Sony Mobile 在新一代的高阶手机 Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 上,首度导入了名为“Motion Eye”的新相机模组,透过整合了堆叠式内存的 1900 万画素全新感光元件,让手机相机可以做到许多原本被认为难以达到的事情,例如 960fps 的超级慢动作影片拍摄,或是能够大幅降低拍照失败率的预测拍照技术,甚至在拍摄高速移动物体的防变形快门方面,透过“Motion Eye”都能够有更好的表现。而究竟“Motion Eye”为什么被许多人认为是黑科技?它跟其他手机的相机相比,到底有哪些优势?这篇让你一次搞懂!
什么是“Motion Eye”?
在研究“Motion Eye”的效果之前,我们先了解一下什么是“Motion Eye”?
“Motion Eye”的核心,是一块由 Sony 独家开发给 Sony Mobile 专用、内嵌堆叠式内存的全新 Exmor RS for mobile 感光元件,搭配重新设计的 Sony G 镜头与BIONZ for mobile 智能影像处理技术,加上完整的对焦与影像处理技术,所集合而成的新一代手机相机解决方案,借此提升影像处理的效率与品质,并延伸出各种以往相机做不到的应用,来满足使用者对手机拍照的需求。
其中,扮演“Motion Eye”关键角色的感光元件,其内建“堆叠式内存”,就是在像素层与讯号处理电路层之间,加入了一层内存。以往,手机相机在使用者按下拍照键、像素层获得了影像资讯后,会经由电路传送至负责影像处理的芯片,后来部分智能手机开始搭载独立 DSP(数字信号处理 / Digital signal processing)来提升影像品质、降低功耗与增加影像处理的效率,但这样还是不够快,毕竟影像从像素层抵达 DSP 的过程中,受到电路层的传导速度的限制,无法消化过于大量的资料流,也因此才有了在像素层与电路层之间加入内存的三层堆叠式结构。
透过这样一个新的设计,让像素层与电路层之间多了一缓冲内存,让像素层可以高速的进行照片影片的撷取。然后透过缓冲内存,再将照片或是影便慢慢的传输到电路层进行储存。
举个例子来说,想像有一条河,它的河道有一定的流量限制。当暴雨来袭时,河道内的水量短时间内快速上升,一旦超过河道的流量限制,就会发生河水溃堤溢出的现象。解决这个问题的方法之一,就是在容易溃堤的河道区段的附近,开辟一个名为“蓄洪池”人工池塘。当水量在短时间之内暴增时,多出来的水会流入蓄洪池中,让河道保持在安全的水位而不至于溃堤;等到雨势减缓,河道中的水位下降,蓄洪池中的水才会慢慢回流。这一来一回间,即可避免瞬间大水可能带来的灾害。
在“Motion Eye”中,感光元件与其获得的影响资料就好比是雨水,河道就像是电路,而内存 正是扮演了蓄洪池的功能。透过这样的设计,让电路层有了一个缓冲空间。当感光元件在进行高速拍摄时,虽然瞬间所获得的资料量比过去庞大数倍,但只要先暂存在内存中,系统就能够有较充足的时间来消化这些影像数据。而与感光元件之间少了电路的速度限制,因此资料的传输速度也可以提 5 倍(5Gbps → 25Gbps)之多!
在以往传统的感光元件结构下,手机高速录影最多只能拍摄 240fps,有些甚至只能到 120fps,画面的尺寸也可能缩,这就是因为在高速摄影时,没有缓冲内存的感光元件,就像少了蓄洪池的河道,无法消化瞬间灌入的庞大资料量。有了“Motion Eye”之后,高速拍摄的资讯可以先暂存在缓冲内存中,就能够实现以 960fps 拍摄 720p HD 高解析影像的惊人成果。而这类的技术以往只出现在高阶的 DC 如 Sony 的 RX100 IV 与 RX100 V 上面,Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 则是全球首款应用此解决方案的智能手机!
以下我们将实际使用 Sony Xperia XZ Premium 进行一系列拍摄,实际比较“Motion Eye”相机与其他普通手机之间的差异。
96ofps 超级慢动作!用超高速录影拍下前所未见的视野
一直说 960fps,但 fps 到底是什么意思呢?fps 就是Frame per Second 的缩写,中文叫做“每秒帧数”。
我们都知道,所谓的影片就是由一张一张的静态影像连续播放后,由于人眼的视觉暂留的特性,看起来就好像动了起来。每一张静态影像,我们称为 1“帧”,一般来说高于 10fps(每秒 10 帧)以上,人眼就会看到大致流畅的动态影片,理论上 fps 越高、动画就会越流畅。而录影也可以套用 fps 的概念,每一秒钟能够纪录的帧数越多,所拍下来的影片自然也就越流畅。若是拍摄与播放所使用的 fps 不同,就会产生影片加速或减速的效果。
以“Motion Eye”来说,960fps 录影的意思就是相机每秒钟撷取 960 张影像,接着将这段影片以 30fps 来播放的话,原本 0.2 秒的内容就会拉长为 6 秒,所呈现出来的就会是放慢 32 倍(速度仅剩 1/32)的超级慢动作影片啰!
以下的影片我们使用 Sony Xperia XZ Premium 与另外三款竞品来做示范,可以看到960fps 之下,相机的快门帘与反光镜的运作方式看得相当清楚,甚至还可以直接看到绿色的感光元件!而 240fps 与 120fps 的相机动作就快很多,没办法看到完整的机械分解动作!
有些人可能会问,如果把一般拍摄的 30fps 影片放慢 32 倍,或是把其他手机 120fps、240fps 的慢动作影片再放慢 8 倍或 4 倍,不也可以够得到等同于“Motion Eye”960fps 超级慢动作录影的慢速效果吗?
错!因为以 120 / 240fps 所拍摄的影片,每秒钟的画面只有 120 / 240 张。240fps 影片的每秒张数只有 960fps 的 1/4,若以 120fps 来比较更是只有 1/8。所以如果把 120 / 240fps 的影片放慢成 960fps 的速度,虽然速度变得一样慢慢,但中间所缺少的画面并不会凭空出现,因此看起来就会有明显的“掉格”,流畅度明显差很多。各位可以参考以下的测试影片,可以清楚发现 960fps 相当滑顺,而 240fps 就有点不流畅,而 120fps 更是看不到机械运动的细节。
看到这边,你可能又想问,“为什么要拍 960fps?240fps 不够吗?一般的影片不好吗?”当然不是这样啰!但是对于创作者来说,若相机能够提供 960fps 而且是 HD 画质的影像纪录功能时,将会是一项不可多得的创作利器!
运用 Sony Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 的“Motion Eye”960fps 超级慢动作录影,你可以清晰纪录下人物表情最细致的变化。透过镜头,将一眨眼稀释成 6 秒,画面在快 – 慢 – 快之间切换所形成的强烈对比,搭配适当的音乐,让紧凑与放缓,喘口气,让观众在你镜头的带领之下,能够静下心,从与众不同的角度与节奏,审视这忙碌都市中再平凡不过的须臾一瞬,究竟发生了那些我们过去未曾注意到的精彩。下面我们透过 Sony Xperia XZ Premium 拍摄了一支以台北日常街头为主题的 960fps超级慢动作影片,搭配祥和平静的音乐进行简单的编辑,看起来是不是变得超有 fu 呢?
“Motion Eye”还能做什么?
“Motion Eye”有了内嵌堆叠式内存的全新感光元件,可以用更快的速度处理更大量的影像讯息,除了前面提过的 960fps 超高速录影之外,还可以使用“预拍功能”。所谓“预拍功能”,就是当手机侦测到画面有动态物体时,相机就会自动启用这项功能,并在拍摄时从按下快门的前一秒起算,取得最多四张“全尺寸”的相片供用户挑选。
一般来说,正常人从眼睛看到物体、到大脑反应,最后控制手部按下快门,一直到相机完成对焦和拍摄,整个过程最快大约 0.4 秒,因此过去我们就算看到马上拍,还是很容易错过最精彩的那一瞬间,而“预拍功能”会自动拍摄按下快门前一秒间的四张连续照片,就是为了解决这个问题。虽然过去也有预测拍照或时光相机等类似的功能,可以取得按下快门前的照片,但受到传输速度等限制,过去类似的功能都只能储存尺寸较小的照片,但透过“Motion Eye”,使用者所获得的四张照片都是 1900 万画素的全尺寸档案!
底下我们实际以 Sony Xperia XZ Premium 拍摄了两组运用了“预拍功能”的照片。首先看到第一组,因为有了“预拍功能”,所以拍摄小朋友的时候,就不怕错过精彩画面!而且大家可以点图片进入 Flickr 查看原图,四张都是 1900 万画素的全尺寸档案!
既然是 Sony Xperia XZ Premium,当然不能忘记它IP65 / IP68 的最高防水防尘规格,搭配“预拍功能”,就算小朋友在泳池玩水,也可以放心又精准的捕捉可爱的一瞬间。
“Motion Eye”架构下,相机电子讯号的传输速度从一般的 5Gbps 提升五倍达到 25Gbps,因此感光元件可以用更的快速来扫描影像,可以大幅降低拍摄快速移动物体时所产生的扭曲变形。这项功能叫做“防变形快门”。
例如底下这台行进间的公车,车厢的部分并没有因为移动而产生歪斜的现象。
小结:Motion Eye 就是“黑科技”!
960fps超级慢动作给人的视觉冲击相当强烈,过去 120fps 或 240fps 完全无法相提并论,在极致的慢速之下,我们能够用截然不同的时间尺度来微观这个世界,让原本平淡的内容都变得非常有趣,也带给使用者在影像创作方面更大的挥洒空间。而“预拍功能”,完全不用启动,拿起来就拍,手机直接帮你处理四张全尺寸照片,实用又简单,对于喜欢拍猫猫狗狗、小朋友,或是运动摄影的人,是不可或缺的好物!笔者早在 MWC 2017 期间,就已经抢先把玩了这次Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 的“Motion Eye”相机,当时就觉得相当震撼,而推出之后,在经过比较深度的体验,还是觉得非常赞!无怪乎“Motion Eye”会被称为“黑科技”,真是一点都不夸张!
SonyXperia XZ Premium 可说是 Sony Mobile 铆足全力之作,除了有独步市场的“Motion Eye”相机之外,其他部分相当强悍。不仅处理器搭载了目前市场上最强悍的 Qualcomm Snapdragon 835 处理器,10nm FinFET 制程搭配双四核心架构,同时兼顾优异的效能实力与功耗表现。另外,SonyXperia XZ Premium 还首度搭载了 4K HDR 屏幕,分辨率达到突破天际的 3840 x 2160(801ppi)外,还抢先支援未来趋势的 HDR 显示,让画面的动态范围、色彩表现与整体画质都有极高水准的演出。最后也不能忽略通讯功能,SonyXperia XZ Premium 同时支援 4CA 四频聚合、256QAM 调变技术以及 4X4 MIMO,无论是移动网络或是无线 Wi-Fi 上网,SonyXperia XZ Premium 用户都可以享受到目前最尖端的品质。
–本文由 Sony Mobile 赞助邀稿–