一文讀懂手機長焦拍攝難度到底在哪？為何都用潛望鏡頭

4月11日下午，華為在國內正式發布了新旗艦P30系列。該系列的最大賣點是拍照，官方稱其拍照能力可以"改寫攝影規則"。

在P30系列當中，使用超感光4000萬像素徠卡四攝的P30 Pro格外引人關注。這款手機使用了潛望式長焦鏡頭，焦段可覆蓋16mm-1343mm，能夠實現5倍光學變焦，10倍混合變焦和50倍數碼變焦，被網友戲稱為買手機送望遠鏡。

傳統長焦鏡頭的體積都很驚人，顯然並不適合放在追求輕薄的智能手機身上。三星曾在2014年推出過支持10倍光學變焦的Galaxy K Zoom，但那款手機從機身尺寸上看更像是一部能打電話的相機。

相比之下，潛望式鏡頭顯然是更加適合智能手機的長焦解決方案。通過特殊的稜鏡排列，潛望式鏡頭可以在不增加機身厚度的前提下實現更高倍數的光學變焦。

在本文當中，就讓我們一起來了解這個越來越受手機廠商青睞的潛望式鏡頭設計。

智能手機為何難以實現高倍數光學變焦？

三星Galaxy K Zoom

一般來講，相機和手機變焦主要分為數碼變焦和光學變焦。前者可以被看作是對圖片本身的直接放大，因此變焦倍數越高圖像質量就越低；而光學變焦是通過鏡頭中鏡片的移動來放大和縮小畫面，放大過程中圖像本身的質量不受影響。

對於不用考慮便攜性的單反相機，長焦和超長焦鏡頭的體積和重量十分驚人。但智能手機必須考慮到便攜性，因此無法使用傳統的長焦鏡頭結構，光學變焦能力也較為有限。

在使用傳統鏡頭結構的智能手機當中，擁有最高光學變焦倍數的是華為Mate 20 Pro，但它的變焦倍數也只有3倍而已。

潛望式鏡頭有何特別之處？

OPPO 5倍變焦雙攝像頭結構

相比傳統雙攝手機所使用的鏡頭並排布局，潛望式鏡頭是將長焦鏡頭與廣角鏡頭橫向排列，形成一個垂直布局，通過特殊的光學稜鏡結構讓光線折射進入鏡組，從而實現成像。

潛望式鏡頭所使用的變焦方案是內變焦，它的光學變焦是通過鏡頭內部鏡組的前後移動所實現的，鏡頭本身沒有變化。至於外變焦方案，也就是我們平時常見的伸縮式鏡頭。

由於不再需要大量的縱向空間，潛望式鏡頭可以有效控制手機的整體厚度和攝像頭凸起，並在此基礎上實現高倍數光學變焦。與此同時，基於內變焦的潛望式鏡頭可有效避免進灰問題，不會影響到機身的防塵防水能力。

綜合這兩點，潛望式鏡頭開始越來越受到手機廠商的青睞。

誰在使用潛望式鏡頭？

華碩ZenFone Zoom

其實早在2015年，華碩就推出了首款採用潛望式鏡頭的ZenFone Zoom，可實現3倍光學變焦。但是在當時，這款手機只是一部小眾產品，並未引起多大的波瀾。

真正讓潛望式鏡頭走入大眾視野的是OPPO。在2017年的MWC展上，OPPO展示了他們的潛望式鏡頭技術，可實現5倍無損變焦。而在今年1月份，OPPO又發布了前者的升級版本——10倍混合光學變焦。在4月10日，採用這項變焦技術的首款產品——OPPO Reno也正式發布了。

OPPO 10倍混合光學變焦的潛望式鏡頭結構

Reno的10倍混合光學變焦基於OPPO「接棒式"三攝方案，其中長焦鏡頭採用潛望式結構，等效焦距160mm。加上超廣角鏡頭16mm的等效焦距，這個三攝方案就能夠覆蓋到16mm-160mm的焦段。

Reno將超廣角鏡頭的16mm焦距定義為1倍，因此長焦鏡頭的160mm焦距就相當於10倍變焦。但如果以主攝的27mm焦段視為1倍，那長焦鏡頭的變焦倍數就是6倍。

三枚攝像頭所謂的"接棒式"工作原理，指的是「廣角攝像頭單獨作用」、「廣角與主攝共同作用混合變焦」、「超清主攝單獨作用」、「主攝與長焦鏡頭共同作用」、「長焦單獨作用」五個階段。

具體來講，在1倍到10倍的變焦過程當中，1倍由廣角鏡頭獨自負責、1倍-1.5倍由廣角與主攝共同作用（混合變焦）、1.5倍-5倍主攝獨自負責（基於大底和演算法的無損變焦）、5倍-8倍主攝與長焦鏡頭共同作用（混合變焦）、8倍-10倍長焦鏡頭單獨作用（光學變焦）。

P30 Pro的潛望式鏡頭結構

華為P30 Pro長焦鏡頭中的潛望式結構與OPPO Reno大同小異。它將主攝像頭的27mm焦段定義為1倍，此時超廣角鏡頭的16mm焦距就是0.6倍變焦，長焦鏡頭的125mm焦段就是5倍變焦。

在變焦過程中，P30 Pro 3倍以內變焦由主攝像頭負責（基於大底和演算法的無損變焦），3倍-5倍變焦由主攝和長焦鏡頭協作實現（混合變焦），5倍由長焦鏡頭獨立負責（光學變焦），10倍由三攝共同實現（混合變焦），10倍-50倍則完全屬於數碼變焦。

在OPPO和華為兩家的帶領之下，相信未來會有更多廠商會在自己的產品當中使用潛望式鏡頭。據報道，小米目前就已經開始研發類似的技術，但具體細節尚不明確。

高倍變焦對於手機而言是偽命題嗎？

對於單反相機而言，長焦和超長焦鏡頭在特定場景下的拍攝時是必備的，比如拍攝體育賽事和野生動物。但是智能手機顯然無法勝任這些場景的拍攝，即便它們擁有了高倍數的光學變焦。

但是，長焦存在的意義顯然不只是用來打鳥。如果你熱衷於在旅遊當中記錄自己的所見所聞，就會知道一部支持變焦的相機（或者手機）是多麼實用。

實際上，利用潛望式鏡頭實現高倍光學變焦更重要的意義在於手機廠商解決問題的能力。所謂的50倍變焦或許只是個宣傳噱頭，但能在小小的手機上實現高達10倍的光學變焦，這已經是個相當讓人嘆為觀止的工程成就了。

手機拍照或許永遠無法替代專業單反，即便它們擁有高倍光學變焦。但對於普通用戶而言，擁有哪怕是接近單反的拍攝能力就已經足夠了。

智能手機如今已經擁有了光學防抖、虛化和高倍光學變焦這些原本只有專業數碼相機才具備的功能，而廠商日後在拍照上會帶來哪些創新，這也讓人充滿期待。

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