华为 Mate 70 Pro 的第四颗镜头，最强的能力不是拍照

wifai

爱范儿关注「明日产品」，硬哲学栏目试图剥离技术和参数的外衣，探求产品设计中人性的本源。

主摄、长焦、超广角，堪称手机摄影的「三大金刚」，基本上能应对大部分用户的日常拍摄场景，一些影像旗舰手机，还会在这基础上多配备一个长焦镜头，满足更极致的创作需要。
最新发布的华为 Mate 70 Pro 和 Pro+，也有四个摄像头，只是多出的一个有点特别：华为称其为「红枫原色摄像头」，本质其实是一个微型多光谱仪。

多光谱成像仪主要应用于水土农业、食品检测等更专业的场景，智能手机运用不仅可以说不多见，像华为这颗这么高参数的镜头，几乎可以说没有。
但在不遥远的未来，类似的多光谱传感器模组，会来到我们身边的更多智能设备上。
解决拍照「色弱」问题

虽然智能手机厂商卷影像能力已经有不少的年头，手机上的摄像头模组越来越大，越来越凸，但始终有一块难啃的骨头尚需解决——色彩还原。
目前传统的手机相机传感器通常通过捕捉红色、绿色、蓝色（RGB），来呈现一定范围内的颜色，每个像素只有红、绿或蓝一个色彩信息，需要通过算法，结合周围像素的色彩关系，推算出每个像素点的真实颜色，最终尽可能还原出我们肉眼所见的景象。

▲ 单个像素只负责单个颜色的信息记录
但用红色、绿色、蓝色组成的颜色，仅为人眼可见色彩的 75%，成片的颜色损失比较大。
并且，既然是靠算法「推算」，准确性自然无法完全保证；而在比较复杂的色彩和光线的环境下，算法的准确性会进一步降低，这也是为什么有时拍出来人的肌肤会发黄、发红。

要想解决偏色的问题，厂商尝试从软件和硬件两个方向入手。
靠计算摄影发家的 Google Pixel，就推出了名为「Real Tone」的色彩算法，在照片后台处理时，还原不同人种的真实肤色。
也有很多厂商也尝试转换赛道，不追求完美的色彩还原，而采用风格化的思路，让照片呈现更好的视觉观感，而不是百分百的还原。
而华为从 P20 手机开始搭载 5 通道色温传感器，陆续升级到 P50 系列的 10 通道多光谱色温传感器，能够捕捉普通 RGB 之外的波段，包括可见光之外的一些波段。

然后通过 XD Fusion Pro 的算法，将可见光和非可见光融合，呈现更多色彩细节。
通过多通道多光谱传感器来尝试纠正相机的「色弱」，其实也是行业内的一个主流方案，像是 vivo、OPPO 都尝试过在旗舰上配备类似的多光谱色温模组。
简单来说，这类传感器能够捕捉更多特定波段的色彩，但只能对整体的环境光做一个总体感知和判断，无法提供局部光源和色彩信息，也不具备成像能力。
而 150 万像素的红枫原色摄像头模组，本质上是 150 个独立的多光谱仪，对色彩的敏锐度更高，并且具备了成像的能力，也就是能够同时获取二维图像和色谱信息，记录能力也远远超出了 RGB 三色。

▲ Spectricity 也生产类似的多光谱摄像头
用人话来说，就是华为 Mate 70 Pro 的主摄、长焦、超广角正常拍摄高清照片，而原色摄像头专门记录照片中的每块区域的色彩细节，然后处理器按照这些精准的色彩信息给照片润色。

但这颗参数不低的多光谱摄像头的上限，远远不止于此。
手机的「火眼金睛」

不同物质对不同的光吸收、反射情况不同，会呈现不一样的光谱。
简单来说就是不同的物质会呈现不一样的「颜色」，有些是肉眼可见，有些则需要通过多光谱摄像头捕捉。
而通过这些光谱，我们就能推断出物质目前的性质和状态，因此多光谱仪的身影经常出现在在环境监测、农林牧业、医学诊断、化学分析、刑事侦查等专业领域。
相关业界人士告知爱范儿，行业内光谱模块像素最高能做到 200 万，而华为 Mate 70 系列上的多光谱摄像头达到了 150 万像素。
这样的素质或许还不能运用于上述的专业领域中，但如果华为愿意开放第三方接口，还能让这台面向消费者推出的 Mate 70，创造更多可能性。
比如从菜市场买回来的农产品，我们可以就可以使用手机上的多光谱仪进行扫描，肉眼无法直接看出的农药残留，也会因为不一样的光谱特征，被多光谱摄像头发现。同理，也能用于检测纸巾荧光剂。

▲通过高光谱相机辨别发霉的李子和异物，图源：advian
像是皮肤的状态，也能通过多光谱仪拍摄，提前发现皮肤干燥、明暗、暗沉、色斑等问题，以便进行皮肤管理。
而由于血液呈现的近红外、中红外光谱，理论上也能被光谱仪识别，因此有可能通过华为 Mate 70 系列进行一个「自拍」，对身体的血糖、血氧等指标进行一个粗略的监测。
总之，这个多光谱摄像头，真的就像孙悟空的「火眼金睛」，仅仅通过「看」，就能让物体「现原形」。
对于 AI 来说，这绝对是梦寐以求的能力。
目前的 AI 助手和外部世界的交互方式，主要通过摄像头拍摄图像后进行分析，但一张平面图的信息有限，AI 也很难进行更多延伸解读。

▲ iPhone 16「视觉智能」
而如果多模态 AI 能够调用多光谱摄像头，就能极大丰富其能获取的外部信息。比如「看」一眼冰箱，AI 就能根据光谱特征分析出食材新鲜度，给出更恰当、详细的晚餐食谱建议。
跳出手机，来到智能家居上的光谱摄像头，也有着广阔的发挥空间。想象一下，一个能智能判断食材状态的烤箱，不需要用户手动设定温度和时间，自己可以决定出最优的烹饪方式。
用手机拍小狗来进行智能识别会被吐槽，但如果是能拍小狗进行一个皮肤病速检，那就是真的改变生活。
更多设备正在路上

这么好用的多光谱仪，为什么直到今天，才来到我们的手机上？
传统的多光谱仪器体积和重量，其实远远没有能压缩到手机相机模组的地步。多光谱仪中用于分光的核心器件——光栅体积难以缩小，还需要一定的传道范围，为了更大的光谱范围，有时还需要在仪器内放入复数个光栅。

▲ 一个光谱仪的原理图，中间的就是光栅
国内光学企业求是光谱公司就摸索用算法的方式，替代了物理分光元件，使得光谱仪得以顺利缩小。

▲ 求是光谱的多光谱相机
另一个阻碍多光谱摄像头进入智能手机的因素是算力：当按下手机拍摄快门，处理器需要利用详细的光谱信息完成对照片的处理，如果性能跟不上，就会使得手机出片时间变得很长，严重影响拍摄体验。
在集成了 CPU、GPU、NPU（AI 处理器）的手机处理器性能不断实现突破后，这个问题也迎刃而解。
2022 年，华为哈勃入股求是光谱公司，2 年后的今天，首部搭载 150 万像素的多光谱仪的智能手机华为 Mate 70 系列诞生。

但华为这次不会领先太久，实际上，海外也已经在探索类似的道路，将多光谱芯片引入移动设备。
一家名为 Spectricity 的比利时企业，于 2023 年推出了专门为智能手机打造的多光谱传感器 S1，原理和效果与红枫原色摄像头类似，也能提升手机摄像头成片的色彩准确度。

▲ Spectricity 的多光谱相机模组
今年，Spectricity 宣布与高通公司合作，目标是为高通骁龙平台开发出优秀的光谱图像传感器产品。
目前暂时还没有搭载 S1 的消费者手机产品面世，但 Spectricity 方面表示，已经和几家手机厂商达成合作，其中有来自中国的品牌，相关的产品即将发布。
也许明年，这颗现在对大众而言还有点陌生的传感器，就会在各家旗舰手机发布会上频频刷脸，成为又一个新颖的卖点。
而对于消费者而言，这颗摄像头不仅意味着我们能拍出色彩更准的照片，还蕴含了革新人机交互的新可能。
参考文章：
《光谱相机，史上最出彩华为 Mate 的一颗 “慧眼”》
《光谱成像，迈入手机 AI 影像的新纪元》
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ygdlrk

看看

961855116

支持，非常给力！

com2

谢谢楼主分享！

beifang

路过看看

oyoungc

多谢长文科普，华子超给力！一直被模仿，从未被超越，对得起那四个字！

cjc1001

多光谱传感器模组

ygdlrk

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