为什么“10倍变焦”比“100倍变焦”更强大

为什么“10倍变焦”比“100倍变焦”更强大？行业缩放领域的混乱会因此而改变吗？

选择手机时，你最看重哪些功能因素？也许“摄影”是大多数消费者的选择。近年来，手机的“摄影”功能也成为厂商努力的焦点之一，甚至被外化为展示企业技术实力和品牌潜力的名片。

最明显的例子就是，如今国内手机领域的领军企业华为，凭借着P系列手机拍摄能力的“大跃进”式提升，已经稳稳地进入高端系列，这一下子拉开了与行业竞争对手的差距，在销量和声音上成为行业高端旗舰的典范。

每一代P系列的发布都可以被视为华为在手机摄影领域的又一次“年度革命”，因为每一个新的P系列产品都会带来摄影的重大升级。对DxOMark来说，成为年度最强摄影师并成为常态并不罕见。正因为如此，在每次手机发布、社交媒体和各种新闻客户发布前后，P系列都充满了话题。

2020年3月26日，华为P40系列发布，无疑又创造了历史。除了1/1.28英寸的超感外底，华为P40 Pro还带来了10倍的超距光学变焦，刷新了智能手机历史上最长的焦距和最大倍率的最长变焦镜头，实现了世界上第一个真正的手机10倍光学变焦。

这项技术突破对手机摄影意味着什么？慢慢听我们说。

傻傻分不清楚的变焦？

对手机行业稍加关注的用户可能会对近年来来自制造商的各种缩放意见充满兴趣。2018年，将会有“OPPO Reno 10x倍混合光学变焦版”、“活体X30 Pro 60数字变焦”，甚至“三星S20超支持100倍数字变焦”。

变焦结构给手机提供了更宽的观看范围，2X、6X、10X、30X、60X、100X。手机摄影确实越来越好了。然而，事实上，有如此之多的数字游戏，其缩放倍数高达数十倍，普通用户往往无法识别。今天，我们将从数字变焦、混合变焦和光学变焦的概念开始，来解释它们之间的区别和神秘。

1)数字变焦:该算法弥补了变焦对图像质量的明显损害。

数字变焦的实现是通过手机摄像头模块的处理器强制放大单个像素的面积，从而实现放大的目的。它不需要添加摄像头或机械模块，所以数码变焦不能真正改变焦距。它只是剪切原始图像，并在软件级别对图像进行补偿。虽然看起来镜头拉近了，但在变焦过程中会丢失大量图像信息，严重损害图像质量。最直观的是，我们可以看到数码变焦放大后拍摄的照片不是很清晰。

2)光学变焦:真正的无损变焦

另一方面，光学变焦和数字变焦正好相反。它不使用任何软件，而是使用物理远摄相机元件的组合来实现真正的光学焦距加长，并且相机可以在人工放大和缩小操作中实现物理变焦。通过这种方法实现的图像放大不会损害图像质量的清晰度和分辨率，因为显示内容是通过控制真实场景中的光来实现的。

3)混合变焦:光学变焦和数字变焦的中间产品

混合变焦的概念是不久前。简单地说，它实际上是一个结合了光学变焦和数字变焦的中间方案。一旦变焦距离超过相机的物理变焦焦距(光学变焦类别)，它将自动切换到数字变焦模式，最终效果也在纯数字变焦和纯光学变焦之间。前面提到的“OPPO Reno 10x变焦版”实际上是5倍光学变焦，而其他的依靠数字变焦。

可以看出，光学变焦因子是衡量手机能否真正看得更远、更清晰的核心指标。

你还记得带3倍光学变焦的诺基亚N93吗？你为什么要把镜头放在转轴上，只是因为手机必须是轻的、轻的和便携的，它不能像相机一样以“长枪和短枪”的形式连接到物理相机模块，而只能采用这种中间方式。

因此，目前市场上最强大的长焦手机只支持5倍的光线变化，而许多手机只支持3倍或2倍的光线变化。此外，即使实现了远摄，它仍然面临着防抖的问题。然而，华为P40专业版已经在一个6毫米厚的机身上安装了一个10倍光学变焦的镜头模块，其内部组件的设计挑战是不可想象的。

实现手机历史上最长镜头要走的路有多远？

所谓的“一英寸长一英寸强”，华为P40专业是目前世界上唯一一款实现10倍光学变焦的手机。然而，要把如此长的镜头模块放入一个薄的手机机身，还有很长的研发路要走。

在光学设计方面，华为采用了创新的理念。通过多反射远摄远摄设计，光路可以实现五次反射，相当于将整个镜头组折叠成一部手机。光程比上一代远摄远摄高178%，这是对上一代P30专业远摄模块的一大改进。这种巧妙的设计可以解决手机本身的远摄和物理厚度之间的矛盾，实现更高倍数的光学变焦。然而，这一步将手机摄影推向了一个更广阔的视野。

这只是实现手机长焦镜头放置的第一步。然而，每次光线通过透镜时，多次反射应确保尽可能高的透光率。因此，华为采用了透光率更高的玻璃透镜，重影和眩光更少，光晕更柔和。

另一方面，为了确保“曲折光路”对成像质量的影响最小化，有必要确保模块中反射器装配平面的高精度控制。研究表明，为了减少光路的畸变，保证反射质量，反射面的精度必须达到纳米级。

据报道，华为摄像团队要克服的光学规格是1/2000的发丝(发丝的直径一般不超过100微米)，这比芯片本身10微米级的变形要精确得多，后者要求高精度。

在没有任何经验可借鉴的情况下，华为的研发团队专注于把握目标，分析关键影响因素，研究关键参数和流程，比较测量的变化数据，选择最稳定的工艺条件，最终达到30纳米左右的精度。

实现了针尖上敏捷的舞蹈！

此外，在如此复杂的光路设计下，远摄模块的聚焦也是一大难点，需要高聚焦电机。P40 Pro远摄模块的调焦电机不仅可以驱动具有多个反射面的反射镜移动，还可以在手机不同拍摄姿态下高精度、稳定地移动反射镜。

然而，设计团队最终采用的滑槽加载方式很好地解决了前端反射镜的加载问题，在优良的润滑材料下，电机可以高稳定性、高精度地移动反射镜，实现自动对焦。聚焦电机系统也获得了专利。

手机摄影王炸组合 奠定行业摄影新壁垒

华为P40专业版的新10倍远摄相机吸引了大量的注意力，并能轻松拍摄远处的风景。这是目前智能手机中最长的焦距和最大的放大倍数，最大变焦为100倍。

与此同时，它拥有一个5000万像素的超感4000万像素的电影摄像机，一个3D深度感摄像机，一个3倍光学变焦镜头，一个10倍超远距离光学变焦摄像机，一个超感徕卡5倍摄像机，以及一个3倍中焦距摄像机，这也是非常聪明的，最终使P40专业能够有变焦能力的许多重要的焦点部分，并采取所有日常高频摄影场景，如风景，肖像，静物等。“一面镜子通向世界的尽头”，让创作者拥有更高、更广的创作空间。

然而，在摄影圈里一连串的鄙视中，一个不变的事实是，相机的底层会杀人。华为P40专业1/1.28英寸传感器(自2015年以来)已成为手机领域的顶尖玩家，也是这款手机的超级杀手。借助5000万有效像素、RYYB滤色器阵列(比RGB感光元件灵敏40%)、OIS SMA光学防抖全像素8芯调焦等元件，华为P40 Pro再次推高了与行业的差距。

写在后面:历史已经证明，今天华为旗舰手机的每一次发布，似乎都提前几个月宣布了行业未来技术突破的亮点和趋势。“标杆华为”甚至成为一些品牌制造商加入高端手机阵列的直接方法，尤其是在手机摄影领域。华为P40带来的形象升级是前所未有的。在提前赢得年度摄影旗舰的光环下，其他品牌制造商追赶上来的难度无疑呈指数级增长。

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