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这是我们每天都会看到的树木、花草。它们很普通,普通到我们走过时都不会留意它们的存在。可能只有到季节转换、它们的色彩也随之变化。我们才会心思一动,拿起手机,咔嚓,拍一张,来记录自己平淡的日常。每当再次翻出这些照片,仿佛又回到了记忆深处的那个春天。而这,正是影像最独特的魅力。
从1957年,第一张数码照片问世,到1975年柯达推出第一部数码相机,再到今天手机已经可以拍摄 10bit 等等高规格的视频及画面。半个多世纪以来,人类始终在尝试通过数字信号来记录更准确地色彩。智能手机的出现也让我们每一个人都成为了独立的记录者。不过,你是否知道我们为了能为呈现出这些画面,背后到底付出了多少努力吗?
有人会说,我只要能拍就好了。人类在背后付出了什么,跟我有什么关系呢?而我想说,探索答案的过程,本身不就是一件非常有趣的事情么?不正是科技的浪漫么?今天我们就借着刚刚发售的OPPO Find X3 Pro来聊一聊跟手机色彩相关的话题——全链路10bit。
10bit,这个概念,相信大家已经不陌生了。我们知道,手机是通过红绿蓝三原色的不同组合,来显示这个色彩斑斓的世界。但自然中的颜色是无穷的,我们的显示设备所能呈现出的颜色却是有限的。
而8bit、10bit这些数值代表的就是某一个设备所能显示的色彩深度的极限值。8bit色彩的意思就是,红绿蓝三种颜色,每一种颜色有2的8次方,也就是256种色彩深度。最终组成256*256*256,共1670万种颜色。了解了8bit,10bit就很好理解了,它是由2的10次方,1024种红、1024种蓝与1024种绿组成的,共10亿种色。
如果大家还没有什么概念,我们来看个小实验。实验 这是一幅画,一共有XX种颜色组成。是不是看着还不错。我们再来看另一幅画,相同的画面,色彩过度要自然很多。这还只是两者相差了一倍颜色,而8bit跟10bit之间的色彩相差有64倍!大家还可以自己在Photoshop中随意打开一张照片,切换到索引色模式,通过调节不同的索引颜色数量,可以更直观的感受到色彩变化所带来的不同。一句话来总结,同样的色域范围下,色深越高,可显示的颜色数量越多,过渡也更自然。
那是不是设备能够显示10bit色深,就已经足够了呢?当然不够。在2020年,就已经有很多手机用上了10bit的屏幕,无论是原生10bit还是8抖10。但你仅仅能显示10bit是远远不够的,毕竟目前市面上99%的素材都是8bit。10bit的面板在绝大多数场景下,都是空有一身本领无处施展。所以10bit、10亿色屏幕推了也有一年了,动静并不大。
那怎么办?既然别人不能提供,那我们就自己拍!其实拍摄10bit色深的照片,不难。不少手机的sensor在硬件性能方面,都可以满足这个要求。但难处在于如何在手机中正确存储并显示这些色彩。毕竟相机能拍下来,不能存储也不能显示也没有任何价值。iPhone 也是在去年推出12 Pro系列后才实现了拍摄10bit的杜比视界。照片拍摄在不开启Pro RAW格式的情况下,拍摄的照片依旧为8bit。
OPPO Find X3系列则第一款真正能拍、能存、能显示10bit的安卓机。
要实现全链路10bit,首先要解决的就是存储,我们熟悉的jpg格式肯定没戏。它的色深存储上限就是8bit,想要支持更高的色深,图片格式必须改变,比如heif。
heif全名为 High Efficiency Image File Format(高效率图档格式),是由动态图像专家组(MPEG)在2013年推出的新格式,2015年基本完成定型。虽然至今已经有8年的时间。听着时间很长,但相较于已经出生29年的老大哥jpg,heif还很稚嫩。
相比于jpg格式,heif格式最高可以支持16bit色深,占用的存储空间更小、并且支持动态图片、存储图片色彩深度信息等等,优点很多。但优点再多,也挡不住资历浅所带来的一个大问题——支持heif格式的软件不多。在很长一段时间,windows系统都没法正常打开heif格式的图片,即使是最新的win10系统,也是直到更新到1803版本的时候才开始支持这种格式,但依旧需要用户去下载两个扩展。
手机端亦是如此。苹果以及谷歌在2018年才开始正式支持heif格式,在推广过程中也遇到了很大的阻力。比如,在iOS11刚开始支持heif,并将拍摄照片格式默认设置为高效模式时,在国内外都有引起了不小的争议。相较之下,谷歌就要低调一些,虽然在安卓9.0版本开始支持Heif格式,但不会强制用户使用,同时也要应用自行去判断要不要支持heif格式。
随着大家对色彩要求越来越高,我们开始逐渐接受采用heif格式的来存储照片。heif格式解决了存储的问题,但只是实现全链路10bit色彩的必要不充分条件。手机能不能正确、快速的解码10bit图片才是重中之重。就好像你有一辆时速可以达到300公里的跑车,但这条路限速就是120,你再牛也得按着这个限速来。
现在手机面临的就是这个局面,尤其是对于安卓系统而言。安卓底层系统的设计,在图像解码的初始阶段,10bit的图像数据就会被截断为8bit,后续的处理就只能以8bit来进行了。
为了完成真正的10bit显示,OPPO决定从底层系统开始,重新适配各个环节,设计出一套可以处理10bit图像数据的链路。
他们在原生解码器的基础上进行了改写,研发出兼容10bit图片的解码方案。同时也对内存数据进行改造,设计了一套全新的存储结构,来完成图像信息的存取工作。最后,OPPO解决了渲染层的适配问题,通过这一环扣一环的技术突破,实现了10bit图像信息从编码到渲染的全链路疏通。
说起来几句话就能说完的过程,但涉及到改动安卓的底层解码器,无异于重构摩天大楼的承重设计,牵涉到的部分非常多,稍有不慎就只能全盘推倒重来。由于涉及很多技术机密,我们不方便透露太多。之前在跟OPPO工程师聊天时,他们透露,当初接到这个需求时,一度认为这是不可能完成的任务。好在,他们最终完成了。
克服掉最困难的解码环节,现在剩下的就是如何精准显示10bit图像了。这对于OPPO可以说是手到擒来,毕竟在Find X2系列就已经在使用10bit屏幕了。最终他们选择使用了一款原生10bit色深、120Hz高刷、2K+分辨率的AMOLED屏幕。屏幕基材也升级到了最新的LTPO。
至此,OPPO完成了从拍摄、存储、解码、显示全链路10bit色深,最终给用户完整呈现出10bit色深的极致魅力。Find X3也因此成为了整个手机市场上,唯一一台做到了全链路10bit色深的手机。
有人会说,10bit色深感知不明显,网上也没有这么多资源,花这么大力气做色彩,值得吗?我认为是值得的。
Find系列承担着OPPO冲击高端旗舰的重要使命。尤其是到了Find X3这一代,对于现阶段的OPPO能否在高端旗舰领域站稳脚跟,非常关键。花大功夫去探索手机中,每一个容易被用户或厂商忽略的细节,都是值得的。
从三原色到五彩斑斓的数字世界,人类将光与影的技巧,一次又一次升级。8Bit到10Bit的跃升,不仅仅是提升色彩的丰富程度。OPPO想要的,是更加忠实地还原身边的点点滴滴,将记录与呈现,完美融合,为用户带来精妙的体验。在看似细微之处,付出了旁人难以想象的努力。
而随着OPPO Find X3系列完成全链路10bit,以及OPPO众多合作伙伴力推的高色深内容,相信在未来几年,10bit的内容也会变得越来越多。甚至有可能会倒推给谷歌,让谷歌在下个版本更迭中,加入对10bit解码的底层支持,这谁知道呢?
尼埃普斯在经历了无数次的实验之后,为后世留下了保留影像的最初手段,如今的OPPO,也在以自己最踏实本分的方式,尝试着改变你的“视界”。
如果你依旧对10bit色彩的意义有些疑问,建议各位同学,戴好口罩、走出家门、去OPPO线下店亲自体验一下10亿色所带来的魅力。
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