Motion Eye詳解:讓Sony XZ Premium相機超越每一種想像的黑科技


Sony Mobile 在新一代的高階手機 Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 上,首度導入了名為「Motion Eye」的新相機模組,透過整合了堆疊式記憶體的 1900 萬畫素全新感光元件,讓手機相機可以做到許多原本被認為難以達到的事情,例如 960fps 的超級慢動作影片拍攝,或是能夠大幅降低拍照失敗率的預測拍照技術,甚至在拍攝高速移動物體的防變形快門方面,透過「Motion Eye」都能夠有更好的表現。而究竟「Motion Eye」為什麼被許多人認為是黑科技?它跟其他手機的相機相比,到底有哪些優勢?這篇讓你一次搞懂!

Motion Eye詳解:讓Sony XZ Premium相機超越每一種想像的黑科技

什麼是「Motion Eye」?

在研究「Motion Eye」的效果之前,我們先了解一下什麼是「Motion Eye」?

「Motion Eye」的核心,是一塊由 Sony 獨家開發給 Sony Mobile 專用、內嵌堆疊式記憶體的全新 Exmor RS for mobile 感光元件,搭配重新設計的 Sony G 鏡頭與 BIONZ for mobile 智慧型影像處理技術,加上完整的對焦與影像處理技術,所集合而成的新一代手機相機解決方案,藉此提升影像處理的效率與品質,並延伸出各種以往相機做不到的應用,來滿足使用者對手機拍照的需求。

Motion Eye詳解:讓Sony XZ Premium相機超越每一種想像的黑科技

其中,扮演「Motion Eye」關鍵角色的感光元件,其內建「堆疊式記憶體」,就是在像素層與訊號處理電路層之間,加入了一層記憶體。以往,手機相機在使用者按下拍照鍵、像素層獲得了影像資訊後,會經由電路傳送至負責影像處理的晶片,後來部分智慧型手機開始搭載獨立 DSP(數位訊號處理 / Digital signal processing)來提升影像品質、降低功耗與增加影像處理的效率,但這樣還是不夠快,畢竟影像從像素層抵達 DSP 的過程中,受到電路層的傳導速度的限制,無法消化過於大量的資料流,也因此才有了在像素層與電路層之間加入記憶體的三層堆疊式結構。

透過這樣一個新的設計,讓像素層與電路層之間多了一緩衝記憶體,讓像素層可以高速的進行照片影片的擷取。然後透過緩衝記憶體,再將照片或是影便慢慢的傳輸到電路層進行儲存。

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舉個例子來說,想像有一條河,它的河道有一定的流量限制。當暴雨來襲時,河道內的水量短時間內快速上升,一旦超過河道的流量限制,就會發生河水潰堤溢出的現象。解決這個問題的方法之一,就是在容易潰堤的河道區段的附近,開闢一個名為「蓄洪池」人工池塘。當水量在短時間之內暴增時,多出來的水會流入蓄洪池中,讓河道保持在安全的水位而不至於潰堤;等到雨勢減緩,河道中的水位下降,蓄洪池中的水才會慢慢回流。這一來一回間,即可避免瞬間大水可能帶來的災害。

在「Motion Eye」中,感光元件與其獲得的影響資料就好比是雨水,河道就像是電路,而記憶體 正是扮演了蓄洪池的功能。透過這樣的設計,讓電路層有了一個緩衝空間。當感光元件在進行高速拍攝時,雖然瞬間所獲得的資料量比過去龐大數倍,但只要先暫存在記憶體中,系統就能夠有較充足的時間來消化這些影像數據。而與感光元件之間少了電路的速度限制,因此資料的傳輸速度也可以提升達 5 倍(5Gbps → 25Gbps)之多!

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在以往傳統的感光元件結構下,手機高速錄影最多只能拍攝 240fps,有些甚至只能到 120fps,畫面的尺寸也可能縮,這就是因為在高速攝影時,沒有緩衝記憶體的感光元件,就像少了蓄洪池的河道,無法消化瞬間灌入的龐大資料量。有了「Motion Eye」之後,高速拍攝的資訊可以先暫存在緩衝記憶體中,就能夠實現以 960fps 拍攝 720p HD 高解析影像的驚人成果。而這類的技術以往只出現在高階的 DC 如 Sony 的 RX100 IV 與 RX100 V 上面,Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 則是全球首款應用此解決方案的智慧型手機!

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以下我們將實際使用 Sony Xperia XZ Premium 進行一系列拍攝,實際比較「Motion Eye」相機與其他普通手機之間的差異。

96ofps 超級慢動作!用超高速錄影拍下前所未見的視野

一直說 960fps,但 fps 到底是什麼意思呢?fps 就是 Frame per Second 的縮寫,中文叫做「每秒幀數」。

我們都知道,所謂的影片就是由一張一張的靜態影像連續播放後,由於人眼的視覺暫留的特性,看起來就好像動了起來。每一張靜態影像,我們稱為 1「幀」,一般來說高於 10fps(每秒 10 幀)以上,人眼就會看到大致流暢的動態影片,理論上 fps 越高、動畫就會越流暢。而錄影也可以套用 fps 的概念,每一秒鐘能夠紀錄的幀數越多,所拍下來的影片自然也就越流暢。若是拍攝與播放所使用的 fps 不同,就會產生影片加速或減速的效果。

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以「Motion Eye」來說,960fps 錄影的意思就是相機每秒鐘擷取 960 張影像,接著將這段影片以 30fps 來播放的話,原本 0.2 秒的內容就會拉長為 6 秒,所呈現出來的就會是放慢 32 倍(速度僅剩 1/32)的超級慢動作影片囉!

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以下的影片我們使用 Sony Xperia XZ Premium 與另外三款競品來做示範,可以看到 960fps 之下,相機的快門簾與反光鏡的運作方式看得相當清楚,甚至還可以直接看到綠色的感光元件!而 240fps 與 120fps 的相機動作就快很多,沒辦法看到完整的機械分解動作!

有些人可能會問,如果把一般拍攝的 30fps 影片放慢 32 倍,或是把其他手機 120fps、240fps 的慢動作影片再放慢 8 倍或 4 倍,不也可以夠得到等同於「Motion Eye」960fps 超級慢動作錄影的慢速效果嗎?

錯!因為以 120 / 240fps 所拍攝的影片,每秒鐘的畫面只有 120 / 240 張。240fps 影片的每秒張數只有 960fps 的 1/4,若以 120fps 來比較更是只有 1/8。所以如果把 120 / 240fps 的影片放慢成 960fps 的速度,雖然速度變得一樣慢慢,但中間所缺少的畫面並不會憑空出現,因此看起來就會有明顯的「掉格」,流暢度明顯差很多。各位可以參考以下的測試影片,可以清楚發現 960fps 相當滑順,而 240fps 就有點不流暢,而 120fps 更是看不到機械運動的細節。

看到這邊,你可能又想問,「為什麼要拍 960fps?240fps 不夠嗎?一般的影片不好嗎?」當然不是這樣囉!但是對於創作者來說,若相機能夠提供 960fps 而且是 HD 畫質的影像紀錄功能時,將會是一項不可多得的創作利器!

運用 Sony Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 的「Motion Eye」960fps 超級慢動作錄影,你可以清晰紀錄下人物表情最細緻的變化。透過鏡頭,將一眨眼稀釋成 6 秒,畫面在快 – 慢 – 快之間切換所形成的強烈對比,搭配適當的音樂,讓緊湊與放緩,喘口氣,讓觀眾在你鏡頭的帶領之下,能夠靜下心,從與眾不同的角度與節奏,審視這忙碌都市中再平凡不過的須臾一瞬,究竟發生了那些我們過去未曾注意到的精彩。下面我們透過 Sony Xperia XZ Premium 拍攝了一支以台北日常街頭為主題的 960fps 超級慢動作影片,搭配祥和平靜的音樂進行簡單的編輯,看起來是不是變得超有 fu 呢?

「Motion Eye」還能做什麼?

「Motion Eye」有了內嵌堆疊式記憶體的全新感光元件,可以用更快的速度處理更大量的影像訊息,除了前面提過的 960fps 超高速錄影之外,還可以使用「預拍功能」。所謂「預拍功能」,就是當手機偵測到畫面有動態物體時,相機就會自動啟用這項功能,並在拍攝時從按下快門的前一秒起算,取得最多四張「全尺寸」的相片供用戶挑選。

一般來說,正常人從眼睛看到物體、到大腦反應,最後控制手部按下快門,一直到相機完成對焦和拍攝,整個過程最快大約 0.4 秒,因此過去我們就算看到馬上拍,還是很容易錯過最精彩的那一瞬間,而「預拍功能」會自動拍攝按下快門前一秒間的四張連續照片,就是為了解決這個問題。雖然過去也有預測拍照或時光相機等類似的功能,可以取得按下快門前的照片,但受到傳輸速度等限制,過去類似的功能都只能儲存尺寸較小的照片,但透過「Motion Eye」,使用者所獲得的四張照片都是 1900 萬畫素的全尺寸檔案!

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底下我們實際以 Sony Xperia XZ Premium 拍攝了兩組運用了「預拍功能」的照片。首先看到第一組,因為有了「預拍功能」,所以拍攝小朋友的時候,就不怕錯過精彩畫面!而且大家可以點圖片進入 Flickr 查看原圖,四張都是 1900 萬畫素的全尺寸檔案!

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既然是 Sony Xperia XZ Premium,當然不能忘記它 IP65 / IP68 的最高防水防塵規格,搭配「預拍功能」,就算小朋友在泳池玩水,也可以放心又精準的捕捉可愛的一瞬間。

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「Motion Eye」架構下,相機電子訊號的傳輸速度從一般的 5Gbps 提升五倍達到 25Gbps,因此感光元件可以用更的快速來掃描影像,可以大幅降低拍攝快速移動物體時所產生的扭曲變形。這項功能叫做「防變形快門」。

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例如底下這台行進間的公車,車廂的部分並沒有因為移動而產生歪斜的現象。

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小結:Motion Eye 就是「黑科技」!

960fps  超級慢動作給人的視覺衝擊相當強烈,過去 120fps 或 240fps 完全無法相提並論,在極致的慢速之下,我們能夠用截然不同的時間尺度來微觀這個世界,讓原本平淡的內容都變得非常有趣,也帶給使用者在影像創作方面更大的揮灑空間。而「預拍功能」,完全不用啟動,拿起來就拍,手機直接幫你處理四張全尺寸照片,實用又簡單,對於喜歡拍貓貓狗狗、小朋友,或是運動攝影的人,是不可或缺的好物!筆者早在 MWC 2017 期間,就已經搶先把玩了這次 Xperia XZ Premium 和 Xperia XZs 的「Motion Eye」相機,當時就覺得相當震撼,而台灣推出之後,在經過比較深度的體驗,還是覺得非常讚!無怪乎「Motion Eye」會被稱為「黑科技」,真是一點都不誇張!

Sony Xperia XZ Premium 可說是 Sony Mobile 卯足全力之作,除了有獨步市場的「Motion Eye」相機之外,其他部分相當強悍。不僅處理器搭載了目前市場上最強悍的 Qualcomm Snapdragon 835 處理器,10nm FinFET 製程搭配雙四核心架構,同時兼顧優異的效能實力與功耗表現。另外,Sony Xperia XZ Premium 還首度搭載了 4K HDR 螢幕,解析度達到突破天際的 3840 x 2160(801ppi)外,還搶先支援未來趨勢的 HDR 顯示,讓畫面的動態範圍、色彩表現與整體畫質都有極高水準的演出。最後也不能忽略通訊功能,Sony Xperia XZ Premium 同時支援 4CA 四頻聚合、256QAM 調變技術以及 4X4 MIMO,無論是行動網路或是無線 Wi-Fi 上網,Sony Xperia XZ Premium 用戶都可以享受到目前最尖端的品質。

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–本文由 Sony Mobile 贊助邀稿–


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