创造计算摄影的男人，现在要为每支手机装上“Pixel 相机”

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“这是迄今我们测试过最好的智慧手机相机”，DxOMark 表示。

2016 年智慧手机市场，每家都摩拳擦掌，准备大展身手，但任谁都想不到是，那年手机拍摄领域最亮眼的不是 iPhone 也不是三星，而是 Google Pixel。

Pixel 2 推出时，同样情况再次上演，只用单镜头的 Pixel 2 超越同期大量双镜头旗舰机，登顶 DxOMark，还有人像模式。此后 Pixel 系列也一直维持同样策略，相机物理硬件并非最强，但在手机摄影领域却有不俗表现，Pixel 3 更增加夜景模式、Pixel 4 增加天文摄影模式。

Marc Levoy 身为 Pixel 相机团队首席工程师，正是推动一切的主要推手，用现在流行语来说，Marc Levoy 的计算摄影，改变了潮水方向。

与 Google 相遇

Levoy 原本就是摄影爱好者，个人网站能看到不少他拍摄的照片。他和 Google 的相遇则要从史丹佛大学说起。1990 年，Levoy 进入史丹佛大学电脑科学系，主要教授电脑图形学、数位摄影、艺术科学等课程。

▲ Marc Levoy。（Source：AI资源网）

1993 年，Levoy 借磁碟机给博士生 David Filo 和 Jerry Yang，他们用磁碟等工具建立目录网站，就是之后的 Yahoo。同为博士研究生的赖瑞‧佩吉（Larry Page）和谢尔盖‧布林（Sergey Brin）则在离 Levoy 办公室两扇门远的地方研究网络索引，后来创立了搜寻网站：Google。

佩吉和 Levoy 的研究生共用办公室，布林则是 Levoy 的电脑图形课学生。在史丹佛，Levoy 几乎目睹网络崛起，由于他和 Google 创始人的师生关系，渐渐与 Google 有越来越多联系。

佩吉和布林离开史丹佛创立 Google 后，很快就投资 Levoy 主导的研究计划 CityBlock，透过拍摄影片并复制到图片，再透过计算处理等方式复原实际场景，也就是后来 Google 商业化的 Google 街景。

Levoy 在计算摄影领域的深厚造诣让 Google 团队十分钦佩，以至于 Google X 实验室遇到问题时第一时间就想到他。当时 Google X 正在研究名为 Google Glass 的产品，旨在推出可穿戴的“电脑”，这台电脑将以眼镜形式现身。

据 Google X 实验室部落格，由于 Google X 选择眼镜这种可穿戴式产品，对硬件要求极高，就算是常见的微缩型相机硬件模组，用到 Google Glass 还要保持较好拍摄效果，也并非简单的事。

▲ 早期 Google Glass。

既然透过硬件达成很难或说几乎不可能，是不是应该换个思考方向，试试用软件解决？就这样，Google X 找到计算摄影领域的专家 Levoy，帮忙一起解决问题。

最终 Levoy 和 Google X 团队研究出名为 HDR 成像的演算法，即快速拍摄多张图片，并透过计算处理合成一张高品质图片。多张合成的方式更能渲染暗部细节，同时又能保证亮处不会过曝。

与 Google X 合作期间，Levoy 还做了个 App“SynthCam”，同样用合成计算，让使用微缩相机模组的手机也能模拟单反相机，达成拍摄主体外都模糊（景深）的效果。

▲ Levoy 用自制软件 SynthCam 拍摄的照片。

尽管以现在眼光来看，效果不算特别好，但当时已是手机摄影领域的新突破。对计算摄影有极强兴趣，促使 Levoy 史丹佛退休后加入 Google。

Pixel 系列，计算摄影的新起点

2014 年，Marc Levoy 从史丹佛退休，进入 Google 成为全职员工，担任 Google 最具影响力的部门之一 Google Research 领导者，负责计算摄影领域。

和 Google X 实验室合作时，Levoy 就意识到 HDR 演算法能应用在智慧手机，毕竟 Google Glass 和智慧手机都是行动终端机，便携性是优势。

就这样，Levoy 带领团队在 Nexus 系列尝试应用 HDR 演算法，不过效果不算太突出，Nexus 系列最后机型 Nexus 6P，就算使用 Levoy 团队研发的升级款 HDR+ 演算法，DxOMark 分数也仅 73 分，和当时主流旗舰有段距离。

直到 Google CEO 皮查伊（Sundar Pichai）2016 年将“行动优先”口号转为“AI 优先”，Pixel 系列就在这环境下诞生。

公司策略转向，也让专精软件计算领域的 Levoy 获得更多灵活度与资源，成为 Google 首款自研智慧手机 Pixel 系列的相机团队负责人，相机正是 Pixel 系列的核心。

得益于 Pixel 新处理器骁龙 821，处理能力提升不少，Levoy 能让 HDR+ 演算法更自由发挥，至少采集图片和合成计算的速度提升不少，不会出现 Nexus 系列开启 HDR 演算法手机就过热，按快门键后需等一会才能拍完的情况。

2016 年 10 月 4 日，Google 正式发表 Pixel，相机模组和 Nexus 6P 相比并没有太大变化，都是 1,230 万像素和 1.55m 单像素尺寸，只多了相位对焦功能。

但 Pixel 却让业界震惊，超越了同期旗舰 iPhone 7 Plus 和三星 S7，登顶 DxOMark 榜单。硬件几乎没有太大变化，但拍照能力却大变，可见 Levoy 团队开发的 HDR+ 演算法有多强。

2017 年，Levoy 又尝试将 2011 年左右开发的 App SynthCam 技术拓展至 Pixel 2，同样采集多张照片计算合成，不过为了不出现 Nexus 系列硬件扯后腿现象，Pixel 团队特别为 Pixel 2 加入一颗“Pixel Visual Core”自订影像处理单元，加速影像采集和计算速度。

有了硬件支援，Levoy 也更能发挥，这次他在 Pixel 2 加入 AI（神经网络），判断物体相对位置，推出“人像模式”，做到人物主体清晰、背景逐渐模糊的景深效果。

不出意外，Pixel 2 再次超越同期旗舰三星 Galaxy Note 8 和 iPhone 8 Plus，登顶 DxOMark 榜首。

两次都使用单镜头，两次都是硬件普通甚至算落后（同期旗舰都是双镜头），但 Pixel 却两次登顶，超越所有对手，这让 Levoy 成为炙手可热的人物，甚至称为重新发明“计算摄影”之人。

计算摄影，改变了潮水方向

Pixel 系列成功并没有让 Levoy 沉溺，相反他又将目光转向摄影领域的另一座高峰：夜间摄影。Pixel 推出同年，Levoy 已在做极端暗光条件下的拍摄实验。

夜间摄影的光照条件当然比不上白天，且智慧手机为行动装置，相机模组并不大，导致进光量极少，不开闪光灯的话，想拍清楚极困难。

Levoy 对计算摄影的强大信念让他成功坚持下来，正如他在极端极光拍摄实验影片所说：

我认为，当我们从硬件主导的摄影转向软件定义的计算摄影新领域，这领域才刚开始令人兴奋。

结果我们都知道了，Levoy 登上夜间摄影这座山的山顶。2018 年 10 月，Google 推出 Pixel 3，最大亮点正是 Levoy 团队开发的 Night Sight 夜景模式，即使晚上手机也能拍出精细度、亮度极高的照片。

▲ Night Sight 示范照。（Source：Google）

和以往一样，Levoy 的解决办法还是老套，多张图片加合成计算，只不过和我们直觉相反的是，Night Sight 夜景模式并非采集不同曝光度或明亮又模糊的照片来计算，而是选择捕捉大量昏暗却锐利的图片合成计算，最终输出一张清晰的照片。

而 Pixel 4，Levoy 的新突破是天文摄影。

（Source：Google）

Pixel 系列做到以往硬件主导的摄影做不到的事，无论 HDR+、人像模式，还是 Night Sight 夜景模式、天文摄影，都是对以往的突破。由软件定义的计算摄影，几乎启发了整个智慧手机业。

苹果、三星、华为等手机厂商在计算摄影的投入越来越多，夜间模式几乎成了旗舰手机标配，AI 加持从旗舰普及中低阶产品，成为基本宣传点。

Marc Levoy，改变了潮水方向。

现在， Levoy 要为每支手机装上“Pixel 相机”

计算摄影带给智慧手机业的好处显而易见，对相机硬件模组较落后的机型来说，也能利用演算法显着提升拍摄品质。

这优势甚至引发 Pixel 相机程式移植潮。开发团队 B-S-G 曾修改 Pixel 相机应用程式，能相容其他 Android 手机，并把修改版程式发到 XA 论坛，不少用户都下载尝试。

爱范儿实际测试时，利用修改版 Pixel 相机程式拍的照片，暗部亮点有提升、过曝也减少，但偶尔还是会色偏，毕竟是修改版程式，有 bug 也能理解。

▲ 左为原图，右为开 HDR+。

不过现在这个问题能解决了。身为 Pixel 系列相机软件主导者，Levoy 在 Google 工作近 6 年后离职，新工作是 Adobe 副总裁。

据 Gizmodo 报道，Levoy 在 Adobe 的主要工作除了继续研究计算摄影，还有研发不同平台、不同装置都能使用的通用相机程式，之前 Adobe 推出的行动端 lightroom 软件，就内建相机应用程式。

基于 Levoy 在计算摄影的积累与多项成就，再加上 Adobe 于图片领域的长久积累，这款不限平台、不限装置的“Pixel 相机应用程式”很令人期待。

现在中阶手机的相机硬件品质较几年前获得不少提升。对消费者来说，已升级完成的硬件，再加上通用型“Pixel 相机应用程式”，拍出好照片只会越来越容易。

只是，当计算摄影透过智慧手机真正普及后，你还会相信有图有真相吗？

（本文由 爱范儿 授权转载；首图来源：AI资源网）

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