最近,一场特殊的国际大会在昆明召开了:《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)。它与世界上美丽而特殊的生灵有关,更是关乎地球生命共同体的关键举措,这项公约,旨在保护濒临灭绝的植物和动物,最大限度地保护地球上的多种多样的生物资源,以造福于当代和子孙后代。它于1992年签署,中国就是最早签署和批准《生物多样性公约》的国家之一。
COP15是中国作为东道国首次举办COP大会。早在2019年9月,大会主题就已经由我们的生态环境部与《生物多样性公约》秘书处共同确认,即 “生态文明:共建地球生命共同体”。这一主题,旨在倡导推进全球生态文明建设,强调人与自然是生命共同体,强调尊重自然、顺应自然和保护自然。
刘冬宇 | 作者
放大灯团队 | 策划
生物,社交媒体的宠儿
一场大会,将生物推成了全民关注的热点,而在民间,生物科普则成了近年来也颇受社交网络青睐。早年有《博物》杂志的官方微博对冷门生物的鉴定与吐槽,近有他们的主创“无穷小亮”在短视频领域脱颖而出,将生物鉴定再一次做成人人爱看的内容,甚至他本人也成了表情包的“受害者”。
在社交媒体上,围绕物种的讨论往往离不开图像与视频——是人们看到了生物,记录了生物,才有了后续的传播、鉴定、认知与自发的保护,这个过程离不开手机的拍摄,与手机App的传播。
但手机其实还可以做更多事情。就在今年COP 15期间,三江源、大熊猫、东北虎豹、海南热带雨林和武夷山等第一批国家公园正式宣布成立。这些国家公园,是中国的自然符号,也是一种全民共享的生态型公共产品,人与自然的关系回归一体化的共生关系。就在今年六月,高通与中国国家地理杂志合作,走进了其中几家中国国家公园。他们要进行一项挑战:用手机记录下这里的生物多样性。
让专业摄影师放下沉重的相机,改用手机拍摄视频,最终呈现给我们的仍然是毛发丝丝毕现、细腻入微的精美画面,而拿起手机的摄影师们,更得益于拍摄系统的高度紧凑,他们带着手机上山下水,拍摄变得更加轻松。
在三江源这样的高原地区,轻巧的手机给摄影师“减负”
手机成了摄影师们的得力工具,而这也是时代的趋势:几乎每个人都拥有智能手机,越来越多的人用手机拍摄照片视频、记录和分享生活,才有了那些“网络热门生物视频”和让你开心的萌物表情包。但我们的这种习惯,不是一蹴而就的:今天强大的手机影像,离不开一代科技公司十年以上的持续积累,才让你在拿起手机拍照时,不再担心是否能对上焦、照片是否经得起放大,甚至在肉眼也几乎看不清的黑暗场景里,你仍然可以相信你的手机。
肉眼几乎看不清的昏暗环境,搭载骁龙888移动平台的智能手机仍然可以录下清晰生动的视频
手机影像能力从哪来?
为什么手机可以被专业摄影师拿来上山下水、用超高画质记录下灵动的生物与壮阔的风格?它自然得益于手机影像能力的长足进步。
手机摄影进步的历史,就是挑战经典摄影规则的历史。摄影术的本质,是将自然的光线信息,记录在小小的底片上,于是摄影师们需要采集更多的有效光线信息——用更大的底片(传感器)、更大的光圈等等。于是,专业的摄影设备,变得更大、更重、更昂贵,换句话说,不那么平易近人。
而手机摄影,它走上了一条用算法弥补物理缺陷的特殊道路。
20多年前,上个世纪末,手机公司们就给手机装上了摄像头——最早的能拍照的手机,只能拍出10万像素的“高糊”照片,而到了今天,手机已经用上了一亿像素的处理器。但即便像素数量加了好几个零,但手机的光学性能,仍然完全无法与单反相机们直接对比。但智能手机相对相机,有一个特殊之处:它有更强大的运算性能。在数码影像中,传感器采集到数字信号后,总需要有一个处理的过程。单反相机里都带有一颗图像处理芯片(Image Sensor Processer,ISP),而在同样原理的手机拍照中,同样需要进行这份工作。
最早,处理手机镜头拍摄的画面,在只求“拍到就好”的那个时代里,用手机的中央处理器进行处理就好;但随着我们对手机的期待越来越高,一颗专用、高效的ISP芯片,就必然出现在了手机里。
这是手机影像的一个“分水岭”:曾经,相机模组单打独斗,手机的小摄像头就只能拍个大概,而今天我们用算法武装相机,它有了一个贴切的名字,叫做“计算摄影”——比如,当你想拍摄夜景或者特别暗的场景时,你的手机可能就在全自动地执行一系列防抖、多帧合成、智能降噪等策略,最终,它们成功帮助你采集到更多的光学信号,也把传感器的性能发挥到极限,甚至用人工智能的方式,帮你推测照片中的细节纹理……一系列神奇的运算,挑战了传统摄影术的物理规律。
你可能会发现:在这一系列过程中,都伴随着大量的运算。这些工作主要依靠ISP,而在手机中,ISP最早是一枚独立的芯片,随后,各大手机处理器厂商都意识到这项工作的重要性,就将强大的ISP集成到了手机的处理器中——
早在2013年,高通骁龙800处理器就已经搭载了ISP。之所以今天的手机处理器被称作“SoC”,就是因为它不单纯只有一颗中央处理器,SoC中还集成着GPU、基带芯片、ISP这些与你的日常使用息息相关的硅片们。
随着手机镜头越来越多、像素更高、算法更复杂,高通骁龙移动平台的ISP设计也在快速迭代——六年前,在骁龙820移动平台上,高通首次发布了全新高通Spectra ISP,让手机可以处理自动HDR拍摄,以及支持多达三个摄像头的拍摄,这颗当时相当先进的ISP,也能提升相机的自动对焦和自动白平衡的表现。
自此,计算摄影的大门逐渐打开。今天你对这些功能已经不能更熟悉。越来越多的摄影师拿起手机,去创作传统意义的“大片”。2020年,高通就与中国国家地理达成合作,当年6月,中国国家地理派出四支专业队伍,深入自然秘境,使用搭载高通骁龙移动平台的手机,记录下大熊猫、藏狐、金丝猴等珍稀野生动物的高清视频,他们希望“用科技的力量,传递生命的力量”。
近年手机摄影的每一次进步,都离不开从芯片做起的突破。ISP的进步当然没有停下。在最新的骁龙888移动平台上,就搭载了一颗三核心的高性能ISP——高通Spectra 580。它能支持摄像头交替或同时执行三项不同的任务——手机往往搭载多颗摄像头,Spectra 580可以同时处理三枚摄像头同时工作,让手机的变焦体验更加顺滑,或者同时拍摄三支4K HDR超高清视频。
这颗算力强大的ISP实现了诸多首次突破:首次支持每秒20亿像素的处理、率先支持8K视频录制、率先支持4K/120FPS视频或960FPS慢动作视频不限时拍摄……
得益于运算效能的快速提升,使用搭载骁龙888移动平台的手机,成了摄影师们记录中国国家公园的利器,也成了普通消费者随手拍出好照片的日常工具。从超广角到超长焦、从大逆光到超暗光拍摄,手机影像能力的进化超越想象,并最终服务于手机用户的精妙创意。
别低估了“方便高效”的意义
2013年,一位年轻的博士生Paulo Minatel Gonella在上网冲浪时,发现了一位业余植物爱好者拍摄的照片中出现了一丛特殊的,像是茅膏菜(Drosera)一样的植物——一种大型食肉植物,分泌粘液捕食小昆虫——但照片里的这丛不太清晰的茅膏菜照片,看起来有着熟悉的叶子和花序,但不属于他已知的巴西有分布的茅膏菜属植物。随后,博士生找到了的这张照片的作者,在询问了拍摄地点后,亲自前去寻找它——最终,在巴西东南部一处海拔超过1500米的山顶,他找到了这种巨大的茅膏菜,最大可以长到1.5米长。
一个新物种就这样因社交网络而被发掘出来。Paulo认为,是社交媒体建立了科学家与公众爱好者的连接,也因此发现了许多新的物种,而他发现茅膏菜的故事只是其中一个案例。[1]
更多的影像记录,更多的分享,最终产生了独特的价值。这个故事可能已经不会让你感到意外,因为今天,我们都已经拥有了可以随时拍出清晰照片的手机,也有了更高速的5G网络,你可能对这种生活习以为常。
也不仅仅是在生物保护领域,举个最简单的例子吧:在十几年前,如果你去一家博物馆,如果你想拍下某个展品留念,你可能束手无策——不能支三脚架、不能用闪光灯,单反相机和手机都难以完成拍摄展品的任务,而在今天,这种场景对手机而言再轻松不过了。
如果把目光放得更加长远,智能手机成了历史的见证者。人类正在加速产生信息,这就是所谓“信息爆炸”,十余年来,智能手机快速发展与普及,则是最新一轮信息增长的重要推动力之一——我们也许能给历史留下更多的信息了。我们会为物种的消亡而遗憾,我们会寻找曾经生物们存在的证据,将化石还原为图画,但在今天,每个人都能成为世界的记录者,把此时此刻的样子通过镜头与芯片变成数字,留下来,传播出去,并且让更多的人看到世界、保护世界。
References:
[1] Deep in the web, up in the hills: the discovery of Drosera magnifica, the “Facebook sundew”Paulo Minatel Gonella