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十年過去了，谷歌對于智能手機的理想，總算是實現了

2021-10-20 08:32:48 創事記作者：硅星人

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　　和蘋果如出一轍，谷歌也覺得：芯片這東西，還得自己來。

　　作者/杜晨編輯/Lianzi

　　來源/硅星人(ID:guixingren123)

　　今天，谷歌在線上舉辦了新一代 Pixel 6 和 6 Pro 手機的發布會。

谷歌硬件高管Rick Osterloh開場演講

　　谷歌和其它所有手機品牌都非常不一樣：盡管手機已經做了快10年，但谷歌仍然壓根不是一家手機公司。它是站在科技前沿，推動邊界不斷向前的，一家以機器學習、人工智能和先進計算技術聞名的公司。

　　Pixel 手機只是它用來更好地體現自己的創新，讓極少一部分用戶先用上最前沿技術，獲得最獨特體驗的載體而已。而 Pixel 手機的用戶，其實看中的是這些，而不是手機性能、電池容量等一般手機用戶成天拿著比來比去的數值。

　　而在 Pixel 6 和 6 Pro 的身上，到處都是這類獨此一家，在其他手機上找不到的，最前沿的技術和最獨特體驗。

　　大膽設計，凸顯谷歌的拍照強項

　　自從五年前第一代 Pixel 手機推出以來，Pixel 相機已經成為了智能手機拍照領域一個非常獨特的流派。獨特的“Pixel look”（見下圖示例）備受用戶的喜愛。

　　當然，這種獨特風格并非完全來自鏡頭本身，更多是谷歌計算攝影算法的功勞。不過即便如此，很多 Pixel 用戶還是因為相機而愛上這款手機。

　　今年，在 Pixel 6 和 6 Pro 手機上，谷歌做了一個超級大膽的設計決定：將手機背面的相機模組做到超級大，并且在機身外觀設計上獨立出來，起到凸顯的效果，讓人一看就知道，這是一臺谷歌 Pixel 手機，拍照非常強。

　　結果就是這塊令人“過目難忘”，甚至“不忍直視”的相機模組：

　　在 Pixel 6 和 6 Pro 的身上，無論是光學硬件、圖像處理軟件，還是基于最先進機器學習模型的計算攝影技術方面，都和前代相比有了巨大的跨越。

　　首先來看它的硬件配置。

　　這款手機主攝像頭高達5000萬像素，f/1.85 大光圈。

　　在像素處理方面，谷歌也采用了業界慣用的像素合成技術，將相鄰的小像素合成2.4微米大小的大像素，從而讓成片更加清晰，在低光、暗光環境表現更好。和 Pixel 5 相比，Pixel 6、6 Pro 能夠捕捉到2.5倍的光量，讓照片的顏色真實度和清晰度都有了質的提升。

　　更為夸張的是，這次 Pixel 6 Pro 內置的遠攝鏡頭也高達4800萬像素，自帶4x光學變焦，并且支持高達20x超級分辨率變焦功能。

Pixel6Pro遠攝鏡頭模組光學折疊示意

　　超級分辨率變焦 (Super Res Zoom) 是一個結合了光學變焦、數碼變焦和計算攝影的技術，之前在 Pixel 3 上就已經推出過，這次的變焦倍數和還原能力也有了很大提升：

Pixel6Pro相機模組示意

Pixel6Pro遠攝鏡頭夜拍樣片

　　（Pixel 6 只有主攝和超廣角鏡頭，沒有獨立的遠攝鏡頭，但可以使用超級分辨率變焦功能。）

　　在視頻方面，谷歌在研究一個非常重大的事情：如何把用戶最喜歡的Pixel Look，也即 Pixel 手機獨特的拍照成片風格，也復制到視頻上。

　　在過去，這基本上是一個“不可能”的任務。比如在 iPhone 上拍照和攝像，你應該能注意到成片之間是有明顯風格差異的，總感覺照片色彩更加飽和優美，而視頻似乎沒那么“飽滿”。

　　這是因為，對于計算攝影來說，視頻是一個非常難攻克的使用場景。簡單來說，60fps的視頻基本等于在一秒內拍攝60張照片。想要快速對這些照片進行計算攝影的風格渲染，對于手機 ISP（圖像處理單元）乃至整個處理器的計算要求大到難以想象。

　　不過，經過了多年的研發攻關，最終這件事并沒有難倒谷歌：在 Pixel 6 和 6 Pro 上，谷歌采用了全新開發的 HDRnet 神經網絡，能夠讓色調映射(tonemapping)的效率變得更高。

　　關注 Pixel 6 消息的朋友可能知道，這一代新手機上谷歌用的并非市面絕大部分競爭對手的高通方案，而是采用完全自主研發的 Tensor 處理器。此外，谷歌將 HDRnet 神經網絡直接嵌入到 Tensor 的 ISP 上，并且對神經網絡工作進行了加速，從而讓視頻拍攝也能獲得經典的 Pixel Look。

　　谷歌在計算攝影方面的創新，在Pixel6和6Pro上還有更多體現：

　　1）Magic Eraser 魔法橡皮擦：

　　這是本次拍照方面的重點功能之一。我們常常遇到一種場景：一張本來非常好的照片，背景里突然鉆出一個游客，把照片的美感意境完全毀掉。現在 Pixel 6 和 6 Pro 內置了 Magic Eraser 功能，可以在照片拍攝之后自動或者手動圈選希望擦除的物體或人物，只需要短短幾秒鐘的時間，“電燈泡”就能從照片中消失！

　　谷歌找來了漫威宇宙《黑豹2》電影的場景設計師 Hannah Beachler。她介紹，自己在工作中經常要跑各種外景，拍下值得參考和采用的場景給劇組看，但是如果照片當中有“異物”出現，無法還原她拍下場景當時的感覺，很不利于工作開展。而現在有了 Magic Eraser 功能，Beachler 可以隨意刪改照片中的“異物”，還原干凈的場景：

　　這個功能很強大對不對？最強大的還在后面：Magic Eraser 支持本機最近拍攝的照片，也支持之前已經拍下的照片。當然，你還是得有一臺 Pixel 6 或者 6 Pro 手機才能用上這個強大的照片后處理功能。

　　2）Motion Mode 動態模式

　　這是一個一個純提升照片美感的功能。一般智能手機拍照往往都是高快門速度，拍下的都是純靜態的照片，缺乏動態的感覺。Pixel 6 和 6 Pro 的解決方案是快速連續拍下多張照片，然后在 Tensor 處理器上，借助 ISP、軟件和計算攝影算法的力量，找到分別應該靜態和動態的部位，然后將照片智能“融合”。

Motion Mode原理演示

　　Motion Mode樣片

　　3）Face Unblur 臉部去糊

　　用 Pixel 6、6 Pro 手機的鏡頭模組在同一時間拍下兩張照片，找到面部，然后智能融合，確保面部是清晰的：

　　4）Real Tone人像真實色調

　　對于深膚色的人來說，很多手機的人像拍照效果都很糟糕。這是因為大部分手機拍照優化算法的訓練都缺乏深膚色人種的數據。這些人像數據庫從數據構建的一開始就是存在偏差的。

　　谷歌的解決辦法是從一開始就邀請大量深膚色用戶作為測試用戶，上傳更多的照片，中和訓練數據的偏差，訓練算法對深膚色的還原能更加真實。具體來說，在 Pixel 6 和 6 Pro 上，新的拍照算法能夠降低高光下的膚色變色，并且提升暗光下的人臉清晰度。就算不用新 Pixel 手機，用戶也能在 Google Photos 的照片修改-自動增強功能里體驗到 Real Tone 的效果。

　　自研Tensor芯片，讓最先進AI觸碰指尖

　　谷歌在 Pixel 6 和 6 Pro 的拍照功能上實現的很多功能創新和技術突破，背后都是 Tensor 處理器的功勞。

　　Rick Osterloh 介紹，Tensor 處理器是谷歌公司歷史上在移動硬件技術上實現的最大突破結果。“Tensor 是我們在人工智能上多年投入，以及我們在芯片研發方面深度經驗的集中展現。”

　　至于為什么將公司第一款完全自主研發芯片命名為 Tensor（張量），Osterloh 表示這也是對 Tensor 作為機器學習計算基礎模塊的致敬。

　　Tensor 處理器的設計目標非常簡單：讓移動設備的用戶用最直接的方式體驗到谷歌在 AI 技術方面最先進的研究進展。

　　Tensor 產品經理 Monika Gupta 表示：“移動芯片的迭代，完全無法跟上 Google 在機器學習 AI 科研方面的速度。與其等他們追上，我們決定自己來做一款芯片。”

　　就像英特爾 x86 已經無法滿足蘋果那樣，似乎高通也已經無法滿足谷歌了。這是一個計算進入瓶頸的時代，也是一個計算行業格局重寫的時代。如果谷歌想要實現它自己對于智能手機的理想，它必須走蘋果的路，從硬件到軟件，從核心技術到用戶體驗，實現完全的垂直整合。

　　讓我們來具體看看 Pixel 6 和 6 Pro 上的 Tensor 處理器都有哪些技術突破。

　　據 Gupta 介紹，Tensor 處理器的每一個方面，都專門面向“如何更好地運行谷歌機器學習模型”進行了優化。Tensor 處理器包含七大主要模塊：CPU、GPU、系統緩存、ISP（圖像信號處理單元）、Security（安全單元）、Context Hub（低功耗感知計算單元）和 TPU。

　　1）Tensor TPU 是 Google AI 專門開發的模塊，負責運行一些相對來說更依賴算力的模型；

　　2）在 ISP 上，谷歌直接嵌入了一些最先進的圖像處理相關算法，用于驅動相機、Google Photos 等產品和服務的先進功能，比如前面提到過的 Magic Eraser 和 HDRnet 機器學習視頻色調處理等；

　　3）GPU 為20核，能夠支持主流 Android 游戲的高速運行，并且驅動 Pixel 6 和 6 Pro 手機分別 90Hz 和 120Hz 的動態刷新率

　　4）Context Hub 作為低功耗感知計算單元，驅動著 Pixel 用戶熟悉的很多非常好用的感知計算功能，比如 Now Playing 能夠自動查詢和告知周圍正在播放的歌曲名稱，以及驅動顯示屏在低功耗狀態下保持常亮并顯示重要通知事件等。

　　在異構計算方面，谷歌表示這次 Tensor 優化方向不是讓每一個獨立單元和核心都能跑到最高分，而是針對同一個復雜應用的多種不同任務，不同單元之間能夠高效、均勻地分配和執行這些任務。

　　“CPU 和 GPU 峰值速度，在跑分評測上可能很好看，但對于真實使用場景的體驗來說沒有什么代表意義。Pixel 5 是一個很好的例子，谷歌帶來很好的使用體驗，即使我們的硬件在跑分并不高。”Gupta 表示，

　　當然，千萬別以為 Tensor 的性能不高。據谷歌透露，搭載 Tensor 處理器的 Pixel 6，和 Pixel 5 的 CPU 和 GPU 性能提升分別達到了80%和370%。

　　最懂你的Android智能手機

　　Tensor 處理器所解鎖的機器學習能力，帶來的 AI 創新，遠不止相機層面。谷歌希望通過自研處理器革新手機的其它常用功能，帶來更多前所未有的體驗。

　　在語音輸入方面，通過 Tensor 處理器，谷歌多年以來最專精的自然語言處理技術，終于能夠在智能手機的載體上展現真正的力量了。

　　1）語音識別

　　Pixel 6 和 6 Pro 搭載了目前為止全世界最強大的本地離線語音識別模型，能夠以極高的準確度準確地實現聽寫。而由于 Tensor 處理器的單元設置，模型運行的功耗顯著降低。所以現在，你可以輕松地用語音進行輸入了，速度比打字快得多：

　　還可以在說話的同時用手指觸控文字，在句子的指定位置添加和刪減內容：

　　更為有趣的是，在過去我們打字輸入的時候，輸入法對于錯字的修改建議，通常是按照鍵盤按鍵的位置推薦近距離的可能單詞。而在 Pixel 6和6 Pro 的語音輸入上，修改建議推薦的是發音近似的單詞，比如 Catherine→Katherine 或 Kathryn 等。

　　此外，Pixel的語音輸入現在還可以輸入emoji了：

　　以上這些語音輸入功能，完全是在本地進行的。也就是說就算沒有網，也可以用語音進行輸入。

　　2）電話輔助功能：Google Duplex 超級增強版

　　前幾年的谷歌年度開發者大會 I/O 上，曾經有這樣一組電話相關的輔助功能：Google Assistant 虛擬助手可以冒充用戶接打電話，幫助用戶在消費場所訂位、查詢信息，還可以阻攔潛在的機器人和詐騙電話。

　　這項技術名為 Google Duplex，融合了自然語言理解和語言轉文字等技術。它一經推出就備受 Google Assistant 和 Pixel 用戶的歡迎，盡管也有不少網友認為它有點“沒人性”，但不管怎樣，谷歌看樣子是要把 Duplex 做下去了。

　　現在，Tensor 處理器讓 Duplex 技術工作起來更加“游刃有余”。

　　首先是給商業機構打電話。大家應該都經歷過“坐席忙，請等待”的煩惱，但在 Pixel 6代手機上，現在你可以直接讓 AI 代替你打電話。

　　首先，在打電話之前，手機就能直接顯示該電話當前的坐席客服預估等待時間：

　　電話撥出后，AI還能直接用文字轉述機器人提供的菜單選項內容：

　　甚至，AI 還能代替你一直聽著無聊的音樂，監聽坐席客服應答，立即提醒你：

　　3）本地離線實時翻譯，現在支持更多應用場景

　　前兩年，谷歌在 Pixel 手機上推出過 Live Transcribe 功能，即使觀看的視頻沒有提供字幕，也可以在本地自動生成準確的字幕，支持英語等主流語言。

　　現在借助 Tensor 處理器的力量，谷歌在視頻、音頻和文字等多種內容，以及聊天、播客、視頻等多種應用和場景下都能夠實現實時翻譯 (Live Translate)。

　　比如在聊天場景下，Live Translate 支持 Android 原生短信息、WhatsApp、Google Chat、Snapchat、Instagram、Twitter、Line 等主流IM和社交應用，支持多達18種語言的實時互譯。注意下圖英文轉日文，信息不是在接收端翻譯，而是在發送端就可以直接翻譯好并發送出去：

　　更多細節

　　Pixel 6的價格為$599, 而Pixel 6 Pro則$899 起。

　　顯示屏

　　Pixel 6 搭載一塊 6.4吋 OLED全面屏，20:9 比例，1080x2400分辨率（FHD 411 ppi），動態刷新率最高90HzPixel 6 Pro 屏幕尺寸為6.7吋 LTPO（低溫多晶氧化物）OLED 屏幕，19.5:9 比例，1440x3120（QHD 512 ppi），動態刷新率最高120Hz

　　兩款機型屏幕均采用康寧大猩猩 Victus 玻璃，支持HDR、低功耗 Always-on display 等技術。