之前听说vivo要发布新芯片的时候,第一反应想到的就是ISP(ImageSignalProcessor,图像处理芯片)。因为做ISP芯片,对于手机来说,属于难度系数可以、用户感知很强、自身收效显著的方向。 从定义来看,ISP芯片可被认为是SOC(SystemofChip,系统级芯片)。ISP芯片的组成如下所示,包含CPU,SUP,IP、IF等设备,具备独立运行图像处理算法的能力,故可视为SoC。 图源来自《ISP基本框架及算法介绍》 手机中的图像处理功能流程如下所示,外界物体表面反射的光线通过镜片投射到传感器上,然后转化为数字信号,ISP芯片的主要作用在于对来自图像传感器的信息进行黑电平补偿、镜头校正、白平衡校正等一系列处理,并将来自传感器的原始图像信息转化成RGB等图像信息,然后再传输到处理器中,进行显示。 图源来自《ISP基本框架及算法介绍》 市面上目前大多数手机中采用的都是处理器内置ISP芯片的方案,采用内置ISP方案的手机的拍照效果会受到处理器自带ISP芯片的影响。表现好的高通、麒麟、三星等,大家平时感觉不出来差距,但表现略差的,即使性能足够,也没办法冲击到真旗舰的阵营。 vivo自研芯片V1作为一款特殊规格集成芯片,可与主芯片协作,效果体验兼容兼得。 V1芯片具有高性能、低时延、低功耗等特性。 1)具备并行计算的能力,能够通过并行来提高效率 2)具有较高的能效比,尤其是在面对复杂运算的时候,V1的能效比要比DSP和CPU更高。在高速处理同等计算量任务时,相比于软件实现的方式,功耗更低 3)具有大缓存低延时的特点,V1芯片能够实现等效32M的超大缓存,且读写速度高达35。84Gbps,大缓存和快读写可带来低时延的效果。 V1芯片改进拍摄体验的效果 感知强的方面主要体现在夜景拍摄、增强手机实时预览能力和进一步提升复杂环境下的拍摄速度。 1)强化夜景视频拍摄效果 夜景拍摄一直是手机拍照能力比拼的重要场景,vivo的夜拍实力一直也都是很强的,不管是之前的微云台主摄,和大底主摄加持的X系列旗舰,或者增加了光学防抖的IQOONeo5,都给消费者带来了很好的夜景拍照体验。 这次V1芯片在夜景方面的主要作用之一是提升低光下的录像效果。在夜景拍摄视频的时候,V1芯片会以低功耗运行MEMC降噪和插帧,配合主芯片的的降噪功能,实现11的增强亮度和降噪效果。 夜景视频截图 2)增强手机实时预览能力 通常在拍照时,大家更喜欢预览和成片相近的图像,这样有利于构图,也有利于拍摄。vivo将V1芯片用于拍照和录像预览过程中,实现硬件级的拍照预览,相比于过去的软件实现的方式,功耗更低,且效果更强。 这是V1芯片加持下的夜景预览效果,可带来全新的夜景拍照体验。 3)提升手机拍摄速度 在复杂环境下,搭载V1芯片的vivoX70系列拥有2倍于X60系列的计算量,能带来更快的拍摄速度。 对于手机拍照来说,图像处理芯片和芯片算法固然重要,但也需要搭配足够优秀的拍摄模组,才能发挥出其实力。蔡司光学玻璃镜头,好! vivoX70系列的拍照模组硬件方面主要在于采用了超高透玻璃镜片,其具有高透光率、超低色散、热稳定强的特点 1)透光率高这点容易理解,透光率越高的话,相同条件下的进光量也越大,拍摄效果也越好,vivo这颗玻璃镜头的中心透光率可达到95,透光率非常高。 2)色散率是由于不同波长的光在通过镜片时的折射率不一样导致的,色散大的镜片,会导致视野模糊不清楚,色散对于手机成像的表现在于会带来紫边和伪像等问题。 色散率常用阿贝数来描述,阿贝数越高,对色散控制的越好。色散率常用阿贝数来描述,阿贝数越高,对色散控制的越好。 vivo在X70系列中的玻璃镜片,具有高达81。6的阿贝数,在0。9F内,色差设计值相比于上一代可降低70以上,能够明显地改善紫边和伪像问题。 3)热稳定性描述的是抵抗受热变形的能力,形变越小,稳定性越高。vivo采用的这块玻璃镜头在70的高温下,形变量仅有6m,而上一代纯塑镜头的形变量为66m,形变量降低了91。 玻璃镜头诞生过程 蔡司T镀膜加持,不只是信仰加成。 vivo从X60系列开始跟蔡司合作,从X60Pro上的小蓝标认证,到X60Pro的T镀膜,再到X70系列进一步增强的镀膜技术和镀膜工艺。 镀膜的主要作用在于控制光线的折射率,抑制光线的反射率,可起到抑制眩光鬼影的效果,提高影像纯净度。 vivo这次采用的是亚波长结构镀膜技术(简称SWC),这是一种通过在镜头表面形成小于可见光波长的显微结构,显微结构可改善光线的折射率,从而大幅改善拍照的眩光和鬼影问题,提高影像纯净度。 vivo首发原子层沉积(ALD)镀膜工艺,镀膜工艺达到了纳米级,该镀膜能够大幅降低反射率,进而改善鬼影技术,提高拍照性能。 vivo还采用了色素旋涂工艺,可解决手机拍照中容易出现的花瓣鬼影问题。该技术是通过在镜头表面涂2m的均匀涂层来实现,利用色素的红光波段吸收效果,来改善花瓣鬼影,这也是国内首家采用色素旋涂技术的厂商。 花瓣鬼影,图源来自网络 色素旋涂镀膜过程 算法方面 vivo主要给大家带来了蔡司自然色彩和人像,还有superraw专业模式和10bitLOG模式录像,以及AI超级人像,超级夜景和延时摄影等。算法方面,vivo主要给大家带来了蔡司自然色彩和人像,还有superraw专业模式和10bitLOG模式录像,以及AI超级人像,超级夜景和延时摄影等。 V1芯片是vivo通过与手机Soc厂商深度合作,投入超过300人的研发团队,历时24个月打造出来的首颗专业影像芯片。 这颗芯片除了能够给vivoX70系列带来硬件级的影像实力提升外,也增加了vivoX70系列的自研率和差异化,对于vivo构筑起自身影像实力的护城河,具有重要意义。 对于国内的手机厂商来说,从事手机相关芯片研发,既有需求,也有动力,但是难度也是非常大的。 从图像处理芯片入手,一步步迭代,积累经验,逐渐实现良性循环,对于国内的芯片事业发展,大有裨益。 期待未来越来越多的厂商卷入到上游芯片研发的赛道中,也希望vivo的V1芯片能够一代代地迭代下去,并增进跟国内芯片生产厂商的合作,逐渐实现国产化。