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vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头

本文作者:吴优 2021-09-06 21:38 专题:全面突破 vivo NEX
导语:V1 已经确认将搭载其即将在 9 月 9 日发布的旗舰手机 X70 系列上。

作者|吴优

编辑|李帅飞

vivo 自研芯片,千呼万唤始出来。

早在 2 年前,vivo 将组建芯片团队的消息已在业内流传了一遍——然而直到今天,vivo 才正式对外宣布自研的 ISP 芯片 V1;同时可以确认的是,作为 vivo 自主研发的第一颗专业影像芯片,V1 已经确认将搭载其即将在 9 月 9 日发布的旗舰手机 X70 系列上。

毫无疑问,V1 将会是 vivo X70 系列手机的最大看点。

vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头

“造”芯,影像差异化的硬件基础

同今年 3 月份小米发布的澎湃 C1 相似, vivo V1 也是一颗脱离于 SoC 并独立搭载于主板的图像信号处理芯片。

在介绍 V1 时,vivo 的说辞与小米不尽相同。“V1 是由 vivo 主导开发的,服务高速计算成像的专业影像芯片,是一颗全定制的特殊规格集成电路芯片。” vivo 影像算法总监杜元甲在今日下午的影像技术分享会中说道。

具体到整个影像系统中,V1 可以搭配不同的主芯片和显示屏,扩充 ISP 高速成像算力,释放主芯片负载,同时服务用户拍照和录像的需求。

事实上,无论是小米,还是 vivo,其研发手机影像芯片的决心都源于手机差异化竞争下的倒逼。

vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头

随着智能手机更迭速度提升,以及各家手机厂商激烈竞争下催生出的新技术层出不穷,消费者对智能手机的要求越发苛刻。尤其是在拍摄方面,“手机记录生活”不仅早已成为习惯,记录形式也从静态向动态转移,既要求在恶劣环境下拍出尽量真实的照片,又要求拍摄的视频画面质量足够清晰。

这些要求看似性感抽象,实则足以在微观世界完成量化,即要求影响功能在运算密度提升的同时,保持功耗下降。过去要求手机在 1 秒钟内拍摄 1 帧的内容,现在则要求在 1 秒钟拍摄 30 帧的内容。

在硬件层面,智能手机厂商通常使用 SoC 中自带的 ISP 来应对上述影像难题,但 SoC 往往是由高通、联发科、三星等芯片厂商提供,对于想要打出影像差异化的手机厂商而言,一方面暂时没有能力自研 SoC 芯片,另一方面可选项少,旗舰手机搭配相同的旗舰 SoC,决定权不在自己手里。

不过,当 vivo 300人研发团队耗费 2 年时间研发出 V1 之后,情况就变得不一样了, 虽然 SoC 依然来自少有的几家芯片公司,但却有一颗自研的影像芯片与主芯片软件算法协作,在影像差异化领域,少了几分被动。

vivo 官方介绍,V1 芯片拥有高算力、低时延、低功耗的特性,其创新之处在于优化了数据在芯片内部的储存架构和高度读写电路,实现等效 32MB 的超大缓存,而目前旗舰级桌面电脑处理器的缓存数量级为 16MB 和 24MB。V1 的读写速度高到 35.84Gbps,拥有1080P 60PFS 的实时降噪插帧能力。

在算法方面,V1 也有所创新。

比如说,拍摄夜景时,有了 V1 的协助,主芯片在低光录像时,能够以低功耗运行 4K 30FPS 的 MEMC 去噪和插帧,从而提高夜景影像效果。

另外,软件算法能够转移至 V1 的专用硬件电路,复杂的计算成像功能不仅存在于成片中,在默认拍照和录像预览下也即可开启。

“造”芯,实现与器件和算法的协同

除了 V1 影像芯片之外,vivo 在影像能力的提升上,也有更多动作。

据了解,去年 12 月,vivo 与全球顶尖影像大厂蔡司官宣开启战略合作关系,在玻璃镜片、光学工艺、镀膜工艺等方面进行合作,实现器件优化提升——而这一次,双方的合作更进一步。

vivo 光学器件总监朱盼盼表示,由于手机镜头高度集成化,过往行业内大部分会选择塑胶镜片,但塑胶材料在光学设计优化方面已经遇到瓶颈,因此 vivo 与蔡司团队经过多轮共同验证,最终选择了超高透玻璃镜片,以实现高透光率、超低色散、热稳定强的效果。

值得注意的是,相比于塑胶,玻璃镜片在制作过程中的工艺步骤增加了 11 步,整体良率降低到 60%,成本更高。

vivo 为使影像达到更高纯净度,将这块高规格玻璃镜片的中心透过率提高至 95%,同时在70℃高温下,镜头后焦变化量从上一代纯塑镜头的 66um 减小到 6um,降低了 91%,热稳定性更强。

在具体的光学工艺中,vivo 采用行业先进的 AOA 动态光学校准工艺,通过动态调整镜头里的部件,通过实时补偿,调整镜片厚度误差和镜片偏心误差引起的清晰度降低问题。

另外,vivo 注重解决拍摄过程中出现的眩光鬼影问题,采用 SWC 镀膜技术和 ALD 镀膜技术降低反射率,提升影像纯净度。其中,ALD 镀膜工艺是属于 vivo 独家工艺,能让反射率直接降低 50%,均值达到 0.25%。

在算法方面,vivo 使用 AI 人脸增强算法补充更多面部细节,使用超级夜景 RAWHDR3.0 算法调整色彩,以获得更好的亮度和影调表现。

vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头

可以看到,vivo 将影像技术的研发视为系统级技术工程;有了 V1 芯片的加速,也逐渐形成了从芯片硬件到光学器件,再到软件算法的完整体系——vivo 方面表示,V1 的亮相,全面开启了手机硬件级算法时代。

毫无疑问,V1 芯片的诞生,体现了 vivo 在手机上试图通过产品层面和影像能力的差异化追求高端的野心——不过,从芯片到实际的产品体验,还需要 X70 这款智能手机的具体表现来证明。

且让子弹飞一会儿。

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