华为的移动影像光学蓝图：让拍照“见所未见”

俗话说“眼见为凭”，未来移动影像新时代，很可能被“见所未见”全新影像体验所彻底推翻！移动手机大厂华为将深化其在移动影像的布局，双管齐下，一方面硬件芯片着手推出GPU，除了在手机终端提升影像处理能效，还将以NVIDIA为技术攻关目标，扩展其他领域的影像应用“护城河”；另一方面，也将从未来多种光学“黑科技”着手，串连起虚拟与现实想像之间的连接，进而创造全新的视觉体验。

华为GPU以NVIDIA为技术攻关目标

日前华为亦正式宣布，在手机平台通过软硬件协同实现GPU Turbo技术，未来该技术应用在AR、VR、3D UI、动效渲染等交互界面上，手机图形处理效率可望提升60%，同时SoC功耗可降低30%。这也是华为手机在安卓系统上自行研发取得的突破性进展。

过去，华为海思麒麟芯片GPU在安卓系统上的能效一直不彰，而其获得ARM GPU架构授权后，半导体部门对手机GPU进行优化。

据悉，华为自2015年起便启动GPU技术研发，而2016年更是大巨招兵买马，组建GPU研发团队。近日新发布的GPU Turbo就是运用NPU和GPU的协同工作，来降低CPU负载，大幅度提高图像处理能力。

据悉，华为海思内部也针对全球GPU业者进行极透彻研究，认为GPU运用在数据中心和云端服务器渗透率仍不足，属于利基市场，在此领域挑战NVIDIA的龙头地位有一定难度；华为海思也将对标NVIDIA作为长远技术攻关的目标。

深耕GPU垂直应用建立“护城河”

此外，华为海思也着眼于未来GPU深耕长尾的市场价值，其价值体现在于垂直整合解决实际商业问题，例如在手机与汽车市场布局，构建垂直领域的端到端护城河，深耕“长尾”。

例如GPU应用于在数据中心利基市场，约近30亿美元市场规模；安防监控近1亿摄像头出货量，以及传统监控芯片市场规模20亿美元；自动驾驶9000万汽车出货量，未来ADAS市场更达10亿美元，无人驾驶L2/L3市场20亿美元，L4/L5市场50亿美元市场规模；以及智慧家庭领域内智能音箱、智能摄像头、游戏机等装置；以及智能手机近15亿出货量，其中AP市场规模400亿美元； AI医疗应用如医学影像诊疗、高性能计算；机器人/无人机近数百万出货量等应用。

手机移动市场或许只是华为的一个起步，未来将以持续的研发投入GPU研发，例如车联网的影像处理应用，也是延展的另一大领域。华为在GPU的布局未来将对整个行业与竞争者产生何种影像，值得观望期待。

十年内研发暴增近九倍2017年超过苹果

除了芯片领域，为了提升影像处理的能性与应用，未来将加大研发投入六大核心领域，包括相机光学、AI、计算、网络、虚拟影像、交互等持续的投入研发资源。

持续研发的背后，同样也是长期巨额的研发资金投入，据华为公开资料显示，2017年华为研发投入104亿欧元，占营收14.9%已经超过苹果，并居全球第六位。

累计十年来，华为也投入约3940亿元的资金，这样的投入是国内任何一家企业无法比拟的，即便在国际上也处于领先群。值得注意的是，华为加大自主研发投入，十年来研发金额近9倍增长。

事实上，相机光学新科技，也是华为未来进一步影像处理关注的环节，华为认为，手机却已成为影像的纪录创作交流分享最重要的移动装置。未来移动影像的未来将呈现“宇宙大爆炸”并实现无缝连接人类与真实和虚拟世界。

而除了从芯片硬件与软件加速处理运算着手，物理光学新技术的运用，也是不容忽视。

华为相当看好未来光学的技术将带给人类视觉全新的体验，包括三大炫“黑科技”。首先是超透镜(metalens)成像技术，超透镜运用单片纯平超薄透镜成像，打破过去多层透镜，压缩镜头尺寸。

华为看好三大未来光学“黑科技”

与传统透镜相比，超透镜最大的优点就是体积微型化，小到人的肉眼都难看见，而且超透镜所能实现的功能远超传统透镜。一般来讲，只需要一片超透镜就可以取代相机中的透镜组，若是想要打造可辨识焦距的镜头，搭配两三片超透镜使用也能达成。

因为超透镜的厚度是纳米级，尽管用许多镜片，但几乎不会感觉到它的存在。所以拿超透镜来做各式应用，例如手机、相机镜头或是公共场所的监视器镜头都会变得很小，甚至薄如一张纸，因此也让镜头与产品体积变得更轻量化。

再者，就是光子(Photon)成像全材料透视成像。传统暗光场景下，用相机拍摄需要感光度，但如果在全黑环境下就无法拍照。而光子成像则可以在全黑的环境下拍照，通过从收集单个粒子的反射光来生成3D图像。

与传统相机不同，它用可见激光的超低强度脉冲对目标物体进行扫描，激光将脉冲扫向指定位置，被反射回的单光子会被高度灵敏的固态探测器记录下来。每一个被照到的位置都会给最终影像添上一个元素并被记录下来。

事实上，华为曾对外展示光子透视技术，手机用于食物检测，体内病原检查，能够实现全材料透视成像，看到人体皮肤之下病变的组织。

可以说，华为现阶段对相机的认知已经不仅仅只是停留在如何把照片拍好这么一个阶段了，已经在着手于如何把相机与人体健康结合在一起，以便发挥更大的作用。

另外一个飞秒(Femto)成像技术，则更是惊人，以飞秒级脉冲光扫描，能够绕过或穿透物体“见所未见”，飞秒技术能用在各种需要“透视”的地方，比“X眼”还强大，不过目前多处于实验室阶段。

华为指出，这三种光学新技术都将创造全新的视觉体验。以后手机已经能够实现3D交互与虚拟影像进行交互。实现真实与虚拟世界之间的连接，而华为将持续不断投入新技术研发与合作。