變焦手機(jī)的演變史 手機(jī)拍照及攝像功能走向更高境界

華為發(fā)布了P40、P40 Pro及P40 Pro+三款5G旗艦手機(jī)，它們分別配備了徠卡三攝、徠卡四攝及徠卡五攝，將手機(jī)拍照及攝像功能推向更高境界。

除了喜聞樂見的麒麟990 5G移動(dòng)平臺(tái)外，華為P40系列都武裝了5000萬像素的超感知主攝（傳感器尺寸為1/1.28英寸，RYYB結(jié)構(gòu)，單像素面積1.2um，四合一等效2.4um），P40 Pro還加入了一顆支持5X光學(xué)變焦的潛望式鏡頭，而P40 Pro+更是首發(fā)全球第一款支持10X光學(xué)變焦的潛望式鏡頭。

P40 Pro的鏡頭矩陣參數(shù)

P40 Pro配備支持5X光學(xué)變焦的潛望式長焦鏡頭

P40 Pro+的鏡頭矩陣參數(shù)

P40 Pro+配備支持10X光學(xué)變焦的潛望式長焦鏡頭

如果不出意外，P40 Pro+將成為Android手機(jī)史上拍的最遠(yuǎn)，看的最清晰的手機(jī)。

借此機(jī)會(huì)，咱們不妨就來回顧一下手機(jī)領(lǐng)域變焦鏡頭的發(fā)展史，看看它們是否越拍越清晰的。

數(shù)碼 光學(xué) 混合 了解變焦中的技術(shù)流派

所謂“變焦”，用最通俗的理解就是使光學(xué)設(shè)備（相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等）能夠捕捉更遠(yuǎn)處的畫面，在數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域的變焦通常是依靠光學(xué)鏡頭的物理結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

而在智能手機(jī)領(lǐng)域，變焦則可被細(xì)分為數(shù)碼變焦、混合變焦和光學(xué)變焦三大技術(shù)流派。

數(shù)碼變焦

打開相機(jī)APP，當(dāng)我們用兩指點(diǎn)觸屏幕并逐漸向兩邊移動(dòng)，就能看到取景畫面不斷變大，這個(gè)過程就是數(shù)碼變焦。數(shù)碼變焦的背后原理是將圖片內(nèi)的每個(gè)像素面積增大，相當(dāng)于在后臺(tái)進(jìn)行了一次局部剪裁，并對(duì)剪裁下來的畫面進(jìn)行放大顯示。

因此，數(shù)碼變焦會(huì)因分辨率的降低而出現(xiàn)較為明顯的顆粒感，數(shù)碼變焦的倍數(shù)越大，馬賽克問題就越嚴(yán)重。為了彌補(bǔ)這一問題，很多手機(jī)會(huì)在相機(jī)APP中引入軟件插值算法，盡量彌補(bǔ)細(xì)節(jié)的缺失。但是，這種軟件層面的優(yōu)化通常只對(duì)3X以內(nèi)的數(shù)碼變焦有效，變焦倍數(shù)再高就沒有意義了。

光學(xué)變焦

理論上，光學(xué)變焦是通過鏡頭內(nèi)鏡片的物理位移來放大或縮小需要拍攝的景物，變焦倍數(shù)由鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置而定。但對(duì)智能手機(jī)而言，所謂的“光學(xué)變焦”大都是由一款固定焦距的長焦鏡頭實(shí)現(xiàn)的（以2X和3X的長焦鏡頭最為常見），從1X到2X之間是由主攝進(jìn)行數(shù)碼變焦，只有2X模式下才會(huì)切換到長焦鏡頭進(jìn)行“光學(xué)變焦”拍攝，而超過2X的變焦則又會(huì)轉(zhuǎn)為數(shù)碼變焦模式。

因此，一款手機(jī)要想實(shí)現(xiàn)更大的光學(xué)變焦拍攝能力，就需要不斷優(yōu)化長焦鏡頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓它在保持輕薄設(shè)計(jì)的前提下支持更長的焦段。需要注意的是，如果手機(jī)沒有給長焦鏡頭添加OIS光學(xué)防抖能力，在光線不足的情況下進(jìn)行變焦拍攝時(shí)，有可能是用主攝的數(shù)碼變焦模式代替，只有光線足夠好時(shí)才能切換到長焦鏡頭工作。

混合變焦

混合變焦是智能手機(jī)專屬的變焦技術(shù)，它通常適用于采用超高像素?cái)z像頭，或是配備兩顆或更多攝像頭陣列模組的產(chǎn)品?；旌献兘沟幕驹硎窃谝活w鏡頭進(jìn)行數(shù)碼變焦的基礎(chǔ)上，再由其他鏡頭拍攝取景，用來補(bǔ)充變焦后所丟失掉的細(xì)節(jié)，其最終成像的效果介于數(shù)碼變焦和光學(xué)變焦之間。

為了便于宣傳，混合變焦在業(yè)內(nèi)還有一個(gè)別稱，即“無損變焦”。隨著越來越多手機(jī)標(biāo)配專用的長焦鏡頭，當(dāng)它與主攝或其他輔攝聯(lián)合成像時(shí)，又出現(xiàn)了所謂的“混合光學(xué)變焦”技術(shù)。

溫故而知新 回顧變焦手機(jī)的發(fā)展

自從手機(jī)和攝像頭聯(lián)姻之后，其就一直試圖可以拍攝更清晰的遠(yuǎn)方風(fēng)景，而提供光學(xué)變焦能力就是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的捷徑。下面，我們就來回顧一下配備變焦鏡頭手機(jī)的發(fā)展脈絡(luò)。

2004年5月：夏普V602SH

第一款支持光學(xué)變焦的手機(jī)

夏普V602SH采用了獨(dú)特的翻蓋旋屏式設(shè)計(jì)，通過旋轉(zhuǎn)可以把2.4英寸主屏作為取景器。其內(nèi)置的202萬像素CCD鏡頭支持2X光學(xué)變焦，可以拍攝最大分辨率為1600×1200像素的照片。2005年，夏普還推出了這款手機(jī)的升級(jí)版，擁有320萬像素且支持2X光學(xué)變焦的V903SH。三星也于同年推出了型號(hào)為M339的手機(jī)，后者采用了滑蓋鍵盤的設(shè)計(jì)，配備320萬像素且支持3X光學(xué)變焦的鏡頭。

2006年7月：諾基亞N93

第一款支持3X光學(xué)變焦的準(zhǔn)智能手機(jī)

諾基亞N93/N93i采用了類似DC的旋轉(zhuǎn)屏幕設(shè)計(jì)，并在轉(zhuǎn)軸內(nèi)部嵌入了一顆由卡爾蔡司認(rèn)證，可實(shí)現(xiàn)3X光學(xué)變焦的320萬像素?cái)z像頭，同時(shí)還支持20倍數(shù)碼變焦和30幀每秒的480P視頻錄制。由于N93預(yù)裝的是塞班系統(tǒng)，所以我們可將其視為“準(zhǔn)智能手機(jī)”，可玩性較早前的變焦手機(jī)好上不少。

2013年6月：三星Galaxy S4 Zoom

第一款支持10X光學(xué)變焦的手機(jī)

我們可以將Galaxy S4 Zoom視為一款可以打電話的數(shù)碼相機(jī)，該產(chǎn)品配備了一個(gè)1600萬像素長焦鏡頭，支持10X光學(xué)變焦、OIS光學(xué)防抖和氙氣閃光燈，拍照性能直追入門級(jí)的卡片式DC?？上В琒4 Zoom厚度達(dá)到了27mm，而且拍照時(shí)耗電量極高，經(jīng)過Galaxy S5 Zoom和Galaxy K Zoom兩次迭代更新后就退出了歷史舞臺(tái)。

在手機(jī)發(fā)展的歷史上，采用和Galaxy S4 Zoom類似變焦鏡頭的手機(jī)還包含功能機(jī)時(shí)代的代表有三星SCH-M339、SCH-V770、天語C700等；而智能機(jī)時(shí)代則以三星M8920、LG L-03C和Altek A14 Leo為主。

2013年9月：索尼QX10/QX100

適用于手機(jī)的外掛式變焦鏡頭

為了讓智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦拍攝的能力，索尼在這一年推出了QX系列外掛鏡頭，它能通過Wi-Fi和智能手機(jī)連接，并利用伸縮式支架固定在手機(jī)背后，帶來類似專業(yè)數(shù)碼相機(jī)的使用體驗(yàn)。其中QX100采用了2020萬像素背照式CMOS傳感器，擁有等效28mm~100mm卡爾蔡司大光圈鏡頭，其理論素質(zhì)和同期的RX100 M2相同。2015年，OPPO也推出了類似的外掛鏡頭O-lens1，可惜此類設(shè)備售價(jià)較高，實(shí)際拍照效果還是不如專業(yè)相機(jī)，因此并沒能成為市場(chǎng)上的主流。

2015年12月：華碩ZenFone Zoom

第一款配備潛望式變焦鏡頭的手機(jī)

這款產(chǎn)品外號(hào)“鷹眼”，其最大的特色就是在11.95mm的機(jī)身厚度內(nèi)實(shí)現(xiàn)了3X光學(xué)變焦的能力。ZenFone Zoom第一次在智能手機(jī)領(lǐng)域帶來了潛望式鏡頭結(jié)構(gòu)，并在里面塞進(jìn)了10枚鏡片，并支持4級(jí)光學(xué)防抖OIS功能，結(jié)合專業(yè)級(jí)的SmartFSI圖像傳感器，在當(dāng)年堪稱手機(jī)中的數(shù)碼相機(jī)?？上?，該產(chǎn)品搭載了非主流的英特爾Atom處理器，性能和兼容性方面表現(xiàn)一般。

2016年6月：MOTO Z和哈蘇模塊

可以瞬間變身卡片相機(jī)的手機(jī)

聯(lián)想MOTO Z是主打纖薄設(shè)計(jì)的Android旗艦家族，最大特色就是支持Moto Mods模塊。其中，哈蘇攝影模塊就是幫助MOTO Z獲得媲美專業(yè)卡片相機(jī)的配件，它包含一個(gè)支持10X光學(xué)變焦的1200萬像素鏡頭、疝氣閃光燈、內(nèi)置電池以及獨(dú)立快門和電源按鈕。問題是，哈蘇攝影模塊自身的厚度為15.1mm，和手機(jī)結(jié)合后無論是厚度還是重量都將嚴(yán)重超標(biāo)，而該模塊昂貴的售價(jià)也制約了MOTO Z系列手機(jī)的銷售。

2016年9月：蘋果iPhone 7 Plus

樹立光學(xué)變焦手機(jī)的標(biāo)桿

iPhone 7 Plus除了具備當(dāng)年最強(qiáng)的硬件性能以外，它最大的特色就是首次帶來了廣角鏡頭+長焦鏡頭的組合，后者可以實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)的2X光學(xué)變焦拍攝能力。此后，長焦鏡頭就慢慢成為了高端智能手機(jī)的標(biāo)配，也是能讓手機(jī)清晰記錄更遠(yuǎn)處風(fēng)景的基礎(chǔ)保障。

可惜，蘋果雖然通過iPhone 7 Plus推開了（超薄型）智能手機(jī)光學(xué)變焦的大門，但在這一技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)方面卻逐漸落于下風(fēng)。就在iPhone 11 Pro Max依舊保持2X光學(xué)變焦不變的今天，Android手機(jī)卻已經(jīng)進(jìn)化到了5X起步的光學(xué)變焦了。

2019年至今：潛望式鏡頭的爆發(fā)

2019年初，OPPO Reno十倍變焦版和華為P30 Pro帶來了全新設(shè)計(jì)的潛望式長焦鏡頭模塊，原生支持5X光學(xué)變焦。和早前ZenFone Zoom的潛望式“變焦”鏡頭相比，它們屬于潛望式“定焦”鏡頭，并非通過鏡頭內(nèi)鏡片的物理位移實(shí)現(xiàn)的變焦，原生焦距是多少，就只能拍攝多遠(yuǎn)的風(fēng)景。隨后，vivo X30 Pro、Galaxy S20 Ultra、OPPO Find X2 Pro和華為P40 Pro系列先后列裝這種結(jié)構(gòu)的鏡頭，在可預(yù)見的未來，潛望式長焦鏡頭有望將成為高端手機(jī)的標(biāo)配。