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演算法在攝影中越來越重要,你認同嗎?

今年的五一假期朋友圈攝影大賽中,用手機拍出清晰月亮的朋友並不多,但朋友圈裡絕大多數的參賽作品,都經過精心挑選、剪裁調色,用上自己最喜愛的濾鏡或美顏效果。

除了嚴肅的新聞媒體,或許這年頭依然有人堅持要「原圖直出、絕不 P 圖」,但不可否認的是,從我們習慣使用美顏、濾鏡,再到前段時間華為 P30 Pro 月亮模式的討論,手機攝影正在衝擊著傳統攝影的準則。

正是由於智能手機的普及、算力的提升、互聯網社交平台的流行,「攝影」這門技藝已經成為普通人隨手可以用的功能。與此同時,演算法在攝影中越發重要,「計算攝影」開始成為攝影新趨勢。

這距離「攝影」在 1839 年才被法國科學院與藝術院承認為一種「技術和藝術」,僅過去 180 年。


手機攝影歷史不過十年

在大約十多年前,手機攝影的成像是馬賽克,性能是戰五渣,用手機拍照根本算不上「攝影」,頂多是記錄。

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▲ 夏普 J-SH04

夏普在 2000 年推出了第一部內置攝像頭的手機 J-SH04,後置攝像頭為 11 萬像素。之後諾基亞、索愛等手機廠商紛紛跟進發布帶有拍照功能的手機。索愛在 2005 年發布了第一部帶有自動對焦功能的索尼 K750i。

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▲ 索愛 K750i

此後,拍照功能開始成為智能手機的標配,手機攝像頭從當年的單攝 11 萬像素,一直發展到如今的 4000 萬像素、5 個攝像頭。

當手機本身大小、CMOS、鏡頭結構、電子光圈、變焦方案逐漸等成為硬體上限制手機攝影的因素時,軟體則釋放了我們對手機攝影的想像力,其中包括相機演算法、處理圖片的人工智慧演算法,以及各類圖片處理軟體、平台。

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在不同的硬體基礎上,軟體演算法的發展不僅讓我們拍出的照片擁有更多細節,也催生了一些新的攝影形式:

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▲ 以上分別是抖音短視頻、美顏直播、關美顏直播中的不同效果

比如美顏功能,拍出了人像變瘦、變白、化妝、變高等各類效果;濾鏡功能,讓一張簡單的圖片擁有不同的風格。

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在 AR 和 AI 加持下,我們不僅可以拍攝個人專屬動畫表情,還可以用 Snapchat 拍出口吐彩虹、長出動物五官等各種奇形怪狀的照片。

如今這些熟悉常用的功能,在傳統攝影人的眼裡,依然屬於無中生有、矯正過度,是難登大雅之堂的影像。


傳統攝影的第一準則:真實

傳統攝影的準則精神,可以從傳統的攝影比賽規則中體會。

世界新聞攝影比賽(WORLD PRESS PHOTO,簡稱 WPP、荷賽),成立於 1957 年,已經舉辦超過 60 屆,該賽事被認為是國際專業新聞攝影比賽中最具權威性的賽事,也是全球著名的世界新聞攝影比賽。而新聞攝影的第一條準則,就是真實。

《國家地理》全球攝影大賽中的評判標準包括:創意、攝影品質和攝影內容的真實性。

無論是在圖片中增加 / 消除了事物,這樣的修改都被視為破壞了攝影內容的真實性。

《國家地理》中國賽區還對參賽作品提出了這樣的要求:

謝絕提供電腦創意或改變原始影像的作品,即參賽照片僅可做亮度、對比度、色彩飽和度的適度調整,不得做合成、添加、大幅度改變色彩等技術處理。

雖然不能無中生有或有中生無,但適度調整亮度、對比度、色彩飽和度是可以的。至於怎麼才算「適度調整」,這就要看評委的眼光了。

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▲ Harry Fisch 提交的作品

2012 年,一位名為 Harry Fisch 的攝影師的作品獲獎,後來被通知由於他使用 Photoshop 軟體移出了圖片中的一個塑料袋,因此被取消資格。

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▲ Harry Fisch 的原圖

雖然他辯解自己可以通過裁剪畫面去掉那個塑料袋,但《國家地理》表示「很不幸你沒有裁掉那個袋子」,並堅持任何採用數碼化手段移除照片內容都是違反規則的。

各類攝影大賽的評比中,得獎作品被發現曾使用軟體進行修飾而取消資格的事情常有發生。

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2016 年,尼康相機的新加坡分部在 Facebook 上舉行了一個攝影大賽,最後獲獎者是攝影師 Chay Yu Wei 的作品《抬頭看》。攝影師照例給出了這張照片的相機型號、快門、光圈等參數,並說自己是在某處拍街景時不經意抬頭拍到的,並說自己「運氣很好沒有等太久」。

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▲ 這就尷尬了

然而有網友發現,當他用 PS 打開照片調整色階後發現,飛機是 P 上去的。另外攝影師 Chay Yu Wei 所說的拍攝地,根本不會看到這個場景。

某種程度而言,傳統攝影堅持的準則是「真實」,當然還有藝術和審美。這些準則和觀念經過多年的潛移默化,已經深入公眾心中。

這個準則的形成主要有兩方面的原因,其一,在攝影術被承認的 180 年裡,很長一段時間攝影的相關機器都無法滿足人們的攝影需求,人人都能用上彩色攝影的歷史才不過幾十年。

其二,攝影在新聞攝影領域發揮的作用巨大,影響甚廣,攝影被認為是比文字更能真實、客觀紀錄新聞事件的方式


攝影是一種延伸人類視覺感官的技藝

人們在古典攝影時代追求「純粹的紀錄」。在相機為主數碼攝影時代,無論是相機廠商,還是攝影師,總希望拍出最接近人眼所看的場景。

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但攝影機器對「真實場景」的記錄和儲存,嚴重受限於機器本身。然而即使是同一個場景,若使用不同的白平衡模式(白熾燈、陰天等多種可選),也會改變拍攝對象的真實顏色。不同品牌的相機,對色彩的取向也是有差別的。

某種程度而言,當我們放下膠片相機,拿起電子元件作為感光材料和數字儲存的數碼相機時,就不存在「沒有後期」的照片了。

每張數碼攝影照片都經過校準、加權、場景評估、選取動態範圍、曲線套用、降噪、有損壓縮……最後才得到一張不同格式的數字文件。

在不同的軟體上打開 RAW 文件,或者在不同的顯示器上打開同一張圖片,都有可能出現色彩差異。

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手機攝影,則是先由手機內的片上系統(SOC)負責拍照,接著由圖形信號處理器(Image Signal Processing,又稱 ISP)對樣張進行後期處理。不同的 ISP 有不能的性能,同樣的 ISP 被手機廠商使用新演算法進行調試後,也會出現不同的處理效果。

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手機上的同一張圖片,在不同的 app 和社交平台濾鏡加持下,可以呈現完全不用的風格。

濾鏡類攝影 app 主要朝著兩個方面發展,一類是相對專業,需要讀懂色溫、色調、銳度、對比度、飽和度、高光等術語;另一個類是相對智能易上手,一鍵即可達到某種預設的效果,比如增加濾鏡或人像美顏。

手機和相機雖然同屬數碼攝影,但手機拍攝與相機有著不同的流程。手機拍攝受限於硬體,因此演算法在很大程度上控制了圖片的成像質量,也讓各類手機廠商可以根據定位和受眾提供不一樣的拍攝效果。

智能手機的普及讓我們進入了計算攝影(Computational Photography)的時代,演算法、軟體在攝影中的重要程度並不比硬體小。

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蘋果那句「萬億次運算,成就每一個瞬間」的廣告詞,就是一個例子。 iPhone XR 的攝像頭系統號稱能夠充分利用神經網路引擎,並具有每秒五萬億次的運算能力。

手機攝影中的 HDR 和夜景功能,關鍵在於包圍曝光和多幀合成,可以視作傳統攝影的機器後期。但是 AI 為照片補充細節就不太一樣了,演算法基於標準紋理對模糊的影像的修復,這也是華為 P30 Po 月亮模式的爭議核心。

演算法為照片補充細節,這個做法在衝擊傳統攝影準則,這種衝擊也在緩慢改變公眾的攝影觀念。

一方面,攝影在從一門小眾藝術變為大眾記錄生活的方式,技術一定要解決「如何讓拍照更簡單」的問題,所以相比看不到的真實,看得到的虛幻更為大眾所接受。

另一方面,攝影機器作為工具極大地延伸了人類視覺感官,隨著攝影相關機器和技術的快速更新、普及,公眾的審美和觀念卻相對滯後。

就目前看來,技術下的攝影已經不再是傳統的影像藝術了,也不僅僅是報道新聞的一種媒介了,它可能是一種融合現實的影像技術,比如攝影和 AR 的結合,基於演算法,我們就能做到 3D 模型 + 貼圖來修復場景。

如今的攝影工具,不僅可以通過長時間曝光拍到人肉眼看不到的星星、星軌,還能夠基於機器學習去識別場景,自動對焦、優化曝光以增強圖片的細節。

這些技術都已經超過了古典攝影觀念「還原肉眼所見真實世界」的維度,但依舊是在更大程度地延伸人類的視覺感官。

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▲ 圖片來自:歐洲南方天文台

比如那張史上第一張黑洞照片,就是人類目前在計算攝影上獲得的最大成就。藉助分布自地球各處的射電望遠鏡和數據處理中心,我們終於看到了黑洞的樣子。

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▲ 計算攝影的技術巔峰在天文界

總而言之,攝影永遠無法脫離機器,人類依靠機器延伸視覺感官,這種延伸可以跨越時空或空間。我們如何看待一張照片,就是如何看待、處理自己與攝影機器之間的關係。

有趣的是,我們最常使用的軟體微信曾上線圖片濾鏡功能,然後在 2013 年發布的微信 5.0 版本中撤回了這個功能。原因是張小龍認為:「照片真實,不加修飾地反映生活即可」。不過在微信視頻聊天時,還是有美顏的。

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