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三星、小米扎堆出8K 视频手机,有何用?

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文/OdinAsgard

当我们的视频平台,还在纠结于高清(720p)和全高清画质(1080p),而半专业的摄影师,也不怎么想拍4k视频时,2020年初,就一堆公司突然推出能拍8k视频的手机。

三星首先推出了能原生拍摄8k视频的GalaxyS20,而小米更推出了原生拍摄6k视频,AI增线成8k视频的小米10Pro。

难道我们连4k视频还未准备好,就要走进8k视频时代了?我们真的需要能拍8k视频的手机吗?

什么是8k视频?

要讨论8k视频拍摄功能有何用之前,我们先来回顾一下,分辨率对我们拍摄的影响究竟有多重要。

我们的照片,是由一堆方型的色块所组成,这些色块叫作“像素” (Pixels),是影像的最小单位。所谓的分辨率(Resolution),是把相机能拍出、或是屏幕能显示出的横向最大像素,再乘以纵向最大像素的数值。分辨率愈高,像素就会愈多,就代表记录画面的色块密度就愈多,由色块拼揍出来的图案就愈细致,包含更多的画面细节(上图)。

日常我们经常接触到的所谓全高清视频(FullHighDefinition,FHD),就是分辨率为1920x1080的200万像素视频,而现在高级手机和相机能拍最高分辨率的4k视频,是分辨率达3840x2160的820万像素视频。

8k视频,是指视频分辨率达到7680 × 4320(约3,300万像素)的视频,它比我们日常接触的全高清分辨率多了16倍,比一般旗舰手机多了4倍,原理上8k视频手机能拍到的视频,比比其它4k视频手机拍出来的,要清晰和细致4倍。

拍8k视频需要高科技吗?

能拍8k视频的相机或手机,技术还是真的强。

手机影像文件里的“像素”,源于像素相机里的感光元件(CIS)里所接收到的一组组亮度数据。我们每次拍完影像,相机或手机就要在不足一秒之内再做大量计算,将数据转换为画面、再经调色和压缩,才变成我们见到的照片。所以影像的分辨率愈高,相机需要处理的数据就会愈多。

试想一下:200万像素相机,手机就要就要短时间内把200万组光影数据,通过计算转换成照片;而3,300万像相机,就要在不足一秒来处理3,300组数据。如果你觉得这样的计算量很大,那你更需要知道的是,视频需要的计算量,比一般照片大得多。

所谓的视频,其实是画面快速播放一连串的影像(一般是1秒24-30张影像),通过脑海留下的残像,让我们误为这些影像在动(上图)。为了要让我们感觉到影像在动,相机或手机必须在1 秒之内拍摄约30张照片,才能变成视频。

拍200万像素的照片,芯片每秒要处理200万组数据,但拍200万像素全高清视频时,芯片每秒要处理30倍于照片的数据(200万x30=6,000万组),所以对于芯片速度要求,远远比照片要高得多。而拍4k视频?就是2.4亿组数据,8k视频就是让芯片每秒要处理接近10亿组数据。而且,里面还需要进行大量的采样、压缩、校正和调色,一点也不容易。

所以,要拍高分辨率视频,必须要有极高速的芯片,但目前连专业级别相机的芯片能力不足,所以都没几台相机能拍摄8k视频。但由于手机芯片发展速度惊人,部分手机的处理速度更胜一般笔记本电脑,也拜手机芯片技术进步所赐,三星和小米手机这种消费级别的手机,居然比大部份单反相机,更早获得8k视频拍摄能力。

此外,由于芯片需要为8k视频的时候需要进行大量计算,所以功耗也会大幅增加,芯片也会同时严重发热。所以手机公司设计能拍摄8k视频的手机,更必须要考虑手机续航力和散热的问题,十分考验工师对手机性能与体验之间的掌控能力。

拍8k视频有什么用?

虽然Odin说8k视频出来的画面异常细致清晰,也说过8k视频背后需要很强大的技术支持,但拍8k视频对我们有没有用?

实话实说:没什么用。

为什么说拍8k视频没用?8k分辨率3,300万像素的画面,也需要你的屏幕有不少于3,300万像素的8k分别率,才能看出画面的清晰度。可是,我们先不要说你那台拍8k视频手机的屏幕,连4k分辨率都没有,8k分辨率的电视机,也由于逾万元的售价,而使用一般用户望而却步。既然前市面上根本没几个8k显示屏,你拍了的8k视频,根本也无用武之地。

此外,8k画质也与你屏幕大小也有幕大关系。

人类的视网膜,对画面清晰度的感知有其极限,画面的清晰度,与屏幕大小及你的观赏距离也有关系,超过了这个极限,8k也好好1080p也好,在你眼中的分别也不会太大。以一般人的观赏距离为例:你在2米之外看一个46寸的电视屏幕、或是在25cm以外盯着一个5.5寸的手机屏幕,你的视膜网就 1080p和4k分辨率的差别都无法分辨,更何况是8k屏幕下看8k视频?

此外,目前整个视频产业,根本没有为8k时代而准备。目前在电影院播影的电影,绝大部份就只是4k分辨率,8k电影屈指可数,而数码高清电视呢,目前也只有1080i全高清画质,更不要说4k了。视频平台呢?海外视频平台YouTube等尚能支持8k,但国内的不要说8k,就连支持4k也凤毛麟角,有的连1080p、1080p+、1080p蓝光,都是只有VIP才能看。

一言以蔽之,就算你拍了8k视频,也难以分享。

8k视频会改善画质吗?

尽管如此,原理上8k分辨率还是能改善画质,但首要条件是:你要刻意把视频放大来看。否则的话,8k视频在一般的环境下,不但不会对画质有明显的提升,而且更有可能会影响画质(注)

很多玩摄影的朋友都知道,相机画质要好,往往视乎相机的感光元件大小。因为感光元件愈大,它就能获得更多、更细致、更准碓的亮度信息。所以感光元件愈大,色彩层次愈分明、夜景的表现更好,在光暗对比强烈的环境下,也不会太容易把人面拍成“大黑脸”、或是把背景拍成死白一片。

但是在感光元件尺寸不变的情况下,拍摄的分辨率愈高,那每个像素所占用的空间也愈小(上图),也会使每个像素的感光能力变得更弱。

因此,高分辨率相机虽然能拍出更细致的画面,但拍夜景或低光场景的表现更差,在光暗对比强烈的环境,也更容易把人面拍成“大黑脸”、把背景拍成死白一片。

这种矛盾,在智能手机上更为严重:由于智能手机的感光元件,远比一般相机要少,所以当智能手机的分辨率提高了,每个像素的尺寸就会小得可怕,感光能力也会太幅衰退。以往我们的手机在拍照环境下,智能手机可以通过多帧合成技术,让相机快速拍摄4-16张不同曝光的影像,然后合成为一张,藉此克服感光能不足的难题,所以我们很多时会忽略了高分辨率所带来的副作用。

但是,手机在拍视频时,需要在一秒之内拍摄最少24张影像,智能手机总不可能在这每秒24张的每一个画面,再分别拍4-16张照片进行合成。所以,我们如果用手机拍视视,感光元件尺寸不足的问题会变得明显,手机视频的分辨率愈高,问题就愈严重。

更麻烦的是,视频质量的好坏,除了取决于分辨率之外,同时也取决于各种复杂的特性,例如帧率 (framerate)、码率 (bitrate)、色彩深度 (colourdepth)、色度采样 (Chromasubsampling) 等等。要提升每一个参数,背后也需要计算能力。但当我们把芯片的计算能力,全都花在无用功的8k分辨率之上,就会挤压其它影响视频质量的能力了。想拍出电影感?真的与8k关系不太大。

举例说,今天的智能手机在拍4k视频时,也能同时进行电子防抖和连续跟焦等计算任务,才能让你拍出来的画面不会晃来晃去、拍出焦点准确的清晰画面。但媒体发现三星的S20在拍摄8k时限制甚大,不但没有电子防抖,也没有连续跟焦功能 (Trackingauto-focus),拍出来的画面更容易抖成大地震的样子、也更容易把画面拍糊了。

(注:我们由于还未为这两台拥有8k视频能力的手机进行详细测试,所以上述分析仅基于一般视频环境而进行,敬希注意。)

8k视频有何用?

如是者,拍摄8k视频有何用?还是有的。

目前而不少专业电影制作,也需要用到8k视频,所以不少专业级别的电影机,也拥有6k-8k的视频拍摄能力。诚然,目前大部份电影的分辨率也只有4k而已,拍8k视频又有何用?

专业影视制作需要8k视频,很多时是为了后期的需要。

很多电影工作者,在后期制作时都会进行二次构图(上图),例如用类似放大画面、然后旋转画面、或是改变画面比例,或是通过裁切进行防抖,以符合最佳的视觉效果。但绝大部份二次构图的手法,均需要通过裁剪画面来实现,裁剪画面会降低视频的分辨率,导致画质劣化。因此,大部份电影摄影师,都尽量拍摄5-8k分辨率的文件。这些画面即使在裁切后,也会保留4k水平的分辨率。

但这种专业制作流程,并不适用于以手机拍摄视频的一般消费者。首先,由于8k视频需要每秒钟处理24-30张3,300像素的数据,所以需要巨大的计算力。凤凰科技在测试小米10Pro时,在最新款的16寸MacBookPro上播放,一样卡得不要不要的,更不要说是丢进FinalCutProX进行高强度编辑的话,应该更为吃力。

普通消费者本来还可以直接通过8k,实现视频的无损数码变焦功能。只要把8k的部份画面裁切再放大,画质也只会变成4k或1080p,不会严重劣化。这种无损数码变焦功能,早就在三星、华为和OPPO等以超高放大倍数照片上十分成熟,但8k能力由于算力所限,无法提供视频防抖功能,而放大了的画面,也会同时把抖动一起放大,所以消费者也无法从8k视频上使用数码变焦效果。

8k视频对一般消费者真的没有用?无论是三星也好、小米也好,在硬推8k视频时,都在挖空心思,想给8k视频一些好的应用场景。结果他们不约而同地强调8k视频其中一个功能,就是通过8k视频,截取一张能高分辨率的影像作为照片。以往4k视频所以截出来的画面,就只有820万像素,但现在8k视频截图后,能生成3,300像素照片,比起iPhone 拍出来的1,200像素照片还要好呢。

但很可惜的是,现在大部份智能手机,拍照时都拥有多帧合成技术,通过4-16张照片合成和优化成1张照片。所以即使它们拍出来的1,200像素照片,画质也会比3,330万像素截出来的视频质量要好。

8k的实际意义在哪里?

如果8k视频真的没有用,那为什么手机厂商一窝蜂的去造8k视频?

首先,目前的手机市场激争太激烈了,当别人拥有新的技术的时候,如果你不去追赶,很容易就会在推广宣传上落后于人前,现在8k视频的竞争,其实在重复多年前相机的的像素战争 (MegapixelWars)。想拍出好的画面,需要有好的的器材,但是,如何定义好的画面,却十分主观、而且并不容易展示。

但像素和分辨率就不同了。它是一组可以对比的客观数值,而且通过放大细节,就能很直观地让消费者体现相机升级的效果。因此,当年的相机公司热衷于攀比像素,使相机的分辨率在10年之间增加了数十倍。由于手机的用户对摄影更不内行,对分辨率与摄影能力之间的也不太了解,故此,在手机上的像素战争,更为激烈。所以三星和小米,就使用了连专业摄影机也自口叹不如的1亿像素相机。

但由于手机的体积所限,无法无限扩充相机的感光元件,当相机的分辨率高了,很容易影响成像,所以他们不得不另开战场。在2010年,不少专业相机还只能拍1080p影像的时候,一堆智能手机都提早进入4k时代,当时大家也觉得4k还未普及,拍了4k视频也是用不上。没想到在10年后历史重演,智能手机再次提早进入8k时代,我们也在想:8k视频对我们有何用?

人类总是免不了要在追赶新的科技。在3G年代,我们的网速都很快,根本没有需要上4G啊,但4G兴起后,才正式进入移动多媒体时代。在10年时的3G时代,我们只会拿着手机拍照,也没几个人懂得拍视频,但4G打开了视频分享的市场,用户争相拍摄短视频、制作Vlog,视频市场才会突然井喷式增长。

同样地,要知道当年4k视频手机兴起,我们也不知道4k视频有何用,但未来总会用得上的。2010年手机公司开始推广4k视频时,数码电视也陆续以高清 1080i作为标准,而1080p也成为了目前视频平台的主流。

现在,我们也不知道8k视频有何用,但8k拍摄设备慢慢出现,也开始推动电影以 4k为标准,我们的社会也这样地一层层互相推动。

有意义的“没用”

目前手机的8k视频拍摄能力,无法称得上能满足用户在视频上的刚需,相反,它更像是一个“食之无肉、弃之有味”的鸡肋功能。厂商的手机有了它,用户不会觉得你的手机特别好用,也不会特别为了8k视频而换购新机,但如果没有它呢?又可能在激烈的竞争中落后于人。

对于厂商来说,这是有意义的“没用”。

但对于用户来说呢?你完全无需要为了8k视频拍摄能力,特意去买台新手机,但我们需要为着8k手机的出现而早着准备。8k手机视频,很可能会带来新的视频压缩技术,未来我们也许能通过人工智能技术,轻松制作精良的视频,或是找出更多视频的新作用。

这对于一般用户来说,绝对也是有意义的“没用”。

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