世界上首臺配備攝像頭的手機(jī)誕生于 2000 年 11 月,夏普 J-SH04。
僅 11 萬像素的攝像頭,可拆卸電池與直板鍵盤,今天看起來另類,當(dāng)時也顯得另類。夏普 J-SH04 銷量很差,卻未阻擋夏普繼續(xù)推陳出新,從這個角度來說,夏普開啟了拍照手機(jī)的演變之路。
給手機(jī)加上攝像頭,當(dāng)時看起來是一件不起眼的小事,卻創(chuàng)造了后來各大手機(jī)品牌競爭最激烈的舞臺。經(jīng)濟(jì)學(xué)家何帆曾說:“絕大部分創(chuàng)新都發(fā)生在極細(xì)微處和極宏大處,而在極細(xì)微處形成的小趨勢恰能改變世界。”
芯片,極細(xì)小又夠宏大。
2 月 24 日,OPPO 自研影像專用芯片馬里亞納 MariSilicon X(以下簡稱“馬里亞納 X”)首度商用,與 OPPO Find X5 系列旗艦手機(jī)一起推出。在馬里亞納 X 芯片的加持下,F(xiàn)ind X5 Pro 可實現(xiàn)真正意義上的 4K 夜景視頻,并打破算法、芯片與傳感器之間存在的歷史協(xié)同問題。
透過馬里亞納 X 芯片,不難發(fā)現(xiàn),當(dāng)手機(jī)影像力進(jìn)入平臺期之后,已有先驅(qū)者開始尋找其它可能的突破口。尤其是在高端市場,各創(chuàng)新技術(shù)爭奇斗艷:超高像素、傳感器陣列排布以及自研影像芯片等等。過去的經(jīng)驗表明,手機(jī)影像向上跨越的契機(jī),或就藏在自研芯片的落地過程里。
相比于手機(jī)研發(fā),自研芯片無異于攀高峰的險途。
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馬里亞納海溝,最深處的地方達(dá) 6~11 千米,是地球目前已知海洋最深處,這里水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低,且食物資源匱乏,因此成為地球上環(huán)境最惡劣的區(qū)域之一。
OPPO 創(chuàng)始人陳明永曾表示,之所以將 OPPO 第一顆自研芯片命名為馬里亞納 X,是因為 OPPO 自研芯片之路的艱難超乎想象,就像馬里亞納海溝,深不可測。
2022 年,OPPO 選擇潛入深水區(qū)有著多方面的考量。
一方面,Android 手機(jī)的影像已經(jīng)接近瓶頸,在傳感器和算法等方面的調(diào)優(yōu)邊際收益逐漸降低。在用戶的角度,即手機(jī)拍照的提升不明顯,各家差異化不明顯,用戶體驗受到了影響;另一方面,高端手機(jī)引領(lǐng)著手機(jī)影像力的發(fā)展趨勢,只有不斷地追求技術(shù)創(chuàng)新,才能推動行業(yè)發(fā)展。
高端市場里,蘋果、三星仍然保持著領(lǐng)先優(yōu)勢,自研芯片是其中極為重要的一部分。
“一幀影像,動用兩塊芯片”,OPPO 請來了姜文用 Find X5 Pro 拍日出。這臺手機(jī)上的兩塊芯片,便是指的常見的 CPU 與馬里亞納 X 影像專用芯片。
手機(jī)影像鏈路大概可分為傳感器、算法和芯片三個環(huán)節(jié)。按照以往的行業(yè)慣例,這三個環(huán)節(jié)出處通常不同,一邊要與光學(xué)大廠合作,另一邊還得與芯片大廠合作。好比你做一盤菜,食材和調(diào)料來源不同,加上刀工,都需要大廚自己拿捏尺度,食材的新鮮度、調(diào)料的多少以及刀工細(xì)膩程度都影響最后菜肴的口感。
手機(jī)影像力的軟硬件調(diào)校復(fù)雜程度更甚,對于手機(jī)品牌來說,若能將各個環(huán)節(jié)把握在自己手中,方能將影像力做到極致。當(dāng)前手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了計算攝影時代,對 AI 算力與能效提出了更高的要求,而傳統(tǒng)的計算大多都依賴通用芯片,算力無法滿足需求。這也是 OPPO 推出獨立影像專用芯片馬里亞納 X 的重要原因。
在去年的 OPPO Find X3 系列上,OPPO 小試牛刀開創(chuàng)了手機(jī)首個全鏈路 10bit 色彩系統(tǒng):從拍攝、編碼、儲存、解碼到顯示,貫穿內(nèi)外的軟硬件,用戶都能體驗到 10 億種色彩的圖片與視頻。
陳明永認(rèn)為,科技公司必須通過關(guān)鍵技術(shù)解決關(guān)鍵問題,如果沒有底層核心技術(shù),就不可能有未來;而沒有底層核心技術(shù)的旗艦產(chǎn)品,更是空中樓閣。
Find 系列是 OPPO 目前最高端的產(chǎn)品線,其承載的技術(shù)創(chuàng)新使命不言而喻。在 OPPO 公司內(nèi)部,有著“技術(shù)貨架”一說,OPPO 儲備著大量先進(jìn)的,甚至未面世的技術(shù),包括卷軸鉸鏈、折疊屏 U 型鉸鏈、自研芯片、隔空充電等等。
OPPO 首款折疊屏手機(jī) Find N 發(fā)布之后,很快賣到脫銷。2021 年 12 月僅銷售 9 天,便占據(jù)了當(dāng)月中國折疊屏市場的 25%。市場的正向反饋給予了 OPPO 一個積極的信號——扎實的技術(shù)能夠得到高端用戶的認(rèn)可,但做技術(shù)預(yù)研的孤獨與艱難卻沒人可以體會。
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馬里亞納 X 項目正式成立于三年前,設(shè)計之初,OPPO 考慮過 12nm 的方案,但要想獲得最佳的性能與功耗,必須做 6nm 制程。
在馬里亞納 X 面世之前,國內(nèi)擁有量產(chǎn)并商用 6nm 芯片能力的廠商僅有三家。但是做 6nm 的影像 NPU,沒有任何參考案例。這意味著 OPPO 已經(jīng)進(jìn)入無人區(qū),馬里亞納 X 就是一個“三高”項目:高額的研發(fā)經(jīng)費、超高的研發(fā)難度和極高的失敗風(fēng)險。沒人知道能否成功,或者失敗之后會是什么樣。
三年厚積薄發(fā),OPPO 方才迎來了馬里亞納 X 成功流片,并嵌入手機(jī)正常運轉(zhuǎn)。然而芯片做好并不是攀高峰的終點,而是下一段路途的開始。
“包括其他產(chǎn)品線在內(nèi),我們幾乎調(diào)用了公司內(nèi)所有的影像人力和資源在 Find X5 系列上。”Find 系列產(chǎn)品經(jīng)理李杰表示,“馬里亞納 X 在 Find X5 Pro 上的調(diào)校工作量是指數(shù)級,因為涉及到底層基礎(chǔ)算法的調(diào)優(yōu),相當(dāng)于做了正常三代產(chǎn)品的研發(fā)工作。”
在這里舉個例,你就能明白馬里亞納 X 的調(diào)校到底有多難。
馬里亞納 X 影像專用 NPU 芯片的 AI 算力最高可以達(dá)到每秒 18 萬億次 AI 計算,在實際應(yīng)用場景中,每瓦性能也能達(dá)到每秒 11.6 萬億次。它獨立于手機(jī)的 SoC 運行,就像一個外掛增加了手機(jī)拍照時的運算能力。
如此強大的能力,還需要與其它硬件協(xié)同工作,為此 OPPO 首次加入了自研 3A 算法進(jìn)行調(diào)和——3A 算法即影像鏈路里的指揮部角色,統(tǒng)領(lǐng)著對焦、曝光和白平衡等等參數(shù),以此達(dá)到馬里亞納 X 與鏡頭、自然色彩傳感器以及主芯片的 ISP 等環(huán)節(jié)的配合。
通過這顆 NPU,F(xiàn)ind X5 Pro 實現(xiàn)了 4 大技術(shù)突破:
1. Android 第一次支持 4K+20bit RAW+AI+Ultra HDR 的極限規(guī)格,即隨意截取視頻的每一幀,都可以是一張完美的照片;
2. 錄制 4K 超清夜景視頻,得益于超高的 AI 算力,F(xiàn)ind X5 Pro 可以進(jìn)行實時 AI 降噪,獲取 20bit Ultra HDR 超級動態(tài)范圍,從本質(zhì)上提高夜景視頻的畫質(zhì);
3. 通過 3A 算法還原真實的色彩表現(xiàn);
4. 為第三方軟件相機(jī)提供更加清晰的原生畫質(zhì),例如微信軟件內(nèi)的相機(jī)拍攝,也可以獲得原生相機(jī)的照片質(zhì)量。
在 OPPO Find X5 Pro 的實拍樣張當(dāng)中,我們可以清楚地看見,在馬里亞納 X 的加持之下,Android 手機(jī)拍照能力得到了更高的提升,尤其是 iPhone 領(lǐng)跑的視頻拍攝領(lǐng)域,兩者也不分伯仲。除去馬里亞納 X,OPPO 還加入了懸浮防抖、13 通道光譜傳感器與光學(xué)玻璃鏡片來提高 Find X5 Pro 的影像硬件素質(zhì)。
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OPPO Find X5 Pro超清夜景拍照
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OPPO Find X5 Pro哈蘇專業(yè)模式
盡管如此,馬里亞納 X 的能力到目前為止也只發(fā)揮了 30%。隨著時間的推移,它還會自我學(xué)習(xí)、迭代,使得手機(jī)拍照越來越好用。李杰表示:“馬里亞納 X 是一顆 NPU,很多算法都 AI 化了,它在跑算法、跑模型的過程中,會通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自行運算和學(xué)習(xí)。”
“一機(jī)雙芯的模式還會在行業(yè)中流行下去。”
三年時間,我們很幸運地看到 OPPO 在山頂捧起了芯片自研的火炬,實現(xiàn)了自身從 0 到 1 的里程碑式跨越。就好像向雪峰發(fā)起沖擊的人,假想敵幾乎都是自己:極寒的狂風(fēng),稀薄的空氣,內(nèi)心的恐懼都由自己承擔(dān)。而攀頂路途有多兇險,峰頂?shù)木吧陀卸嗝烂睢?/p>
如果追溯馬里亞納 X 的起源,并不能嚴(yán)格按照時間線定位于某一天。自研芯片的種子,多年前就播下了。
據(jù)李杰透露,早在四五年前,OPPO 高層已經(jīng)規(guī)劃了公司的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。近年來我們所看到的“關(guān)鍵技術(shù)解決關(guān)鍵問題”、“3 年投入 500 億”和“3+N+X科技躍遷戰(zhàn)略”等背后所映射的思想,其實是 OPPO 對于用戶、產(chǎn)品和公司運營的深度思考。
科技為人,以善天下。OPPO 身上的務(wù)實精神,我們從 Slogan 的變化便能窺見一斑,F(xiàn)ind N 的“從嘗鮮到常用”,F(xiàn)ind X5 系列的“一幀影像,動用兩顆芯片”都是非常具象化的描述?;蛟S Slogan 少了一些浪漫,但卻有了踏實的依靠。
OPPO 正在經(jīng)歷向技術(shù)型科技公司的轉(zhuǎn)變,“會做廣告”的表象往往掩蓋了 OPPO 的本來面目。過去的 OPPO 更加內(nèi)秀,技術(shù)研發(fā)背后的困難與思考并不輕易向外界透露。事實上,OPPO 技術(shù)貨架陳列著海量的高精尖技術(shù)與專利,數(shù)據(jù)顯示,截至 2021 年 12 月 31 日,OPPO 全球?qū)@暾埩砍^ 75000 件,全球授權(quán)數(shù)量超過 34000 件,在中國公司中排名第二。
Find 系列承載著 OPPO 先進(jìn)技術(shù)的落地使命,并用技術(shù)解決用戶實際的問題,提升用戶體驗。產(chǎn)品是用戶最能直觀感受公司實力的窗口,同時也是兩者相互溝通的橋梁。只要堅持走這條路,時間自然會兌現(xiàn)果實。
時間的朋友,都為長期主義者。鮮有人知道的是,OPPO 在 10 年前嘗試過平板項目,由于種種原因并未繼續(xù)推進(jìn),但該項目卻孵化出了 VOOC 閃充技術(shù)。在那個快充還未普及的年代,OPPO 堅持將閃充技術(shù)普及開來,引領(lǐng)了行業(yè)快充的風(fēng)潮。
現(xiàn)在回過頭來看,VOOC 閃充技術(shù)與馬里亞納 X 的誕生都不是偶然,而是鋪墊已久之后的一種必然。(本文首發(fā)鈦媒體App)
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