沿用1200万像素的逻辑

　　每年新iPhone发布之后，苹果官方都有一个“保留节目”——Experiments Shot on iPhone系列。今年iPhone 12 Pro这支片子名为《Dark Universe》（暗黑宇宙），从名字就能看出来，主要展示的就是iPhone在低光照环境下的成像能力。
　　iPhone 12 Pro相机系统这次重点也是围绕暗光成像作为主要的升级方向的。依然采用的是1200万像素的三摄方案，但主摄方案的光圈增加到了F1.6，同时镜头也采用了全新的7镜片设计。更多的镜片数量意味着镜头汇聚光线的能力更强，能够增加镜头解析力与对比度。
　　沿用1200万像素，尤其是在主摄方案上1200万像素的做法，在当前行业普遍采用高像素方案的大环境下显得独树一帜。苹果既然敢于如此，那么1200万像素的iPhone 12 Pro和当前市面上一流的高像素旗舰相比会不会吃亏呢？
　　我们拿来了华为Mate40 Pro和三星S20 Ultra两款安卓旗舰作为参照对象（之所以选择三星S20 Ultra，是因为其经过了三星大半年的OTA优化，成像素质更加稳定）。
　　华为Mate40 Pro和三星S20 Ultra主摄采用的“大底+高像素”方案的確有一定的画质优势。最明显的差异就是，两者的样张更经得起“放大”。将样张拉伸到400%左右进行对比，可以发现iPhone 12 Pro的画面已经有些许模糊的迹象，而华为Mate40 Pro和三星S20 Ultra依然能够有相对锐利清晰的观感。
　　但要注意，这里就可以看出，高像素带来的画质红利是有限的。华为Mate40 Pro和三星S20 Ultra主摄四倍和九倍的像素数，并没有给予手机成像与其绝对像素数相匹配的线性画质提升。这是因为绝对的画质不仅仅取决于像素数量，还关系到CMOS尺寸、镜组ISP、算法等因素。
　　iPhone 12 Pro没有采用高像素方案的做法也变得可以理解。既然一味提升像素并不能带来本质上的画质提升，还不如在“像素够用”的基础上用心打磨。三颗后置镜头都采用1200万像素我认为很大程度上是为了提升多摄模组成像体验的一致性。在这方面，目前iPhone 12 Pro的体验是无人能敌的。
　　早在去年的iPhone 11系列上就被人津津乐道的“丝滑”变焦体验，很大程度上也和三颗镜头在像素数量上的一致有关。同时，iPhone 12 Pro的三颗摄像头在白平衡、色彩表现等方面的统一也让人印象深刻。
　　不过并不能因此得出当前行业普遍采用的高像素是“方向错了”的结论。高像素方案有两个优势：首先就是通过多像素合并技术，提高感光度，获得暗光条件下的画质提升。
　　其次就是高像素能够对手机的长焦画质起到辅助作用。更高的像素输出提供了更大的画面裁切空间，也就是大家常说的“数码变焦”。它和光学变焦方案搭配使用，能够衔接广角与长焦镜头之间的中间焦段，也能实现更好的“数码+光学”的混合变焦画质。
　　除了混合变焦之外，多像素合并技术本身就是建立在默认“低像素”输出的基础之上的。对于手机这类设备来说，在光学性能受到设备体积制约的情况下，以AI影像为代表的计算摄影对于手机成像有更明显的辅助意义。
　　而动辄数千万甚至是上亿的全像素输出，对于ISP性能、功耗是一个严峻的考验，这让计算摄影的应用变得异常困难。这也是华为Mate40 Pro和三星S20 Ultra等高像素手机均采用和iPhone 12 Pro差不多的默认1200万像素输出的主要原因。

多场景的适应能力

　　iPhone 12 Pro的这种优势体现在哪里呢？最典型的其实就是极限环境下的成像。
　　最典型例子其实还是iPhone 12 Pro前置成像，苹果的原生相机自拍向来都被视作是检验颜值的标准之一。其相对真实的前置成像风格，让脸部的一些小瑕疵在照片上暴露无遗。 　　但一些特殊的场景下，这种真实自然的前置成像就有了自己的发挥空间。
　　比如样张中这种极暗光环境，iPhone 12 Pro的前置相机能够在暗夜模式的辅助下提供2s左右的曝光时长，以提升画面的整体亮度。与此同时，还尽可能保留了人物的更多细节，比如边缘的发丝、衣服的纹理。
　　同时大面积散射的光源也并没有对人物五官应有的立体感造成影响，脸部应有的光影、层次得到了很好的还原。
　　这种应对复杂极限场景的能力，在手机产品中是非常难得的。而iPhone 12 Pro的厉害之处在于将这种能力赋予了每一颗镜头。
　　如上图所示的这种单一光源场景，其所在的拍摄环境本身就缺乏足够多的光线。iPhone 12 Pro的主摄在这种条件下能够做到精准的曝光，还能够将栏杆上反射的光线、地板的纹理、墙面的细节保留下来。整个画面光源部分曝光准确，同时明暗过渡自然，细节清晰，展现出了极佳的动态范围。
　　这种能够准确理解所处环境光线，并将其精准捕捉的能力，对于日常成像至关重要。尤其是在夜间拍照的时候，往往会感觉自己看到的景象和手机拍出来的画面存在很大的差异。其实就是因为你的眼睛看到的画面，手机却无法将这种明暗关系以及细节层次呈现出来。最明显的表现就是，大多数手机在这种场景下，普遍都存在暗处一片死黑的情况。
　　iPhone 12 Pro在面对这样的拍摄场景时，应用到了名为“深度融合”的成像技术。这项技术其实有点类似于HDR：在一些中低光场景中，手机的摄像头会先拍摄多张曝光值不同的包围曝光照片，然后将这些画面合成一张曝光值理想的照片。然后通过AI神经引擎向高光和暗部等区域添加足够的细节，最后再通过AI进行画面降噪处理，生成最终的成片。

　　这里其实就体现了计算摄影的意义，事实上你最终得到的照片是经过了AI处理之后的效果。再说直白一些，这些照片很大程度上就是AI“算”出来的画面。这其实并非苹果的专属，当前智能手机针对暗光环境开发应用的“夜景模式”其实也属于这个范畴。
　　上面这组照片是在一个几乎纯黑的环境中隔窗拍摄。三台手机都采用了“夜景模式”，提供了最多十多秒的手持曝光时长。iPhone 12 Pro的画面亮度最高，同时对于花朵的色彩有非常自然的还原，还兼顾了画面细节。
　　相比之下，华为Mate40 Pro的问题在于画面有些泛黄，三星S20 Ultra则整体保持了较高的色彩饱和度，样张有不错的观感。
　　不过华为Mate40 Pro应对暗光场景的解决办法更多。尤其是借助其手持超级夜景模式，能够大幅提升画面亮度和暗部细节。相比之下，三星S20 Ultra的画面亮度有所欠缺，同时也丢失了一些应有的细节。iPhone12 Pro的画面亮度尚可，但在细节表现上稍逊华为一筹。总的来看，其暗光成像也是属于一流的水平。
　　需要注意的是，iPhone 12 Pro的这种优异的暗光成像素质不仅仅体现在主摄上，还有超广角镜头的画质表现。由于这颗超广角镜头增大了光圈，同时支持夜景模式，和上一代的超广角镜头相比，其在夜間同样拥有了极佳的画质和优秀的色彩表现。尤其是在一些极限环境下边缘画质也有了非常明显的进步。
　　但需要注意的是，iPhone 12 Pro的超广角镜头对于畸变控制能力还有待提升。
　　另外之前iPhone 11系列上就存在的“鬼影”问题，iPhone 12 Pro依然没有明显的改善。在上图这样的深色背景，单一光源的环境下，“鬼影”就会出现。只能在拍摄时尽可能调整手机的拍摄角度，可以一定程度上规避这个问题。
　　至于长焦镜头，iPhone 12 Pro这次依然是采用的2×于主摄的长焦方案。这颗56mm镜头明显就是给人像模式准备的，所以它还是更应该叫做“人像镜头”。
　　由于这次iPhone 12 Pro加入了一颗激光雷达镜头，用以提升暗光环境下的对焦体验。在这颗雷达镜头的辅助下，iPhone 12 Pro的对焦体验精准快速，尤其是在暗光环境下能够准确完成对焦。
　　而借助激光雷达深度图提供的细节，使得相机即使是在光线昏暗下，神经网络引擎也能让拍摄主体清晰对焦，拍摄出背景虚化良好的人像照片。激光雷达镜头的加入对于iPhone 12 Pro整体对焦体验和夜景人像的辅助作用非常明显。
　　事实上，这颗雷达镜头能做的事儿其实还有很多，比如做一个简单的3D建模什么的。

算力，是一切的基础

　　而这一切，其实是建立在iPhone 12 Pro的算力基础之上的。
　　正如前面所说，计算摄影其实本身对于手机性能有非常高的要求。得益于A14仿生芯片提供的强大性能，这次iPhone 12 Pro搭载的智能HDR 3技术，能够通过机器学习和曝光合成技术，实现更好的大光比环境表现。
　　这里所谓的“智能”，就是它能够自动优化亮部、暗部，以及主体轮廓，能够对画面的白平衡进行精准调整。iPhone 12 Pro应对逆光环境的能力是非常强悍的。尤其是这种HDR画质在iPhone 12 Pro的屏幕上呈现出了堪称惊艳的画质表现。
　　而真正能体现iPhone 12 Pro算力极限的，其实还是其支持杜比视界视频的拍摄。
　　杜比视界是杜比实验室开发的一种专有的动态HDR格式。通过在逐景（甚至逐帧）的基础上调整画面，可以让用户看到更多的细节，实现更好的色彩精度。
　　拍摄杜比视界格式的视频时，iPhone 12 Pro 会拍摄两帧不同曝光值的画面，再根据定制的图像信号处理器进行分析，创建一张代表每帧画面色调值的直方图。然后根据这张直方图生成杜比视界视频元数据。
　　这对于iPhone 12 Pro的A14仿生芯片的性能有极高的要求。因为这意味着，iPhone 12 Pro需要实时处理海量的视频数据。4K 60帧杜比的视频所包含的数据运算量已经相当大了，而iPhone 12 Pro还要在此基础上对每一帧画面的数据进行分析，然后对细节和色彩進行动态调整。这对于手机的性能和功耗控制的要求可想而知。
　　以上就是我们使用iPhone 12 Pro拍摄的一段杜比视界视频的屏摄画面。可以看到，和普通的SDR画面相比，杜比视界的画面亮度更高，细节更多，色彩更加艳丽。
　　最直观的变化还是你从杜比视界画面回到普通SDR画面之后产生的落差感。只有这个时候，你才会对杜比视界的HDR画面有更深刻的理解。习惯了杜比视界画质之后，你再回到普通画面，你会觉得后者简直是寡淡如水。
　　可以看出，苹果在维持一贯优异精准的成像素质的基础上，通过各种手段着力提升iPhone 12Pro应对极限环境的成像能力。这也是当前旗舰手机最能够拉开拍照体验差距的地方。和当前一流的夜拍旗舰相比，它的优势在于稳定出色的画质输出以及良好的拍摄体验。尤其是在各种复杂场景下，它都有良好的适应能力和稳定的成像表现。