Xperia XZ2 Premium双镜头技术解构及三星S9+、华为P20 Pro对决
▲Sony mobile原厂解构Xperia XZ2 Premium拍摄原理。（图／记者洪圣壹摄）
记者洪圣壹／台北报导
针对 Sony mobile 首款双镜头手机Xperia XZ2 Premium 所采用的双镜头技术，原厂开发团队特别抵台做了详细的说明，除了证实该公司的「双镜头手机」开发 100% 原创之外，实际展示当中，也确实说明怪兽级摄影手机，实至名归，记者同时实测该款手机与S9+、P20 Pro拍摄结果，提供给读者参考。
Sony Xperia XZ2 Premium最大特色就是拍照能力，是该公司旗下第一款配备双镜头的手机，也是首次有厂商为处理双镜头摄影能力独立开发AUBE FUSION ISP处理器，为双镜头摄影领域提供稳定的拍摄效能，台湾官方定调为「怪兽级摄影手机」。
▲Xperia XZ2 Premium 是 Sony mobile 第一款双镜头手机，着重解决以往手机碰到低光源环境，就容易拍出模糊、不清楚照片的状况。（图／记者洪圣壹摄）
根据SONY 产品企划市野 利华 (Ichino Toshiyuki)所解说，SONY 内部调查来自市场上超过 600 万张照片，发现有一半以上的用户都在低光源拍摄，其中更有 5% 的用户是在极低光源环境下拍摄，而市场上多数的产品在双镜头拍摄效能上，也都是着重低光源拍摄处理，因此 SONY 首款双镜头手机，目的就是在解决用户在低光源拍摄的效果，在拍摄过程中，因为感光度达到ISO 51200，让用户可以在低光源环境下轻松拍出漂亮的照片。
正如同先前多次说明的一样，Xperia XZ2 Premium的双镜头底下，除了彩色感光元件之外，还加入黑白感光元件，当这两张照片合成之后，透过AUBE FUSION ISP的处理，让手机快速产出一张高品质的照片，其结果跟一般数位相机导入大型感光元件的效果类似，但对手机拍摄来说却更有效率。
而Sony mobile产品工程师后藤 秀一（Camera Engineer）解释，这样的功能不是 Sony mobile 所独有，而是在 ONE SONY 底下，由相机部门、半导体部门、研发部门等单位共同合作的成果。
▲Sony mobile产品工程师后藤 秀一。（图／记者洪圣壹摄）
后藤 秀一首次揭开双镜头结构的神秘面纱，当用户在拍摄一张照片时，手机会透过一颗光圈 F1.6，1.55微米，1200 万画素的黑白镜头来收集环境光与影像，带来高感度的黑白照片。另外透过一颗光圈 F1.8，感光度1.22微米，拍摄画素 1900 万画素的彩色镜头来作为拍照主力，该颗镜头拥有相机部门的G镜、Exmor RS COMS 感光元件、半导体部门开发的 motion EYE晶片。实际拍摄时，只要碰到低光源的状况，手机就会启动双镜头，每个镜头各拍摄一张照片，然后合成一张照片。
▲这张照片明确解说了SONY MOBILE首次商用化的双镜头模组组成结构。（图／记者洪圣壹摄）
这样看起来好像很简单，不过实际上还是有三道关卡要克服：
首先，彩色照片必须要去马赛克、将 RGB 转换成 VUY（明度、色度、浓度） 格式，这样画素跟画素之间才能跟黑白照片接合。
再来这一点就是硬底黑科技了！XZ2 Premium 双镜头拍摄的两张照片本身要透过AUBE FUSION ISP晶片进行「变形校正（Rectifiication）」、「视差调整（Disparity Detection）」跟「像素融合（Fusion）」等三个步骤的专业影像处理技术，才能合成一张照片。
▲这张图片解说了 SONY 双镜头模组当中，会先针对彩色照片当中的 RGB 转换成 VUY格式，然后与黑白照片一起透过变形校正、视差调整跟像素融合三个步骤进行后制影像处理。（图／记者洪圣壹摄）
后藤 秀一解说，因为是两颗完全不一样的镜头模组拍摄，所以照片本身会有歪斜、变形的问题，这包括所谓的「光轴偏移」现象，以及两张照片所产生不同的座标资讯、不同的色差、以及不同拍摄视角产生的偏移、视差进行调整，举其中最简单的例子，就是把人眼当作两颗镜头，然后把一根手指从远处移到近处，越近产生的视角差异越大，甚至当手指靠近鼻子的时候，会出现两个影像分离的现象。
▲SONY用这张照片解说不同拍摄视角会产生的可能变形状况。（图／记者洪圣壹摄）
▲跟其他双镜头手机解决方案一样，SONY的黑白照片跟彩色照片拍摄过程中出现的变形状况，主要是透过裁切来调整。（图／记者洪圣壹摄）
▲▼SONY 的双镜头原理跟人眼视觉一样，两颗镜头会因为拍摄视角差异，出现视差偏移的状况，物体越近、偏移状况越大。（图／记者洪圣壹摄）
简而言之，在第二步骤当中，SONY 把人眼视觉原理导入双镜头设计，全新的AUBE FUSION ISP晶片则是比喻成大脑当中负责处理影像的区块。
当图片位置、图片视差都调整好之后，最后一个步骤，才能够真正的「以画素为单位」把两张照片叠合在一起，借此提供高感度、高降噪、高画质的照片。
除了先前提供的官方数据，录影表现可以达到 ISO 12800，拍照表现可达到 ISO 51200之外，后藤 秀一还公开 EV 值（曝光补偿）范围，这支手机在拍照的 EV 值范围可以达到 19EV~ -5EV、录影的 EV 值范围可以达到 19EV~ -1EV 的范围，几乎是 SONY数位相机等级。
▲▼Sony mobile 原厂提供 7 组 ISO 值对照图片，从照片当中可以看到 XZ2 Premium 手机实际拍摄效果很明显带来更高画质、更高感光效果，尤其在 ISO 12800 的状态下，以往的手机拍出的照片接近模糊，而 XZ 2 Premium 则可以拍出明显的结构纹理。（图／记者洪圣壹摄）
▲Sony XZ2 Premium 感光度最高可达 ISO 51200，曝光补偿范围可以达到 19EV~ -5EV，这是首次公开的实际数据。（图／记者洪圣壹摄）
记者实测，透过上述这样的拍摄模式，只要出现「超感光拍摄」，手机就会启动两颗镜头来拍照，不过这样的方式拍出来的照片就不是规格上所写的 1900 万画素，最高只有 1300 万画素，拍摄格式是 16:9，而且因为启动两颗镜头来拍，所以一定要在固定的距离(约1~1.5公尺)才能拍摄，如果低于这样的距离、或是接近这个距离强制启动双镜头拍摄，会出现残影的状况。
▲Sony 的自动场景辨识功能是可以启动双镜头来进行超感光拍摄的，不过最高拍摄画素为1300万的16:9照片。（图／记者洪圣壹摄）
▲启动双镜头进行低光源拍摄时，如果对焦距离过近，就会像这样出现残影。（图／记者洪圣壹摄）
＊以下提供一张照片给读者参考：（图／记者洪圣壹摄）
相较于 SONY 的解决方案，三星电子旗下的 Galaxy S9+ 透过「F1.5/F2.4 双光圈」的物理配置来模拟人眼「瞳孔」，解决最根本的进光量问题，搭配连续拍摄多达 18 张照片的「多重影像叠合技术」，提供高画质照片。华为P20 Pro则是借由麒麟970晶片处理由手机其中的两颗镜头抓取黑白、彩色照片资讯，搭配自家的「4秒长曝」，让手机夜景模式启动后，最高感光能力可以达到 ISO 102400，是目前市面上镜头拍摄感光度最高的智慧型手机，记者实际加入这两款手机在三种场景加入低光源比对，结果如下：（图／记者洪圣壹摄）
▲Xperia XZ2 Premium夜景拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro夜景拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲三星Galaxy S9+夜景拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲SONY Xperia XZ2 Premium夜景拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro夜景拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲Samsung Galaxy S9+夜景拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲SONY Xperia XZ2 Premium极低光源人像拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro极低光源人像拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲三星Galaxy S9+极低光源人像拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲SONY Xperia XZ2 Premium晃动下极低光源人像拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro晃动下极低光源人像拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲三星Galaxy S9+晃动下极低光源人像拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲Xperia XZ2 Premium晃动下玻璃＋灯光低光源拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro晃动下玻璃＋灯光低光源拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲三星Galaxy S9+晃动下玻璃＋灯光低光源拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲Xperia XZ2 Premium晃动下极低光源拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro晃动下极低光源拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲三星Galaxy S9+晃动下极低光源拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲Xperia XZ2 Premium室内拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲HUAWEI P20 Pro室内拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
▲ Galaxy S9+室内拍摄。（图／记者洪圣壹摄）
从手机导入双镜头来说，Google 公司与 Sony mobile 脚步相对缓慢，不过 MWC 2018 期间，Sony mobile 公开双镜头开发技术，紧接着推出这款Xperia XZ2 Premium，然后上市时又公开该公司针对该项技术的开发细节，除了可以从中发现日本人坚持原创的精神，也可以感受到日本公司针对一项产品所设计的绵密攻势，记者实际比对下来，该款手机在极低光源拍摄的效果相对稳定，几乎可以说去除以往 SONY 手机在低光源拍摄时碰到的弱点，其实不仅是低光源，相关的拍摄机制在录影过程中也得倒很大的帮助，「怪兽级摄影手机」称号实至名归。
▲SONY Xperia XZ2 Premium 4K HDR 烟火影片实拍。（影片／记者洪圣壹摄）＊本篇文章所有照片全部都是由智慧型手机拍摄完成。