智能手机的摄像头可不仅仅是相机。每次拍照，它不仅仅是把微小的光点堆起来，还在屏幕上显示出来。幕后工作的很大一部分都归功于计算摄影，这听起来很复杂，但这是一个相当宽泛的术语，指的是相机使用内置计算机以数字方式操纵图像，而不是应用老式光学元件。
任何现代智能手机中的摄像头基本上都充当着独立计算机的角色。它使用专门的计算内核来处理相机传感器捕获的数字信息，然后将其转换为图像，我们可以在显示屏上看到或在互联网上共享，甚至打印出来挂在墙上。这和摄影师使用胶卷和暗室的旧方式大不相同。
图像传感器是这一过程的开始。它是一个长方形的微小的，光敏感半导体，被称为光子。最终输出产品是创建的图像，也是一个矩形阵列，它由彩色像素制成。转换成照片和像素之间的一对一地图。这就是图像处理的用武之地，也是计算机摄影的开始。
手机中的图像传感器由红色、绿色和蓝色光滤镜图案覆盖。这意味着单个光子只以一种颜色（由光波长带表示）来记录光。最终图像每一个像素的有所有的三种颜色，其中亮度的强度决定了我们的眼睛可以看到什么颜色。
第一步是应用一种算法，将图像传感器捕获的颜色信息混合到图像中像素显示的实际颜色中。此步骤的名称通常称为演示。
下一步，手机的计算机/摄像头将采用锐化算法。它突出了边缘，并混合了从一种颜色到另一种颜色的过渡。请记住，图像中的每个像素只能是一种颜色，但有数百万种颜色可以选择。比图红色的花和蓝天衔接处的边缘需要锋利，但不代表完全泾渭分明。正确理解这一点并不容易。
接下来，白平衡和对比度等问题将得到解决。这些过程可以大大改变照片的质量，以及照片中的颜色。这些变化都只是数字：在手机算法定义颜色边缘后，调整颜色的实际阴影或对比度要简单得多。
最后，对输出的数据进行分析，并压缩图像。彼此非常接近的颜色被切换为相同的颜色（因为我们肉眼通常看不到差异），如果可能，像素组被合并到单个信息中，从而形成较小的输出文件。
这些工具创建的图像与旧胶片方法创建的图像一样准确。但是，通过使用相同的算法更改数据，计算摄影可以做得更多。例如，人像摄影改变了边缘检测和锐化过程，而夜间摄影则改变了对比度和色彩平衡。现代手机中的"AI"场景检测模式，也使用计算机来识别拍摄中的内容。例如，改变白平衡，以产生一个暖色调的镜头。
最近，智能手机处理能力的提高大大扩展了计算摄影的功率。这是一个非常重要的原因，为什么一些最好的Android手机，如三星Galaxy系列能够捕捉非常高质量的照片。数字处理意味着手机可以通过计算摄影来避开自己小型传感器的一些弱点。但如果要实现在低光下拍摄清晰的照片，可能需要更大的传感器，而计算技术可以智能地照亮和调整图像，以产生更好看的镜头。
以iPhone12系列为例。iPhone12相机应用程序的核心之一是多帧摄影。这是一种计算摄影技术，包括在不同的曝光级别快速连续拍摄几张照片，然后将它们拼接成单个图像，并在整个图像中均匀曝光。由于你的手机可能在拍摄照片时有移动，HDR依靠算法将图像重新放在一起，修复运动模糊或其他异常，同时智能地减少有些地方的噪点。这是一个非常厉害的过程，以至于很多人认为计算能力和它背后的代码与镜头和传感器同样重要。
多帧摄影是大多数智能手机夜间模式功能的核心，包括三星的夜视功能。这些计算中的功能不仅需要几秒钟内几次长时间的曝光，而且还可以补偿手持拍摄所发生的晃动。
将这个技术推进一步，比如某些手机的天文摄影模式，它使用计算摄影来补偿地球的自转，产生清晰的太空照片，同时不过度暴露景观细节。
计算摄影的下一步，如华为，甚至将其应用到视频拍摄中。据说华为的旗舰产品，将是把之前静止照片的HDR处理水平提高到每秒30帧的4K视频录制中。
计算摄影的算力受到从手机传感器收集的数据量和手机中可用的数字处理能力的限制，这就是为什么它是几乎所有主流手机制造商的主要研发领域之一的原因。
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