科技首页创事记互联网电信 IT业界投稿

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 08:32:48 创事记作者：硅星人

　　欢迎关注“新浪科技”的微信订阅号：techsina

　　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Rick Osterloh开场演讲

　　谷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。它是站在科技前沿，推动边界不断向前的，一家以机器学习、人工智能和先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，让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

　　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，没有独立的远摄镜头，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“如何更好地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。