歷經(jīng)無數(shù)日夜的技術(shù)研發(fā)，蟄伏已久的Xiaomi?12S系列終于露出廬山真面目。

此次Xiaomi?12S系列（Pro/Ultra）搭載了全新的“大師鏡頭包”，內(nèi)含“35mm 經(jīng)典人文黑白鏡頭”、“50mm 經(jīng)典人像旋焦鏡頭”、“90mm 經(jīng)典人像柔焦鏡頭”三款人像鏡頭。

大師鏡頭包，可以輕松適配不同場(chǎng)景的特色，讓你每一張照片都有獨(dú)到的美。

大師鏡頭，能給我們帶來哪些傳奇體驗(yàn)？鏡頭包里的三顆鏡頭，究竟藏著哪些科技秘密？拉緊小編的手，順著介紹慢慢走......

01?

何為“大師鏡頭”

從相機(jī)誕生以來，近200年的歷史中，無數(shù)攝影師借助鏡頭保留了經(jīng)典的歷史瞬間。

此次Xiaomi 12S（Pro/Ultra）配備了三顆高度還原了相機(jī)質(zhì)感的人像鏡頭，分別為“35mm”“50mm”和“90mm”焦段的大師鏡頭，將專業(yè)的質(zhì)感熔鑄于手機(jī)鏡頭中，給予使用者極致的體驗(yàn)效果。我們無需仔細(xì)研習(xí)攝影攻略，只需將Xiaomi 12S（Pro/Ultra）拿在手中，一鍵成像，大師自來。

而此次的人像鏡頭之所以被命名為“大師鏡頭”，不僅源于小米工程師們對(duì)專業(yè)相機(jī)模擬的極致追求，更是向過往拍攝者的致敬。

“大師”代表了復(fù)刻鏡頭效果的品質(zhì)，讓每一顆人像鏡頭都充滿傳奇色彩，使用大師鏡頭，是穿越百年的靈感交匯。

02?

三顆人像鏡頭

細(xì)節(jié)中定義你的美

Xiaomi 12S（Pro/Ultra）配備了三顆人像鏡頭，伴隨著用戶點(diǎn)擊切換，可以體驗(yàn)到不同的人像模式風(fēng)格，但“人像模式”并不是簡單的光圈調(diào)整，從一顆小小的光斑，到藝術(shù)自然的風(fēng)格，更多的細(xì)節(jié)潛藏在相機(jī)的成像之中。

小米相機(jī)部工程師們發(fā)現(xiàn)，目前絕大部分手機(jī)中的”人像模式“都只模擬了理想大光圈鏡頭的虛化效果，虛化效果單一，與真實(shí)大光圈鏡頭效果有較大差異。

經(jīng)反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)，類似光圈值的相機(jī)與手機(jī)拍攝同一時(shí)間的場(chǎng)景，兩者除了基礎(chǔ)畫質(zhì)差異外（曝光，色彩還原，暗角等），在景深渲染中也有顯著區(qū)別，相機(jī)實(shí)拍的虛化濃度較小米手機(jī)更強(qiáng)，光斑顏色和層次更加豐富，且光斑有一定程度二線性（二線性是指光斑邊緣比中心更亮），有明顯的口徑蝕（口徑蝕是指光斑形狀不全是圓型，隨著光斑空間位置變化而變化）。

為了讓用戶能在手機(jī)拍攝時(shí)體驗(yàn)真實(shí)大光圈鏡頭帶來的虛化效果，大師鏡頭定義了三款人像鏡頭：

• 35mm 經(jīng)典人文黑白鏡頭（35mm f/1.4）

• 50mm 經(jīng)典人像旋焦鏡頭（50mm f/0.95）

• 90mm 經(jīng)典人像柔焦鏡頭（90mm f/2.2）

覆蓋了35~90mm人像焦段。那么，不同的人像鏡頭，究竟有哪些畫面特色？

? 1????35mm 經(jīng)典人文黑白鏡頭：色彩離析，深沉質(zhì)感的美

這款鏡頭采用的是35mm焦段，參考了眾多35mm鏡頭的大光圈效果，它最大的特點(diǎn)是黑白效果，同時(shí)也模擬了輕微的口徑蝕與二線性效果。

下面兩張圖是35mm大師鏡頭的實(shí)拍圖，由于黑白會(huì)給人帶來懷舊，深沉感覺，且能突出光影的質(zhì)感，給人無限遐想的空間，所以非常適合拍攝人文、歷史、回憶等主題的場(chǎng)景。

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總結(jié)：

35mm大師鏡頭，焦內(nèi)銳利，焦外柔美，有輕微暗角，即使在逆光高反差場(chǎng)景也有良好的影調(diào)及細(xì)節(jié)。適合拍攝人文題材和環(huán)境人像。

? 2????50mm 經(jīng)典人像旋焦鏡頭：極小景深，溢出背景的美

此款鏡頭采用的是50mm焦段，具有極小的景深，帶有強(qiáng)烈的口徑蝕效果，口徑蝕形狀從圖像中心到四周由圓形向三角形過渡，同時(shí)還具有輕微的二線性，使光斑邊緣更加銳利。

以下圖片是50mm大師鏡頭的實(shí)拍圖，由于這款鏡頭模擬的超大光圈，景深非常淺，所以非常適合于主體與背景存在較遠(yuǎn)距離層次的場(chǎng)景創(chuàng)作，例如在主體后方有可視大場(chǎng)景的情況下拍攝主體特寫。同時(shí)，由于50mm大師鏡頭帶有強(qiáng)烈的口徑蝕效果，其在光斑表現(xiàn)方面異常突出，拍攝光斑較多的場(chǎng)景成片非常好看。

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總結(jié)：

50mm大師鏡頭可拍攝景深超淺的人像效果，營造出空氣感，潤澤的奶油焦外有旋轉(zhuǎn)效果。適合拍攝人像。

? 3????90mm?古典人像柔焦鏡頭：虛化現(xiàn)實(shí)，如夢(mèng)如幻的美

該鏡頭采用的是90mm焦段，模擬f/2.2大光圈虛化效果，它最大的特點(diǎn)是模擬了古典柔焦效果，整體畫面柔化，保留圖像亮暗部細(xì)節(jié)的同時(shí)抹去圖像的瑕疵，類似于美顏效果；

除此之外，90mm大師鏡頭還模擬了強(qiáng)烈的二線性，拍攝出的光斑呈現(xiàn)“洋蔥圈”形狀，非常具有特點(diǎn)。下面兩張圖是該鏡頭的實(shí)拍圖，由于自帶了柔焦效果，會(huì)給人一種超現(xiàn)實(shí)的夢(mèng)幻感，非常適合拍攝夢(mèng)想、閃回、科幻等場(chǎng)景。?

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總結(jié)：

90mm大師鏡頭擁有夢(mèng)幻般的柔焦效果及洋蔥圈狀的焦外光斑。適合拍攝人像特寫及靜物。

03?

鑄造大師鏡頭

究竟要多少技術(shù)？

在大光圈的單反相機(jī)實(shí)拍照片中，最具有辨識(shí)度的就是其獨(dú)特的焦外成像效果和質(zhì)感，而焦外的口徑蝕及二線性，更是讓攝影師有了更大的發(fā)揮空間。

??1????口徑蝕與二線性：描摹完美的點(diǎn)狀光

淺景深的特性是：突出被攝主體、虛化背景，往往被用在人像攝影拍攝上。除此之外，淺景深效果還有一個(gè)重要的特點(diǎn)，即高動(dòng)態(tài)對(duì)比區(qū)域（HDR）會(huì)產(chǎn)生“光斑”，它具有明顯的口徑蝕及二線性。

• 光斑：通常指在攝影中取景器內(nèi)存在的較為明亮、呈現(xiàn)環(huán)狀的區(qū)域光源。

• 二線性：指光斑周圍存在明亮的輪廓。

• 口徑蝕：指光斑形狀從理想圓形逐漸變成非理想圓形。

光斑是鏡頭素質(zhì)評(píng)判的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，代表著鏡頭在成像時(shí)點(diǎn)狀光源的擴(kuò)散方式。目前通過在手機(jī)上搭載雙攝像頭，外加虛化渲染算法實(shí)現(xiàn)淺景深成像。但這些算法實(shí)現(xiàn)的背景虛化，很難在手機(jī)上快速模擬光斑的二線性和口徑蝕。

為了能夠在大師鏡頭中準(zhǔn)確模擬出這些極具特色的光斑效果，工程師們使用相機(jī)拍攝了大量不同距離、不同光圈、不同畫幅位置、不同光強(qiáng)下的圖片，搭建了一個(gè)龐大的光斑數(shù)據(jù)庫。

大師鏡頭使用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相機(jī)鏡頭中光斑口徑蝕與二線性效果，并結(jié)合小米手機(jī)鏡頭特性進(jìn)一步優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)與參數(shù)，使得大師鏡頭能根據(jù)圖像的內(nèi)容自動(dòng)生成最適合的焦外虛化形態(tài)，讓普通用戶也能拍出攝影大片。

? 2????加速架構(gòu)：圖像處理，更快一步

在大師鏡頭中，為了模擬口徑蝕、二線性等成像特性，需根據(jù)圖像的不同位置及內(nèi)容，使用不同的模糊核形狀對(duì)圖像進(jìn)行渲染。這對(duì)手機(jī)平臺(tái)的算力具有極大的考驗(yàn)。為了加快圖像處理的速度，小米工程師們對(duì)算法框架做了針對(duì)性設(shè)計(jì)。

? ?1.引入圖像變換域處理技術(shù)

圖像變換域處理技術(shù)是指，通過將我們平常所看到的空間域圖像，通過一定的函數(shù)關(guān)系，映射到變換域中，在變換域中進(jìn)行處理后，在通過映射將圖像逆變換回空間域中，得到我們所需要的結(jié)果圖像。

在大師鏡頭中，我們引入圖像變換域處理技術(shù)，通過選擇最優(yōu)的變換域，將虛化渲染的運(yùn)算量降低了近100倍，從而大幅加快了大師鏡頭算法的運(yùn)算處理速度。

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? ? 2.圖像自適應(yīng)并行化處理框架 ?

為了進(jìn)一步降低算法耗時(shí)，小米工程師們還創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了圖像的自適應(yīng)并行處理框架。通過智能識(shí)別圖像內(nèi)容，將圖像智能分割為不同區(qū)域，同時(shí)依托于小米自研的圖像算法加速引擎(MAGE)，智能調(diào)度手機(jī)中的多種硬件，對(duì)圖像進(jìn)行并行化處理。此外，通過MAGE對(duì)硬件的動(dòng)態(tài)調(diào)度，大師鏡頭算法性能可以提升近10倍。

? 3????模擬柔焦：朦朧or真實(shí)，我們?nèi)家?/strong>

1.柔焦下的技術(shù)矛盾

柔焦是一種使畫面呈現(xiàn)朦朧柔和的藝術(shù)效果，修飾了人物皮膚瑕疵的同時(shí)，更好地保留人物的真實(shí)感。要想創(chuàng)作出兼具光斑二線性、景深虛化和柔焦等多重效果的人像鏡頭，就必須面臨兩個(gè)挑戰(zhàn)。

• 一是：性能開銷大與資源受限的移動(dòng)平臺(tái)部署之間的矛盾；

• 二是：圖像柔焦模糊和光斑二線性的銳化邊緣的效果矛盾。

2.自研算法，破解柔焦自然

對(duì)于性能開銷與資源受限的移動(dòng)平臺(tái)部署之間的矛盾，我們提出“分層渲染策略”，對(duì)用戶視覺觀感不強(qiáng)烈的背景區(qū)域，采用功耗優(yōu)先渲染算法，弱化背景優(yōu)先保證出圖速度。對(duì)于視覺觀感重要的光斑區(qū)域，采用效果優(yōu)先的渲染算法，強(qiáng)化、烘托畫面主體，保證視覺觀賞性。用分而治之的思路去平衡成片效果和性能，推動(dòng)復(fù)雜算法落地手機(jī)平臺(tái)。

對(duì)柔焦模糊和二線性光斑的效果矛盾，我們研發(fā)落地“自適應(yīng)分層融合算法”，解決了因不同圖層融合出現(xiàn)的生硬貼圖感，實(shí)現(xiàn)兼具銳利光斑邊緣和柔焦模糊的自然柔焦效果。

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? 4????高動(dòng)態(tài)光斑識(shí)別：更精準(zhǔn)高光識(shí)別，炫目也炫彩

相機(jī)鏡頭因?yàn)楣馊蛃ensor尺寸較大，成像時(shí)會(huì)形成光學(xué)光斑，無需任何處理。對(duì)于手機(jī)而言，由于質(zhì)量和尺寸的限制，光圈和sensor尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相機(jī)，無法在成像過程中形成光學(xué)光斑，只能通過算法后期模擬。

想要在手機(jī)中模擬出相機(jī)中的光斑，需要先計(jì)算出光斑距離景深的距離和光斑的能量，但在手機(jī)上落地實(shí)現(xiàn)是十分困難。

• 原因之一：手機(jī)中的數(shù)字圖像處理芯片(ISP， image singal processor)會(huì)對(duì)sensor的亮度做非線性調(diào)整，以模擬人眼對(duì)亮度的感知，所以圖片的亮度值很難準(zhǔn)確描述光斑的能量；

• 原因之二：sensor動(dòng)態(tài)范圍有限，所以超出sensor動(dòng)態(tài)范圍的能量都會(huì)被sensor截?cái)?，表現(xiàn)為同一亮度值。

為了解決ISP對(duì)光斑能量估計(jì)的影響，大師鏡頭將光斑能量估計(jì)放在ISP前面，也就是在sensor直出的圖像中估計(jì)光斑能量。這一步雖然解決了ISP對(duì)的光斑能量估計(jì)的干擾，但sensor直出的圖像中含有大量的噪聲，同樣也會(huì)影響光斑能量的估計(jì)。

為了降低噪聲的干擾，大師鏡頭還采用了多幀融合降噪技術(shù)，也就是每次拍攝時(shí)，自動(dòng)拍攝多張圖片，利用AI技術(shù)將拍攝的多張照片角度對(duì)齊后，使用導(dǎo)向融合技術(shù)將多張?jiān)肼晥D片融合成一張低噪的圖片。

其次，引入動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展技術(shù)，有效拓展sensor動(dòng)態(tài)范圍，可以大幅緩解sensor有限動(dòng)態(tài)范圍對(duì)光斑能量估計(jì)的影響。

使用了raw域高動(dòng)態(tài)技術(shù)處理后的光斑識(shí)別結(jié)果

? 5????模擬暗角：無需濾鏡，相機(jī)質(zhì)感得心應(yīng)手

1.缺乏質(zhì)感的濾鏡式暗角

在許多相機(jī)的成像中，暗角效果的出現(xiàn)頗具趣味性，許多手機(jī)會(huì)單獨(dú)配備暗角濾鏡供用戶使用。但普通手機(jī)中模擬暗角的效果較為簡單，只需要將渲染后的圖像與暗角模板做乘法即可，這種方法的缺陷在于邊角的光斑亮度也會(huì)隨之降低，缺乏相機(jī)成像的質(zhì)感。

2.自研算法，暗角、光斑可以兼得

為了能讓大師鏡頭更具相機(jī)質(zhì)感，工程師們嘗試模擬手機(jī)中的暗角現(xiàn)象，通過特有的高光保護(hù)算法和渲染算法，在保證高光亮度的同時(shí)，更加自然地模擬出了暗角區(qū)域的高對(duì)比度光斑效果。

同時(shí)，為了使暗角不影響光斑亮度，工程師們?cè)诖髱熺R頭中將暗角操作與光斑識(shí)別操作互聯(lián)，使用高動(dòng)態(tài)光斑識(shí)別的結(jié)果對(duì)暗角mask進(jìn)行引導(dǎo)修復(fù)，當(dāng)識(shí)別到光斑時(shí)，根據(jù)光斑能量對(duì)暗角模板進(jìn)行提亮，讓暗角不能遮蔽光斑的亮。

04?

Xiaomi 12S

讓專業(yè)攝影更簡單，讓每刻記錄更藝術(shù)

許多年來，人們不斷追求更技術(shù)理性，更快、更亮、更絢爛的成像一度成為手機(jī)攝影的潮流。但今天，大師鏡頭想要呈現(xiàn)的不僅是技術(shù)的寬度，更是審美的高度。

Xiaomi 12S ?Ultra 35mm 經(jīng)典人文黑白鏡頭拍攝

一張照片，要多亮才算亮？要多鮮艷才算鮮艷？要多真實(shí)才算真實(shí)？然而這些極致的追求卻往往與我們想要的“真”背道而馳。當(dāng)圖片的每一個(gè)部分都格外清晰凌厲，當(dāng)每一條燈帶都呈現(xiàn)出均衡的光亮，它很真實(shí)，但它似乎不是我們想要的“真”。

“真”是一種情緒，是一種狀態(tài)，是雨天的被窩，是丁達(dá)爾效應(yīng)下飄散的木屑，也是情人眼里出西施。所以，如果照片的本真是有標(biāo)準(zhǔn)的，那藝術(shù)也便索然無味。

出于對(duì)大師的崇敬、對(duì)藝術(shù)的尊重，小米工程師們研發(fā)了大師鏡頭包，讓你心愛的人、事物、場(chǎng)景都能以獨(dú)到的方式被記錄、被呈現(xiàn)，藝術(shù)沒有模板，就如同愛沒有模板。

我們期待，期待每一位使用者去記錄生命中的獨(dú)一無二，去享受更簡單、更藝術(shù)的拍攝。

END

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