動態范圍，近期手機發布會上常常聽到的一個名詞，尤其是榮耀Magic6至臻版/RSR保時捷設計發布會上，榮耀強調手機采用了首發LOFIC技術定制傳感器H9800，達到15EV超高動態范圍，堪比索尼旗艦相機A7S3。跟相機比個高低已是手機發布會常態，動態范圍這參數重要么，榮耀15EV這個數字又有沒有水分呢？

動態范圍（Dynamic Range）即圖像傳感器所能捕捉并顯示出的圖像最大明暗范圍，很多人把它與膠片時代的寬容度理念作比較，但現在都2024年，直接把動態范圍等同寬容度即可。在手機、相機、電影機上衡量動態范圍常用單位是EV、Stops，每增加1EV或1Stops，圖像光比增加一倍，8EV代表能夠顯示256：1光比（二八次方比一），15EV增加到32768：1，為了方便理解，大家可以直接把EV等同于Stops。

動態范圍測試卡

很顯然，動態范圍數值越高，越能捕捉大光比場景中的細節，在十多年前相機評測中已經加入了動態范圍專項測試，比如說著名評測機構Dxomark就是以Color Depth、Dynamic Range、Low-Light ISO三項指標來衡量畫質的高低，在單反時代佳能也因為動態范圍得分低于尼康、索尼，一直被指綜合畫質不如后面二者。

在Dxomark測試數據庫中，我們能看到許多相機、手機的測試數據，包括榮耀對比對象索尼A7S3，不過在Dxomark的測試中A7S3最大動態只有13.91EV，比榮耀給出的15EV足足低了一檔有多。如果我們繼續翻翻A7S3測試數據，會發現在CineD（原cinema5D）視頻動態范圍測試中，A7S3在ISA12800 SLOG3 UHD 25p設置下，動態范圍數值甚至可以達到15.5EV，視頻下比靜態照片還“高”。

相信看到這里大家會對A7S3動態范圍感到疑惑，這相機動態范圍到底是多少，動態范圍測試是有貓膩么，榮耀所示15EV動態范圍是瞎編的么？其實細節在魔鬼當中，動態范圍不僅要捕捉還涉及顯示，其中噪點（Noise，對應中文是噪聲，但是習慣稱為噪點）的多少直接影響到顯示效果，CineD在制定測試標準時曾表示，電影機動態范圍沒有一個行業標準，因此在制定測量方式時參考了針對數碼相機噪聲測量標準ISO-15739：2003，而且給出了基于Patch range、1.0（Low）、0.5（Medium）、0.25（Med-High）、0.5（High）多個不同信噪比的動態范圍值，其中Patch range相當于極限值，0.5（Medium）算是動態范圍與信噪比的平衡點，知名電影機制造商ARRI標稱動態范圍時大概就是以這個值作為標準的。

看到這里，相信大家都猜測到榮耀的15EV是如何達到的——取極限值。也許大家會覺得去極限值意義不大，尤其是玩相機的朋友，知道相機動態范圍拉到極限值下，噪點簡直多到起飛，畫面難以接受，但是AI計算智能時代，大家要改變一下想法。

在智能手機中，提升動態范圍最顯著的方法是HDR拍攝，短時間內拍攝多張不同曝光量的照片，然后合成一張高動態范圍照片。但是HDR拍攝問題很多，容易出現蠟像感、畫質變差，破壞光比、照片顯得很不自然，限制了連拍能力，難以拍攝高速運動的物體，照片非所見即所得，等等。

HDR導致運動物體模糊

而采用高動態范圍圖像傳感器后，即可解決上述問題，與此同時會引入一個新問題——噪點太厲害，手機在使用1英寸傳感器后堪比磚頭，難以繼續增大傳感器面積去減少噪點，這時正是AI降噪發揮作用的使用。下圖分別是Magic6至臻版RAW原圖（DNG）、調整曝光但不降噪的RAW、調整曝光同時進行傳統降噪的RAW、調整曝光同時進行AI降噪的RAW對應的轉JPG格式照片。

RAW原圖（DNG），下為100%裁切

調整曝光但不降噪的RAW，下為100%裁切

調整曝光同時進行傳統降噪的RAW，下為100%裁切

調整曝光同時進行AI降噪的RAW，下為100%裁切

得益于高動態范圍，我們能夠很輕易地保留高光細節的同時調亮暗部細節，但是畫面中噪點非常嚴重，觀感非常差。如果此時采用傳統降噪方法，在減少噪點同時會降低畫面清晰度，而且對飽和度毫無幫助，手表看起來像是黑白一樣。再改用了Lightroom的AI降噪后，噪點大幅度減少，清晰度更好，飽和度有了質的提升——能夠看到表盤反光帶來的彩色紋理。

顯而易見AI降噪是能夠明顯提升高品質傳感器的畫質的，另一方面，手機硬件也做好了準備。相較于相機，手機分辨率、色深更低，在Lightroom進行AI降噪時明顯大幅度少于相機照片耗時，可見所需算力更低，這對于智能手機無疑是一件好事。在硬件部分針對AI降噪優化后，AI降噪照片能做到即拍即有。

而在傳感器方面，去年索尼除了推出1/0.98英寸的LYT900外，還推出了LYT800傳感器，它基于雙層晶體管像素結構，把負責光電轉換的光電二極管與控制信號的像素晶體管分離到不同硅片上，位于第一層硅片的光電二極管得以占據原像素晶體管空間，擴大面積，能夠將更多光子轉換成電子，畫質自然有提升，高感也更好。而第二層硅片放置了除了像素晶體管之外的像素晶體管（包含復位晶體管、選擇晶體管和放大晶體管），能夠實現更強的ADC，用以提升畫質，按照索尼官方說法，LYT800是“采用1/1.43英寸規格的高端型號，擁有接近1英寸傳感器的高畫質輸出”。

榮耀Magic6至臻版所用H9800同樣是一塊“小傳感器”（1/1.3英寸），但是使用LOFIC技術，像素邊上放了一個高密度電容，用來收納因為飽和而溢出的電子，其結構有點像是園林設計中常見的多層水池，在小水池（像素）的水（電子）溢出后會自動流入的大水桶（高密度電容），有效提升了滿阱電子容納能力FWC（Full well capacity），進而提供動態范圍。照榮耀官方數據，H9800傳感器的FWC電子容量由30K左右提升至9倍的270K/Pixel，動態范圍提升了3檔以上，達到15EV。據說華為P70也會使用基于LOFIC技術豪威傳感器，但估計規格會與H9800不同。

結語

AI摳圖，AI P路人，這是一些已經出現在智能手機上的AI應用。但是在圖像傳感器技術革新的當下，AI功能更該應用在底層算法中，以釋放傳感器畫質潛力人，讓單幀拍攝變得更強，讓手機實現高畫質的機關槍式連拍。