别再纠结于手机镜头中的光学倍率,手机中其实早已没有纯粹的光学变焦了

EOS游戏 4个月前 (06-14) 动态 160 1

 

前两周三星推出了新机,值得注意的是,与市面上大部分「多镜头变焦」机型采用的相机部分设计相比, Galaxy S20与 Galaxy S20+并没有真正相当于主镜头2倍或是3倍焦距的一枚「远摄光学镜头」。它的三倍混合光学变焦比其他产品更依赖于主镜头与副镜头的合成演算法,因此也被一部分外媒称之为「虚假的光学变焦(Fake Zoom)」。然而,我们不由得想要问,智慧型手机上真的有纯粹的「光学变焦」吗?



   

最早注意到 Galaxy S20与 Galaxy S20+相机部分设计特殊之处的,是海外科技媒体 NotebookCheck 的德国编辑。在三星官网的产品参数页面中,他找到了这样一个不同寻常的细节:



别再纠结于手机镜头中的光学倍率,手机中其实早已没有纯粹的光学变焦了  第1张三星中国还没有上线S20参数页面,截图来自英文官网



其中显示,在 Galaxy S20与 Galaxy S20+两款机型的多镜头参数中,「广角主镜头(Wide-angle Camera)」的视野(FOV, Filed of View),和「望远副镜头(Telephoto Camera)」的视野非常接近。这意味着什么呢?



简单来说,对于任何一个相机镜头来说,视野、画幅和焦距三者之间存在着一个可以直接换算的公式v =2× arctan((L/2)/f),其中v为视野、L为画幅、f为焦距。由于 Galaxy S20与 Galaxy S20+的1200万主镜头和6400万长焦副镜头的 CMOS 尺寸为相同的1/1.7英吋,因此可以得出它们的实际焦距分别为26mm和28mm。



看到这里,相信一部分朋友已经恍然大悟了。没错,虽然三星在产品页面中将1200万主镜头和6400万副镜头分别标注为「广角」和「长焦」镜头,但实际上从两枚镜头的真正焦距来看,它们本质上全都是广角镜头。



这就意味着与市面上大部分「多镜头变焦」机型改采用的相机部分设计相比, Galaxy S20与 Galaxy S20+并不存在真正相当于主镜头2倍或是3倍焦距的一枚「远摄光学镜头」。它的三倍混合光学变焦比其他产品更依赖于主镜头与副镜头的合成演算法,因此也被一部分外媒称之为「虚假的光学变焦(Fake Zoom)」 



智慧型手机上真的有纯粹的「光学变焦」吗?

说实在的,在看到相关的报导,并且确实也找到了官方页面来证明 Galaxy S20与 Galaxy S20+的确有着不同寻常的「变焦」设计后,我们也的确感到了惊讶。不过,我们的惊讶实际上更源自于三星这种特殊设计背后的深意。



因为,它实际上变相「戳穿」了当前多镜头智慧型手机的一个真相,那就是纯粹的、只依赖于镜头结构的「光学变焦」实际上早已式微;而此前被很多人嗤之以鼻的「演算法变焦」,实际上才是当前行业的绝对主流。



哪些手机是真正纯粹的「光学变焦」?典型的例子稍远一点,有索尼爱立信只在日本售卖的疯狂型号 SO905iCS(2007年,511万像素、五轴防手震、索尼相机同款三倍光变潜望式镜头)、三星的「手机+相机」探索型号Galaxy S4 zoom、Galaxy K(均为直接使用相机上的伸缩式光学变焦镜头),以及从造型和功能上来说都最接近现代智慧型手机的初代华硕 Zenfone Zoom(1300万像素手机感应器、配以订制HOYA品牌 10片式潜望镜组,三倍真光学变焦)。



综合以上这些机型,我们不难看出,它们共有的特征就是单镜头+超大尺寸的镜头+因此而非常「厚实」的机身。很显然对于如今的智慧型手机市场来说,除了大尺寸镜头可能还会「吃香」之外,剩下的两点全都是要命的设计,因此也无怪乎这种老老实实的「光学变焦」手机会消失在历史的长河中了。



别再纠结于手机镜头中的光学倍率,手机中其实早已没有纯粹的光学变焦了  第2张



于是乎到了2016年,苹果的 iPhone 7 Plus 第一次在产品线中用上了双镜头,同时也是第一次将「双镜头变焦」的实现方法带给了整个行业。在如今 DXOMARK 的网站上,我们依然可以找到当年他们针对这种双镜头变焦设计的具体分析文章。

LG V60 ThinQ 5G 新机发表,具备双萤幕配件、支援 8K 录影


LG 今天发表新旗舰机 LG V60 ThinQ 5G,主打专为 5G 时代设计,在音效、录影、拍照以及操作体验上全面提升,下个月就会在北美、欧洲、亚洲等数个主要市场上市。 LG 过往的市场策略是在上半年推出 G 系列旗舰,下半年推出 V 系列旗舰,不过这一两年来似乎逐渐打破这个规则,在今年上半年就发表了 LG V60 ThinQ 5G。 LG V60 ThinQ 5G 外型和去年底在台湾推出的 LG G8X ThinQ 颇相似,一样都采用玻璃机身,并提供 Dual Screen 双萤幕配件让使用者组装后就能使用双萤幕操作。 Dual Screen 第二萤幕配件 和先前的 LG G8X ThinQ 一样,LG V60 ThinQ 5G 具备第二萤幕



简单来说,iPhone 7 Plus(以及之后所有的「变焦多镜头」手机)采用的解决方案与其说是「变焦」,不如说其实是「跳焦」,即在相机部分设置多个光学焦距不同的镜头,并透过相机APP的设计,使得使用者在「1倍、2倍」等对应不同镜头的固定倍率之间直接切换,而此时手机便会直接切换当前拍照的镜头,以达到「变焦」的效果。



那么问题就来了,如果使用者需要使用整数倍、或者非软体直接建议的变焦倍率,那怎么办呢?苹果在当时提出的解决方案是,如果光线好,就直接拿主镜头数位变焦;如果光线不好,就用主副镜头融合计算来达到变焦效果;如果光线更差一点,那就直接只用主镜头进行「演算法变焦」。反正只要演算法够好,大部分消费者也看不出1.9倍的数位变焦和2.0倍的「切镜头变焦」之间的区别。




事实上,直到现在,这一点也被很多手机厂商奉为圭臬。比如说在2019年,DXOMARK测试华为P30 Pro时就发现,实际上这款主打「光学变焦」的手机,真正的变焦逻辑是1倍-3倍靠主镜头数位变焦,3倍-5倍之间靠主镜头和「潜望式变焦副镜头」一边光学变焦一边演算法合成,只有5倍变焦时才是只使用了副镜头一颗镜头,而到了5倍以上的倍率之后,则又是副镜头加上「超解析度演算法」了。



这意味着什么呢?简单来说,就是对于当今的智慧型手机而言,纯粹的、只依赖于镜头的光学变焦设计可以说已经是不存在了。而过去被很多人所看不起的「演算法」,实际上在我们的日常使用中正扮演着越来越重要的角色。 



为何三星另辟蹊径?技术和功能上的考量或许都有

从技术的角度上来说,随着现在的智慧型手机性能(特别是AI性能)越来越强大,基于演算法的变焦功能必然是会品质越来越好,甚至是越来越能体现不同手机厂商的技术差异。



但是从市场宣传的角度上来说,无论是三星、华为,还是其他的主流品牌,显然都还不太敢直白的宣称「我拍照好,是因为我演算法特别强」。而这一点,从三星此次在 Galaxy S20与 Galaxy S20+的相机参数中只列出 FOV 视野,而不直接标出焦距的操作中就可见一斑。



那么问题就来了,虽然三星可能的确掌握了更先进的合成变焦演算法,但既然他们自己也知道消费者或许还不能完全接受没有变焦镜头的「混合光变」,那么为什么又要在自家的旗舰型号上使用这一略带冒险性质的设计呢?





其实这里面的逻辑并不复杂,说白了,就是三星试图在拍照和摄像两方面都带来更好的体验,同时还对自家的演算法和ISP硬体足够有自信。



让我们回过头来看 Galaxy S20与 Galaxy S20+的相机配置。从英文官网的规格列表中,我们可以很清楚地看到它的超广角、广角和「长焦」三颗镜头,使用了相当「直接暴力」的三个大底CMOS。其中超广角端的1200万、1.4微米像素意味着它的CMOS尺寸相当于现在的Galaxy S10主镜头,为1/2.6英吋的「前代大底」;而广角(主镜头)端的1200万、1.8微米像素则是全新的1/1.7英吋超大像素双核对焦方案,明显是直接冲著静态拍照的高素质和强夜拍去设计的;至于「长焦」端则是一颗6400万像素、1/1.7英吋的GW1,也就是之前许多国内品牌旗舰机型的主镜头同款感应器。



别再纠结于手机镜头中的光学倍率,手机中其实早已没有纯粹的光学变焦了  第3张



而进一步探究官方资料,你会发现这颗「长焦」镜头不仅要在静态拍照模式中透过和主镜头演算法合成来实现3倍混合变焦效果,还要在影片拍摄模式中担当8K摄像时的「主镜头像镜头」使用,甚至支援一边8K摄像(3200万像素)一边静态拍照(3200万像素)。



如此一来,三星当然就必须要采用非「长焦光学镜头」的副镜头设计了。因为如果真的使用两倍于主镜头焦距的「光学变焦」副镜头的话,就意味着这颗6400万大底副镜头的焦距将达到等效52mm,此时它的摄像视角将会严重受限,8K摄像体验也将大打折扣。很显然,只要三星本身的变焦演算法足够给力,那么取消传统的两倍焦距镜头设计,其实也无异于是一种技术创新的新思路。



不仅如此,考虑到三星本身在整个智慧型手机阵营「既当供应商、又当参赛者」的特殊身份, Galaxy S20与 Galaxy S20+上的这种特殊的变焦相机设计思路,很可能也是一种新方案的展示,甚至是未来行业中进一步「轻光学、重演算法」的预演。如果是这样,那么对于既要轻薄又要性能出色的手机影像来说,其实说不定还会是一件好事。



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