数学|当你按下快门拍照，你的手机却在做数学题
穷则流体力学，达则力大砖飞。这是流传在航空圈子里的一句笑谈。
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▲ 米格 25：一块不锈钢的上天之旅.
指的就是苏联把 32 吨不锈钢飞到 3.2 马赫的故事，彼时让美国「大受震撼」。相对于浑身黑科技的 SR-71 黑鸟侦察机，米格 25 的做法直接且有效，直接怼上了两台火箭发动机解决。
按照苏联工程师这个非常规的思路，「板砖」形航空器也能轻松飞出超音速。
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▲ 马斯克的星舰 SN6. 图片来自：cnet
到现在「力大砖飞」的例子应该就是马斯克的星舰原型机了，与米格 25 有着异曲同工之妙，大力出奇迹就是了。
倘若把航空圈子的趣谈转移到影像领域的话，也能够对应上来。
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进入数码时代，影像产出的优劣几乎可以与传感器尺寸成正比，尺寸越大天然的优势就大，配合着传统物理光学的桎梏，很难「逆袭」。
智能手机传感器只有「指甲盖」大小，以及受限于体积，镜组设计左右为难。以传统的影像思路，有种腹背受敌的感觉，难以突破物理的上限，更别说去做一些喜闻乐见的创新了。
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▲ 被认为「计算摄影」之父的 Marc Levoy
一直到 Google Pixel 初代发布，并一举夺得 DxOMark 的桂冠。彼时人们逐步意识到了「计算摄影」的魅力。
再到 iPhone 12 系列的发布会上，苹果花费了很长的时间来介绍 iPhone 上的「计算摄影」带来的进步，以及功能的提升。
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可以说，此时计算摄影已经成为一个潮流，而相对于传统物理光学的停滞不前，它似乎有着更大的潜能，甚至只靠算法就能达到「力大砖飞」的境界。
以往来说，算法可能只算是锦上添花，让图片颜色更好看，夜景更纯净，逆光更清晰，但最近 MIX 4 以及 iOS 15 对「图像」的处理已不仅停留在「好看」的层面。
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小米 MIX 4 最大的亮点可以说是那块屏下摄像头技术实现的全面屏。全面屏概念逐步的落地，除了屏幕技术突破，计算摄影在里面也发挥了很大的用处。
现在 CUP 区域屏幕通过「小像素」、「透明导线」等等技术来规避衍射效应和增强透光率，但相对于普通 OLED 屏幕的来说，其透光率依旧不足 20%。
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▲ OPPO 屏下摄像头原型机.
在小米 MIX 4 之前，OPPO 也公布了自己的屏下摄像头原型机，并表示接下来的目标是把透光率提升到 40%，但距离传统的 90% 依旧有着很大的空间。
而这个差距就交给了「计算摄影」，把物理光学变成了一道道数学题。
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根据小米的分享，MIX4 的相机在产线上会逐一根据屏幕校准，再通过「衍射模型」减弱衍射效应，以及进行多帧 HDR、降噪、去雾等操作，且在最终成像之前，还会进行一系列的细节、色彩优化等等。
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▲ 小米 MIX 4 调用 QQ 内自拍.
如此的操作，通过我们之前的实测，基本上能达到接近 80% 的自拍效果。不过，这些算法的调用仅限于自家的相机 app 上，暂时还未开放给第三方，或者第三方针对性优化，三方 app 调用前置很容易「露馅」。
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