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十年过去了,谷歌对于智能手机的理想,总算是实现了 - Pixel 6 和 6 Pro 手机


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十年过去了,谷歌对于智能手机的理想,总算是实现了

2021-10-20 0848    创事记 微博 作者: 硅星人    
 
 

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  和苹果如出一辙,谷歌也觉得:芯片这东西,还得自己来。

  作者/杜晨    编辑/Lianzi

  来源/硅星人(ID:guixingren123)

  今天,谷歌在线上举办了新一代 Pixel 6 和 6 Pro 手机的发布会。

谷歌硬件高管RickOsterloh开场演讲谷歌硬件高管Rick Osterloh开场演讲

  歌和其它所有手机品牌都非常不一样:尽管手机已经做了快10年,但谷歌仍然压根不是一家手机公司。科技前沿,推动界不断向前的,一家以机器学习、人工智能和进计算技术闻名的公司。

  Pixel 手机只是它用来更好地体现自己的创新极少一部分用户先用上最前沿技术,获得最独特体验的载体而已。而 Pixel 手机的用户,其实看中的是这些,而不是手机性能、电池容量等一般手机用户成天拿着比来比去的数值。

  而在 Pixel 6 和 6 Pro 的身上,到处都是这类独此一家,在其他手机上找不到的,最前沿的技术和最独特体验。

  大胆设计,凸显谷歌的拍照强项

  自从五年前第一代 Pixel 手机推出以来,Pixel 相机已经成为了智能手机拍照领域一个非常独特的流派。独特的“Pixel look”(见下图示例)备受用户的喜爱。

  当然,这种独特风格并非完全来自镜头本身,更多是谷歌计算摄影算法的功劳。不过即便如此,很多 Pixel 用户还是因为相机而爱上这款手机。

  今年,在 Pixel 6 和 6 Pro 手机上,谷歌做了一个超级大胆的设计决定:将手机背面的相机模组做到超级大,并且在机身外观设计上独立出来,起到凸显的效果,让人一看就知道,这是一台谷歌 Pixel 手机,拍照非常强。

  结果就是这块令人“过目难忘”,甚至“不忍直视”的相机模组:

  在 Pixel 6 和 6 Pro 的身上,无论是光学硬件、图像处理软件,还是基于最先进机器学习模型的计算摄影技术方面,都和前代相比有了巨大的跨越。

  首先来看它的硬件配置。

  这款手机主摄像头高达5000万像素,f/1.85 大光圈。

  在像素处理方面,谷歌也采用了业界惯用的像素合成技术,将相邻的小像素合成2.4微米大小的大像素,从而让成片更加清晰,在低光、暗光环境表现更好。和 Pixel 5 相比,Pixel 6、6 Pro 能够捕捉到2.5倍的光量,让照片的颜色真实度和清晰度都有了质的提升。

  更为夸张的是,这次 Pixel 6 Pro 内置的远摄镜头也高达4800万像素,自带4x光学变焦,并且支持高达20x超级分辨率变焦功能。

Pixel6Pro远摄镜头模组光学折叠示意Pixel6Pro远摄镜头模组光学折叠示意

  超级分辨率变焦 (Super Res Zoom) 是一个结合了光学变焦、数码变焦和计算摄影的技术,之前在 Pixel 3 上就已经推出过,这次的变焦倍数和还原能力也有了很大提升:

Pixel6Pro相机模组示意Pixel6Pro相机模组示意
Pixel6Pro远摄镜头夜拍样片Pixel6Pro远摄镜头夜拍样片

  (Pixel 6 只有主摄和超广角镜头,没有独立的远镜头,但可以使用超级分辨率变焦功能

  在视频方面,谷歌在研究一个非常重大的事情:如何把用户最喜欢的Pixel Look,也即 Pixel 手机独特的拍照成片风格,也复制到视频上。

  在过去,这基本上是一个“不可能”的任务。比如在 iPhone 上拍照和摄像,你应该能注意到成片之间是有明显风格差异的,总感觉照片色彩更加饱和优美,而视频似乎没那么“饱满”。

  这是因为,对于计算摄影来说,视频是一个非常难攻克的使用场景。简单来说,60fps的视频基本等于在一秒内拍摄60张照片。想要快速对这些照片进行计算摄影的风格渲染,对于手机 ISP(图像处理单元)乃至整个处理器的计算要求大到难以想象。

  不过,经过了多年的研发攻关,最终这件事并没有难倒谷歌:在 Pixel 6 和 6 Pro 上,谷歌采用了全新开发的 HDRnet 神经网络,能够让色调映射(tonemapping)的效率变得更高。

  关注 Pixel 6 消息的朋友可能知道,这一代新手机上谷歌用的并非市面绝大部分竞争对手的高通方案,而是采用完全自主研发的 Tensor 处理器。此外,谷歌将 HDRnet 神经网络直接嵌入到 Tensor 的 ISP 上,并且对神经网络工作进行了加速,从而让视频拍摄也能获得经典的 Pixel Look。

  谷歌在计算摄影方面的创新,在Pixel6和6Pro上还有更多体现:

  1)Magic Eraser 魔法橡皮擦:

  这是本次拍照方面的重点功能之一。我们常常遇到一种场景:一张本来非常好的照片,背景里突然钻出一个游客,把照片的美感意境完全毁掉。现在 Pixel 6 和 6 Pro 内置了 Magic Eraser 功能,可以在照片拍摄之后自动或者手动圈选希望擦除的物体或人物,只需要短短几秒钟的时间,“电灯泡”就能从照片中消失!

  谷歌找来了漫威宇宙《黑豹2》电影的场景设计师 Hannah Beachler。她介绍,自己在工作中经常要跑各种外景,拍下值得参考和采用的场景给剧组看,但是如果照片当中有“异物”出现,无法还原她拍下场景当时的感觉,很不利于工作开展。而现在有了 Magic Eraser 功能,Beachler 可以随意删改照片中的“异物”,还原干净的场景:

  这个功能很强大对不对?最强大的还在后面:Magic Eraser 支持本机最近拍摄的照片,也支持之前已经拍下的照片。当然,你还是得有一台 Pixel 6 或者 6 Pro 手机才能用上这个强大的照片后处理功能。

  2)Motion Mode 动态模式

  这是一个一个纯提升照片美感的功能。一般智能手机拍照往往都是高快门速度,拍下的都是纯静态的照片,缺乏动态的感觉。Pixel 6 和 6 Pro 的解决方案是快速连续拍下多张照片,然后在 Tensor 处理器上,借助 ISP、软件和计算摄影算法的力量,找到分别应该静态和动态的部位,然后将照片智能“融合”。

Motion Mode原理演示Motion Mode原理演示

  Motion Mode样片

  3)Face Unblur 脸部去糊

  用 Pixel 6、6 Pro 手机的镜头模组在同一时间拍下两张照片,找到面部,然后智能融合,确保面部是清晰的:

  4)Real Tone人像真实色调

  对于深肤色的人来说,很多手机的人像拍照效果都很糟糕。这是因为大部分手机拍照优化算法的训练都缺乏深肤色人种的数据。这些人像数据库从数据构建的一开始就是存在偏差的。

  谷歌的解决办法是从一开始就邀请大量深肤色用户作为测试用户,上传更多的照片,中和训练数据的偏差,训练算法对深肤色的还原能更加真实。具体来说,在 Pixel 6 和 6 Pro 上,新的拍照算法能够降低高光下的肤色变色,并且提升暗光下的人脸清晰度。就算不用新 Pixel 手机,用户也能在 Google Photos 的照片修改-自动增强功能里体验到 Real Tone 的效果。

  自研Tensor芯片,让最先进AI触碰指尖

  谷歌在 Pixel 6 和 6 Pro 的拍照功能上实现的很多功能创新和技术突破,背后都是 Tensor 处理器的功劳。

  Rick Osterloh 介绍,Tensor 处理器是谷歌公司历史上在移动硬件技术上实现的最大突破结果。“Tensor 是我们在人工智能上多年投入,以及我们在芯片研发方面深度经验的集中展现。”

  至于为什么将公司第一款完全自主研发芯片命名为 Tensor(张量),Osterloh 表示这也是对 Tensor 作为机器学习计算基础模块的致敬。

  Tensor 处理器的设计目标非常简单:让移动设备的用户用最直接的方式体验到谷歌在 AI 技术方面最先进的研究进展。

  Tensor 产品经理 Monika Gupta 表示:“移动芯片的迭代,完全无法跟上 Google 在机器学习 AI 科研方面的速度。与其等他们追上,我们决定自己来做一款芯片。”

  就像英特尔 x86 已经无法满足苹果那样,似乎高通也已经无法满足谷歌了。这是一个计算进入瓶颈的时代,也是一个计算行业格局重写的时代。如果谷歌想要实现它自己对于智能手机的理想,它必须走苹果的路,从硬件到软件,从核心技术到用户体验,实现完全的垂直整合。

  让我们来具体看看 Pixel 6 和 6 Pro 上的 Tensor 处理器都有哪些技术突破。

  据 Gupta 介绍,Tensor 处理器的每一个方面,都专门面向“如何更好运行谷歌机器学习模型”进行了优化。Tensor 处理器包含七大主要模块:CPU、GPU、系统缓存、ISP(图像信号处理单元、Security(安全单元)、Context Hub(低功耗感知计算单元)和 TPU

  1)Tensor TPU 是 Google AI 专门开发的模块,负责运行一些相对来说更依赖算力的模型;

  2)在 ISP 上,谷歌直接嵌入了一些最先进的图像处理相关算法,用于驱动相机、Google Photos 等产品和服务的先进功能,比如前面提到过的 Magic Eraser 和 HDRnet 机器学习视频色调处理等;

  3)GPU 为20核,能够支持主流 Android 游戏的高速运行,并且驱动 Pixel 6 和 6 Pro 手机分别 90Hz 和 120Hz 的动态刷新率

  4)Context Hub 作为低功耗感知计算单元,驱动着 Pixel 用户熟悉的很多非常好用的感知计算功能,比如 Now Playing 能够自动查询和告知周围正在播放的歌曲名称,以及驱动显示屏在低功耗状态下保持常亮并显示重要通知事件等。

  在异构计算方面,谷歌表示这次 Tensor 优化方向不是让每一个独立单元和核心都能跑到最高分,而是针对同一个复杂应用的多种不同任务,不同单元之间能够高效、均匀地分配和执行这些任务。

  “CPU 和 GPU 峰值速度,在跑分评测上可能很好看,但对于真实使用场景的体验来说没有什么代表意义。Pixel 5 是一个很好的例子,谷歌带来很好的使用体验,即使我们的硬件在跑分并不高。”Gupta 表示,

  当然,千万别以为 Tensor 的性能不高。据谷歌透露,搭载 Tensor 处理器的 Pixel 6,和 Pixel 5 的 CPU 和 GPU 性能提升分别达到了80%和370%。

  最懂你的Android智能手机

  Tensor 处理器所解锁的机器学习能力,带来的 AI 创新,远不止相机层面。谷歌希望通过自研处理器革新手机的其它常用功能,带来更多前所未有的体验。

  在语音输入方面,通过 Tensor 处理器,谷歌多年以来最专精的自然语言处理技术,终于能够在智能手机的载体上展现真正的力量了。

  1)语音识别

  Pixel 6 和 6 Pro 搭载了目前为止全世界最强大的本地离线语音识别模型,能够以极高的准确度准确地实现听写。而由于 Tensor 处理器的单元设置,模型运行的功耗显著降低。所以现在,你可以轻松地用语音进行输入了,速度比打字快得多:

  还可以在说话的同时用手指触控文字,在句子的指定位置添加和删减内容:

  更为有趣的是,在过去我们打字输入的时候,输入法对于错字的修改建议,通常是按照键盘按键的位置推荐近距离的可能单词。而在 Pixel 6和6 Pro 的语音输入上,修改建议推荐的是发音近似的单词,比如 Catherine→Katherine 或 Kathryn 等。

  此外,Pixel的语音输入现在还可以输入emoji了:

  以上这些语音输入功能,完全是在本地进行的。也就是说就算没有网,也可以用语音进行输入。

  2)电话辅助功能:Google Duplex 超级增强版

  前几年的谷歌年度开发者大会 I/O 上,曾经有这样一组电话相关的辅助功能:Google Assistant 虚拟助手可以冒充用户接打电话,帮助用户在消费场所订位、查询信息,还可以阻拦潜在的机器人和诈骗电话。

  这项技术名为 Google Duplex,融合了自然语言理解和语言转文字等技术。它一经推出就备受 Google Assistant 和 Pixel 用户的欢迎,尽管也有不少网友认为它有点“没人性”,但不管怎样,谷歌看样子是要把 Duplex 做下去了。

  现在,Tensor 处理器让 Duplex 技术工作起来更加“游刃有余”。

  首先是给商业机构打电话。大家应该都经历过“坐席忙,请等待”的烦恼,但在 Pixel 6代手机上,现在你可以直接让 AI 代替你打电话。

  首先,在打电话之前,手机就能直接显示该电话当前的坐席客服预估等待时间:

  电话拨出后,AI还能直接用文字转述机器人提供的菜单选项内容:

  甚至,AI 还能代替你一直听着无聊的音乐,监听坐席客服应答,立即提醒你:

  3)本地离线实时翻译,现在支持更多应用场景

  前两年,谷歌在 Pixel 手机上推出过 Live Transcribe 功能,即使观看的视频没有提供字幕,也可以在本地自动生成准确的字幕,支持英语等主流语言。

  现在借助 Tensor 处理器的力量,谷歌在视频、音频和文字等多种内容,以及聊天、播客、视频等多种应用和场景下都能够实现实时翻译 (Live Translate)。

  比如在聊天场景下,Live Translate 支持 Android 原生短信息、WhatsApp、Google Chat、Snapchat、Instagram、Twitter、Line 等主流IM和社交应用,支持多达18种语言的实时互译。注意下图英文转日文,信息不是在接收端翻译,而是在发送端就可以直接翻译好并发送出去:

  更多细节

  Pixel 6的价格为$599, 而Pixel 6 Pro则$899 起。

  显示屏

  Pixel 6 搭载一块 6.4吋 OLED全面屏,20:9 比例,1080x2400分辨率(FHD 411 ppi),动态刷新率最高90HzPixel 6 Pro 屏幕尺寸为6.7吋 LTPO(低温多晶氧化物)OLED 屏幕,19.5:9 比例,1440x3120(QHD 512 ppi),动态刷新率最高120Hz

  两款机型屏幕均采用康宁大猩猩 Victus 玻璃 ,支持HDR、低功耗 Always-on display 等技术。

Pixel6ProPixel6Pro

  处理器

  两款机型均标配 Google Tensor 处理器和 Titan M2 安全协处理器

  存储

  Pixel 6:8GB LPDDR5 RAM;128 或 256 GB UFS 3.1 内存

  Pixel 6 Pro:12GB LPDDR5 RAM;128,256 或 512GB UFS 3.1内存(512GB版本仅面向美国和澳大利亚市场)

  电池

  Pixel 6 4614 毫安时,Pixel 6 Pro 5003 毫安时

  均支持 Qi 无线充电;使用谷歌 30W USB-C 充电头,可以30分钟快充至50%电量;均支持电池共享(给其它设备无线充电)

  随机仅提供 USB-C 数据线,充电头需要单独购买

  通讯

  两款机型均支持 Wi-Fi 6E(802.11ax)

  5G方面,目前来看两款机型各有两个不同型号,型号1(Pixel 6 GB7N6,Pixel 6 Pro GLUOG)支持 Sub 6,型号2(Pixel 6 G9S9B,Pixel 6 Pro G8VOU)支持 Sub 6 和毫米波 5G 

  eSIM 支持,不确定是否绑定 Google Fi

  蓝牙5.2

  NFC(日本版支持 FeliCa 非接触支付)

  Pixel 6 Pro 搭载超宽频(UWB)芯片,用于测距和空间定位(目前尚不确定未来是否会在软件层面增加文件传输等高级功能)

  解锁

  屏下指纹

  防护

  IP68防尘防水

  颜色

  Pixel 6:海沫色 (Sorta Seafoam)、珊瑚粉 (Kinda Coral)、风暴黑 (Stormy Blakc)

  Pixel 6 Pro:云雾白 (Cloudy White)、阳光黄 (Sorta Sunny)、风暴黑 (Stormy Black)


引用
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