很多传统光学的理论知识，有制造、马达、镜头、模组，还有更重要的是软件算法，调校和评测，它还强调整个工艺制程的一致性。
林斌称，大家可能理解DXOMARK更像一次考试，但我们做完之后发现不是考试，它不是你一次突击性的考试拿高分就完了。“它真心代表的是整个团队在器件技术、在软件、算法、调校全方位的能力提升。”
而全方位的提升意味着手机部研发人员也成规模性的增长。据品玩了解，2016年6月整个手机部研发人员有三四百位；而2017年团队规模增长至八九百人；到2019年年底，人数已经扩大到3700多人。
整个研发部门包括相机、显示触控，还有天线、射频这些核心技术。而目前，小米相机部已经拥有接近800人。
小米全球已经拥有了十个相机研发中心，包括国内有北京、上海、深圳和南京，国外有法国、芬兰和日本等研发团队。
▲图片引用自小米
小米相机部小林（Atsushi Kobayashi）就是远在日本研发中心的Sensor专家，他负责小米10至尊纪念版上的“双原生ISO Fusion技术”——是指在拍摄一张大光比照片时，可利用双原生ISO分别成像两张，低原生ISO获得高光不过曝低噪点的照片，高原生ISO获得暗处细节丰富低噪点的照片，将两张照片合成为一张动态范围更大、宽容度更好、噪点控制优秀的超动态照片。
欢迎来到计算时代
我们可以这样简单理解小米相机开发产品功能的逻辑：硬件研发构建的是影像的基础，这一方面满足着专业用户；而软件算法是给原片出彩的，针对的是“不太会拍，不太会调”的入门用户。
你应该看到不少手机可以拍出的“超级月亮”，其实就是软件算法给与原片的提升。
小米相机部产品总监苗雷称，小米十周年庆典上推出的小米10至尊纪念版，是小米专业影像战略的又一里程碑式作品。
在硬件上，它拥有小米变焦最远的潜望式超长焦镜头，高达120倍；定制主摄采用了行业中少有的1/1.32英寸型超大底、超大像素传感器，首次实现了硬件双原生ISO Fusion超动态技术和芯片级单帧逐行HDR技术；专业8K电影相机，支持主摄和超长焦两颗镜头，并有Log模式、导演模式、多镜同开等诸多专业功能。
小米相机部光学专家候鍁錩称，小米10至尊纪念版上的120倍变焦采用了大底的IMX 586模组，而为了降低模组厚度，将镜片无用的区域进行上下裁切，整体进行了D-CUT。而在超广角镜头上采用了特殊的7P镜片设计，并且分别调整了每片镜片的光路设计，主要为的是让边缘畸变控制在可接受范围内。
在软件算法方面，雷军重点提到了小米的AI实验室非常强，所以他们尝试在AI影像上做了很多有趣的功能。他举例“魔法换天”——在一张背景图图为小米集团公司和天空的照片下，你可以使用手机一键点击更换公司大楼后面的晴天、雨天，或是直接下雪。这背后就是小米相机部提供的基于人工智能的算法技术。
苗雷在交流会上介绍了不少基于算法调校的产品功能，比如小米10至尊纪念版的一键延时——它也允许普通用户直接手持就可拍摄出专业用户们“费大力气”出片的光轨。这背后依然也是软件算法的功劳。
▲图片引用自：阿卓
在易彦看来，现在正在步入小米相机发展理念的第二个阶段——见山不是山。
手机摄影的未来
易彦认为，手机摄影将来不仅仅是记录影像，表达情感，还可以分析世界，创造虚拟世界，共享美好生活。基于这样的理念小米影像发展分为“三步走”：
第一步：见山是山。小米相机记录世界，复现真实。第一步就是把基础画质做好，达到世界一流阵营水平。
第二步：见山不是山。用软件算法提升影像体验，增强基于第一步原片的表达力。在保证画质的前提下，丰富相机的玩法，激发创作的乐趣和高效情感表达。
第三步：见山还是山。理解世界，突破现有的硬件和算法的局限，未来手机影像将会实现现实世界和虚拟世界的结合与共享。
无可否认的是，手机摄像将越来越强大。用手机也可以“拍”出那些“长枪短炮”们很难捕捉到的画面。毕竟手机摄像更多的发布渠道是即时分享，而并非当年老照片的打印留存。
8月28日，小米宣布明年将正式量产搭载第三代屏下摄像头的智能手机。据了解，小米第三代屏下相机技术采用全新自研像素排布，通过子像素的间隙区域让屏幕透过光线，从而实现了每个单位像素仍旧保留完整的RGB子像素（Sub-Pixel）显示，不牺牲像素密度。这也将是前置相机工程和显示触控电路的一个新方向。
