手機(jī)長(zhǎng)焦原理(手機(jī)長(zhǎng)焦是什么)

2019年，隨著華為P30Pro和OPPOReno10倍變焦版的推出，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭帶來的全新拍攝視角徹底改變了消費(fèi)者對(duì)手機(jī)攝影的印象。從這時(shí)起，越來越多的手機(jī)開始放棄輕薄的特點(diǎn)，改用潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，以滿足當(dāng)時(shí)消費(fèi)者的需求。

圖片來源華為官網(wǎng)

公開數(shù)據(jù)顯示，2019年全球搭載潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的智能手機(jī)出貨量約為1500萬臺(tái)，2020年約為8300萬臺(tái)，迎來增長(zhǎng)高峰，增長(zhǎng)率高達(dá)400%。無論從哪個(gè)角度來看，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭都將是未來手機(jī)的主流配置之一。

但眾所周知，這兩年潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的受歡迎程度顯然已經(jīng)不如以前那么火爆了。尤其是到了2022年，大部分旗艦手機(jī)都不約而同地放棄了曾經(jīng)作為重要賣點(diǎn)之一的長(zhǎng)焦鏡頭，取而代之的是更多注重實(shí)用性的鏡頭。

圖片來源一加官網(wǎng)

難道潛望式長(zhǎng)焦鏡頭流行了兩年，就已經(jīng)要被市場(chǎng)拋棄了嗎？還是如今的手機(jī)廠商已經(jīng)拿出了更好的兼顧實(shí)用性的解決方案？

怎么大家都不“愛”高倍率長(zhǎng)焦了？

潛望式長(zhǎng)焦鏡頭當(dāng)然可以帶來更長(zhǎng)的焦距，讓用戶捕捉到更遠(yuǎn)的風(fēng)景。如果說畫質(zhì)決定了畫質(zhì)的上限，那么焦距則決定了畫質(zhì)的下限。不過潛望式長(zhǎng)焦的缺點(diǎn)也很明顯。首先是體積和重量的問題。它將進(jìn)一步擠壓手機(jī)本已非常寶貴的空間，導(dǎo)致手機(jī)廠商不得不對(duì)其進(jìn)行閹割，以達(dá)到手機(jī)重量的平衡。除去其他配置，最常見的就是減少電池容量。

其次，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的模組成本也非常高，光路結(jié)構(gòu)也相當(dāng)復(fù)雜。想要它發(fā)揮出全部實(shí)力，就必須依靠專業(yè)的算法，所以它的調(diào)節(jié)難度比普通傳感器要高很多。此前，有手機(jī)廠商曾公開表示，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的成本非常高，再加上光學(xué)防抖，價(jià)格甚至比很多外底主攝還要貴。這也是困擾手機(jī)廠商的一個(gè)難題。他們不僅要滿足消費(fèi)者的需求，還要保證手機(jī)的價(jià)格在消費(fèi)者可以接受的范圍內(nèi)。很難找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

圖片來源小米官網(wǎng)

最后，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭雖然只發(fā)展了兩三年，但無論是尺寸還是畫質(zhì)都已經(jīng)幾乎達(dá)到頂峰，很難實(shí)現(xiàn)重大突破。隨著手機(jī)主攝像頭的尺寸越來越大，進(jìn)一步擠壓了潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的空間，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的像素可能一直在增加，從最初的800萬到1300萬，再后來，是5000萬，甚至是6400萬，但起決定性作用的傳感器尺寸并沒有改變。這對(duì)于長(zhǎng)焦鏡頭畫質(zhì)的提升有著很大的限制，尤其是在夜間光線條件較差的情況下，長(zhǎng)焦鏡頭的性能與主攝的差距會(huì)進(jìn)一步拉大。

畢竟手機(jī)的成像原理和相機(jī)是一樣的，但是手機(jī)受限于機(jī)身尺寸，相機(jī)不能做得太厚。因此，與相機(jī)相比，手機(jī)除非不考慮厚度，否則必須發(fā)展長(zhǎng)焦。顯然這是不可能的。消費(fèi)者無論你多么喜歡拍照，多么喜歡長(zhǎng)焦鏡頭，你都永遠(yuǎn)無法接受又厚又重的瓷磚機(jī)。

由于種種原因，配備潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的手機(jī)越來越少。這樣的鏡頭成本高，占用空間大，而且不太實(shí)用。但直接放棄長(zhǎng)焦鏡頭是不現(xiàn)實(shí)的。隨著消費(fèi)者對(duì)手機(jī)影像的需求越來越強(qiáng)烈，長(zhǎng)焦鏡頭需要另謀出路。幸運(yùn)的是，一些手機(jī)廠商已經(jīng)找到了解決方案。

融合算法才是未來？

不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn)，除了小米和三星之外，幾乎所有的影像旗艦都走了另一個(gè)方向：用高品質(zhì)的硬件配合融合算法，讓紙面上的參數(shù)變得沒有參考價(jià)值。最典型的是華為P50Pro/Mate50Pro、vivoX90Pro+和小米13的新方案。雖然三者都配備了更高質(zhì)量的長(zhǎng)焦傳感器，但它們都無一例外地將推薦變焦倍數(shù)設(shè)置為3.5倍。而且不是常見的5次。

雷科技繪圖

也就是說，不少?gòu)S商已經(jīng)開始通過更強(qiáng)的AI算法、更先進(jìn)的ISP處理器、高質(zhì)量的傳感器和算法，降低手機(jī)的長(zhǎng)焦效果，實(shí)現(xiàn)無損變焦效果。簡(jiǎn)單來說，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間的限制，注定了智能手機(jī)在硬件方面無法像專業(yè)相機(jī)那樣發(fā)揮自如，因此計(jì)算融合攝影成為了最有前途的方向。

有趣的是，這些手機(jī)的3.5倍焦距并不是我們傳統(tǒng)認(rèn)為的超過這個(gè)倍數(shù)、畫質(zhì)嚴(yán)重下降的數(shù)碼變焦。畢竟在大多數(shù)人的認(rèn)知中，像這樣的5倍IMX586或者三星的10倍A更長(zhǎng)的焦段會(huì)帶來更好的性能。不過根據(jù)實(shí)際測(cè)量，vivoX90Pro+上的長(zhǎng)焦鏡頭可以實(shí)現(xiàn)3.5倍到10倍之間的無損變焦。這個(gè)表現(xiàn)比小米12SUltra的表現(xiàn)還要恐怖，也算是主力級(jí)別的傳感器了。

雷科技拍攝（放大倍數(shù)更高，畫質(zhì)更清晰）

雷科技攝

這里簡(jiǎn)單回答一下大家好奇的問題，為什么焦距被限制在90mm（即3.5倍變焦）。例如，由于鏡頭限制，許多旗艦成像手機(jī)過去只有三個(gè)焦段：0.6X、1X和5X才能獲得最佳圖像質(zhì)量。其他時(shí)候，無論是1.2X還是4.9X，他們都依賴數(shù)碼變焦和鏡頭裁剪。這證明了手機(jī)攝影中“焦距越長(zhǎng)，成像質(zhì)量越差”的結(jié)論。

雷科技繪圖

vivo、華為等廠商的操作是為了解決1X到5X的畫質(zhì)差距，讓手機(jī)在變焦到3.5x時(shí)可以直接調(diào)用長(zhǎng)焦鏡頭。畢竟大多數(shù)消費(fèi)者都是使用兩根手指進(jìn)行放大的方法或者直接拖動(dòng)縮放條。只有少數(shù)消費(fèi)者知道如何點(diǎn)擊三顆鏡頭對(duì)應(yīng)的焦距選項(xiàng)來獲得最佳的成像質(zhì)量。

當(dāng)然，有讀者會(huì)懷疑，你的算法優(yōu)化得再好，成像質(zhì)量也肯定不如光學(xué)定焦（手機(jī)上的光學(xué)變焦其實(shí)應(yīng)該叫光學(xué)定焦，畢竟，大多數(shù)情況都是根據(jù)鏡頭）剪裁）。確實(shí)如此，但高倍長(zhǎng)焦意味著潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的模組長(zhǎng)度會(huì)變得更長(zhǎng)、更大，進(jìn)一步占用手機(jī)內(nèi)部空間。如果有讀者看過近幾年影像旗艦的拆解，在視頻/圖片中，應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn)潛望式長(zhǎng)焦鏡頭所占用的空間幾乎已經(jīng)追上了/超過了主攝所占用的空間。這其實(shí)與研發(fā)潛望式鏡頭的初衷背道而馳。畢竟?jié)撏介L(zhǎng)焦鏡頭設(shè)計(jì)的初衷就是為了減少一顆高品質(zhì)長(zhǎng)焦鏡頭在手機(jī)內(nèi)部所占用的空間。

圖片來源B站Up主@微電腦點(diǎn)

當(dāng)然，這并不意味著手機(jī)的長(zhǎng)焦鏡頭已經(jīng)達(dá)到頂峰。除了潛望式長(zhǎng)焦設(shè)計(jì)之外，很多手機(jī)廠商其實(shí)也做了其他嘗試：伸縮鏡頭、直立鏡頭等，小米OPPO等廠商也推出了相關(guān)概念機(jī)。但由于目前的技術(shù)和成本原因，我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)還很難看到搭載此類技術(shù)的產(chǎn)品。

總體來說，手機(jī)廠商砍掉潛望式長(zhǎng)焦鏡頭是板上釘釘?shù)氖虑?。與其讓長(zhǎng)焦鏡頭占據(jù)越來越多的空間，不如用全像素融合算法帶來手機(jī)長(zhǎng)焦鏡頭的發(fā)展。來到一個(gè)新的解決方向。不過，如何讓消費(fèi)者接受手機(jī)長(zhǎng)焦倍數(shù)“倒退”的事實(shí)，還要看各個(gè)廠商如何宣傳，如何讓消費(fèi)者體驗(yàn)到它的優(yōu)勢(shì)。

手機(jī)的影像發(fā)展還得靠“計(jì)算”

在之前的文章中已經(jīng)多次提到，由于手機(jī)的空間問題，傳感器尺寸無法做得越來越大?，F(xiàn)在已經(jīng)基本觸及天花板了。然而，這與消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的拍照需求成了矛盾。手機(jī)上的空間有限，但手機(jī)擁有相對(duì)強(qiáng)大的計(jì)算能力，所以在更先進(jìn)的傳感器出現(xiàn)之前，“計(jì)算出來”的照片會(huì)更容易滿足消費(fèi)者的需求。

事實(shí)上，隨著手機(jī)芯片ISP計(jì)算能力和算法的提升，計(jì)算成像已成為近年來手機(jī)成像新的發(fā)展方向之一。比如手機(jī)上常見的夜景拍攝、延時(shí)曝光、星空模式等，都是依賴算法的。實(shí)現(xiàn)。自從手機(jī)進(jìn)入計(jì)算攝影階段后，手機(jī)成像的發(fā)展不再純粹由硬件支撐，更重要的是來自于算法強(qiáng)大而精準(zhǔn)的計(jì)算能力。硬件決定成像的上限，而軟件決定成像的下限。只有兩者共同作用，才能達(dá)到更好的成像效果。

雷科技攝

也許在一些讀者眼中，計(jì)算攝影代表著不現(xiàn)實(shí)，認(rèn)為再這樣下去手機(jī)永遠(yuǎn)無法超越相機(jī)。事實(shí)上，智能手機(jī)的圖像定位與相機(jī)的圖像定位完全不同。計(jì)算攝影讓普通人無需掌握專業(yè)攝影知識(shí)就可以做到。它可以拍出及格線以上的照片，后者給了專業(yè)攝影師或攝影愛好者足夠的自由發(fā)揮空間。未來，手機(jī)成像一定會(huì)發(fā)展得更加貼近用戶的日常生活，讓普羅大眾也能跨入攝影的門檻。我想這就是手機(jī)影像的初衷，真正普及它。

當(dāng)計(jì)算攝影成為智能手機(jī)的“新賽道”時(shí)，就表明不同廠商之間的短兵相接還沒有結(jié)束，戰(zhàn)斗仍是一種常態(tài)。我們只需要拭目以待。