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    03-16 15:51

    为了能让手机更像相机那样拍得更远,从手机具备拍照功能开始,厂商们就已经有了在产品上加入变焦镜头的想法。

    ▲?图片来自:Jordan McQueen/Unsplash

    回顾早期长得像 DV 机的诺基亚 N93、长得像卡片机的 LG L-03c、再到今年出现的 10 倍数变焦,在智能手机过去 10 年的发展历程当中,为了能让手机拍摄体验更接近相机,厂商们曾绞尽脑汁,通过不同的方法去实现这一追求。

    把传统光学变焦结构压缩到手机中、在手机上加入附加??榈纳杓?,通过外置??槭迪止庋П浣?、搭载高像素传感器,在保证基本输出的前提下直接让用户做更大程度的数码变焦、利用潜望式结构,整合出「光学+数码」的混合变焦方案……

    他们希望随手可用的手机也能像卡片机那样有一定的变焦能力,帮助他们拍摄更远的景和物,这也是继「手机拍照发展史」拍得清晰、拍得更广之后的第三个篇章——拍得更远。

    激进的变焦追求,差点让手机变成「可打电话的相机

    6 年前的夏天,三星发布了一款 Galaxy S4 的分支产品 Galaxy S4 Zoom,这台手机的正面和同期的 S4 对比没有任何特别升级的地方。

    ▲三星 Galaxy S4 Zoom 图片来自:Android Central

    但三星将它区分开来的原因,是在于这款手机的背部。因为它是一台能具备 10 倍光学变焦的手机,这是作为同期旗舰的 Galaxy S4 都不具备的功能,而它的造型也因变焦而变得像一台卡片机。

    ▲图片来自:CNET

    正如当年索尼爱立信在 K700 广告中所说的「当手机遇上相机」(Phone Meets Camera),S4 Zoom 的设计就像是手机和卡片机的混血结晶。

    ▲三星 Galaxy S4 Zoom 图片来自:Android Central

    尽管它在本质上仍然是手机,但它的混血造型却无一不展示了它的卡片机之魂,10 倍的光学变焦镜头使得手机厚度达到了 1.5 厘米,外加专有的握把、脚架孔、硕大的快门键,以致于当你真的把它当做手机来用的话,反而会颇有奇妙的感觉。这让 Trusted Reviews 的编辑在评测 S4 Zoom 时评价道。

    镜头使得 S4 Zoom 在使用时会有头重脚轻的问题,而且它的厚度也不便于你把它放在牛仔裤口袋中。

    当然三星 S4 Zoom 并不是世界上第一款用这种设计的手机,它只是这类设计在近十年中的代表者之一而已,往前看,其实三星在 2005 年的 SCH-M339 当中就已经加入了 3 倍光学变焦。

    ▲?我说你可能不信,这是一台 2005 年的手机。 图片来自:sogi 手机王

    在 M339 之后的 SCH-V770 上,他们甚至还通过外接镜头来实现 3 + 4.7 倍光变…… 尽管这些都是 10 年前的产品,但这些想法直到今天都让人觉得激进。

    ▲LG L-03C. 图片来自:Techtickerblog

    如果说三星开启了伸缩镜头手机的篇章,那么 LG 的 L-03C 就是将「手机+相机」的合体做到了极致。

    这款 LG 专为 Docomo 独家生产的产品,用上了相当可爱的卡片机风格设计,虽然只有 3 倍光学变焦,但富有质感的握把、专用的变焦环、快门和专业交互 UI,都让它更像是一台相机而不是手机。

    但实际上,它的真正身份真的是一台手机,只不过长得比较像相机而已。

    正当大家对三星 S4 Zoom 这种放弃便携去提升变焦的做法褒贬不一的时候,Galaxy K Zoom 来了。这次三星在这款基于 Galaxy S5 设计的产品上继续保持 10 倍光变配置,但取消了 S4 Zoom 上的握把、脚架孔,并且还将手机做薄,总算是能够放进贴身的牛仔裤口袋里。

    ▲ 三星 Galaxy K Zoom

    如果不把它的镜头伸出来,还隐约有点 Lumia 1020 的影子。

    不过尽管伸缩镜头变焦的方案在后期得到了很好的优化,但无可避免的厚重机身、鸡肋的续航,仍然这类手机的致命缺点。因此这也造就了这类手机虽然创意十足,但实际销量并不乐观的结局。

    ▲ 三星 Galaxy S4 Zoom 与诺基亚 808. 图片来自:Fonearena

    究其根本,在当时的相机硬件条件下,用户对相机功能的追求其实并不复杂,他们并不会因为一个使用场景少之又少的 10 倍光变而放弃手机本应具备的便携性,既然需要更高质量的出品,何不选择专业相机?

    另外,需要额外驱动的电动单元也削减了手机的续航性能、伸缩结构也加大了设备的维修成本,这些方面都成了之后伸缩镜头手机渐渐消失的主要原因。

    ▲ OPPO?O-Lens1 图片来自:爱活网

    一个比较「特殊」的例子是 OPPO 曾推出过的 O-Lens1,但严格上来说它是一个独立的镜头装置,它能够夹在手机上并提供 10 倍光学变焦,然后通过 WiFi 让手机操作镜头拍摄、回传照片,这样一来避免了伸缩镜头带来的厚度,二来也让相机使用更灵活一些。

    但即便如此,伸缩式镜头最终也没逃过在手机上被淘汰的命运。

    如今厂商宣传的「10 倍变焦」是什么

    我们都知道伸缩式方案是最直接的变焦技术,但历史告诉我们它会让手机变得像相机那么臃肿,不便于日常使用。这导致最后用户即便是有变焦的需求,但也不会选择这种臃肿得像「相机加了通话功能」的手机。

    所以,厂商开始将研发方向转到「潜望式」结构上。

    ▲ 华硕 Zenfone Zoom 通过潜望式结构大量削减了机身的厚度,但仍然有着一片硕大的摄像头区域. 图片来自:Android Central

    早期在手机上尝试潜望式结构的有华硕 Zenfone Zoom,这是一款通过潜望式结构实现 3 倍光学变焦手机。它的出现为日后手机变焦的发展提供一个思路:

    通过潜望式结构,手机增加多倍变焦镜头后也能够控制机身体积。

    但只是短短的 3 倍变焦,还不能满足真正需要用长焦镜头的用户需求。

    在今年的 MWC 2019 上,OPPO 宣布要在今年推出搭载 10 倍变焦镜头的手机,无独有偶,华为也在 P30 的宣传视频上隐约透露着他们也将会用类似的变焦方案。

    ▲ OPPO 在早些年推出的潜望式结构技术,该技术支持最高 5 倍变焦

    和之前的变焦方案相比,OPPO 新推出「10 倍变焦」技术涵盖了更大的焦段范围。新技术借助潜望式结构,将焦段更长的镜头整合到手机上面,再通过「接棒」这种模式来实现等效约 15.9mm-159mm 焦段范围的变焦效果。虽然有些用户会认为这种从超广角镜头焦段算起的计算方式有点特殊,但从实际使用角度来看,这个「15.9mm-159mm」的变焦还是很够用的。

    ▲ OPPO 的后置三摄方案,最下为潜望式长焦摄像头

    和其他多摄手机一样,OPPO 发布的 10 倍变焦方案也是一个三摄组合,里面包含超广角镜头、搭载 4800 万像素传感器的标准广角镜头,还有一个用上潜望式结构的长焦镜头,它通过类似接力棒的形式来实现变焦:

    • 超广角→标准广角:除了两个镜头间的切换,中间的变焦过程都是数码放大变焦
    • 标准广角→长焦:变焦方式跟「超广角→标准广角」的模式一致,不同点在于主摄有高像素传感器,即便放大也能够保证图片质量。另外,无损焦段从变焦 8 倍开始时,就使用 10 倍时的画面进行数码裁切。

    这个方案结合了接棒式混合和潜望结构的优势,在不用大幅度改变手机体积的前提下植入焦段更长的镜头,再用数码放大加镜头切换的方法来实现更大幅度的变焦。虽然只有在镜头切换的时候才是真正的「无损变焦」,但在高像素量传感器以及图像处理算法的优化下,一般都数字放大也能够拍摄观感较好的照片。用来应付手机拍摄对应的场景,其实已经足够了。

    ▲ 三摄潜望式结构解析

    此外,它还能实现更有效的体积控制。从搭载该方案的展示机看到,它的体积上跟一般手机相比并没有太大差别,厚度控制也能够维持在现有水平上。这样的话,对于日常使用、便携性也不会有太大影响。

    当然,这套方案在使用上还是会有点限制。

    例如,改用长焦镜头后,防抖就会变得更加重要。虽然 OPPO 表示会在变焦镜头上加入双 OIS 光学防抖设计,但因为要达到接近 160mm,画面晃动对拍摄的影响会比之前大很多。尤其在暗光环境下,用户如果要做长距离变焦拍摄,就不得不用上三脚架了。

    为了控制镜头体积,长焦镜头上用的传感器也会受限,那意味着长焦镜头不能用跟主摄像头等大的传感器。这样的话,长焦镜头在拍摄画质上还是会有点不足的情况出现。要是碰上弱光环境,小尺寸传感器带来压力就会更大,对图像处理算法的要求也会变高。

    当然,如果真的要将所有光学变焦的效果都实现在手机上, 那唯一的办法就是在手机上做一套完全的光学变焦系统,搭配相机上用的光学防抖结构。不过如果按照这个套路走,手机又会变成一台能打电话的相机,目的也变了。

    既然手机不是一种需要深入探讨画质、拍摄细节的相机,它面对的受众也是不会在拍摄效果上执着的一般用户,同时手机也是一中需要权衡多个功能的设备,那它在变焦这个领域上只需要实现「拍得清晰」、「拍得远」就可以了。

    由此可见的是,「接棒式」变焦能够在拍摄效果和体积控制之间取得平衡,也是目前能兼顾体积和画质的最佳的变焦方案了。

    长焦和广角必定是今年手机相机的发展趋势,但掌握它的厂商不会多

    在上一篇文章《手机拍照在弯道超车,但不要再说秒单反了》的观点中,我们曾讨论过手机在未来不会取代专业相机的地位,而是往一个方面发展,为用户带来更好的拍摄质量。

    那么在如今现有的传感器技术下,手机的拍照功能今年会往什么方向发展?从目前的发展趋势看,长焦和超广角镜头的增加,这两个趋势必不可少。

    如果说 10 倍变焦是为了能让你在课堂最后一排都能清晰拍下老师的 PPT,那么相比于长焦镜头的「拍得远」,超广角镜头便是让你在拍风景的时候拍得更多一些。

    ▲ 主摄像头(左)与超广角镜头(右)

    在超广角镜头问世于手机之前,我们拍风景需要做这么一套操作:

    打开相机,点击「全景」,双手托着手机小心翼翼地从左往右转半圈。

    然后你会发现,刚分享的那条配上优美文字的朋友圈,配图竟然是跟带鱼屏一样的长条形,文案甚至还要比全景图片还要宽。

    虽然超广角镜头并不是被用作取代全景拍摄,毕竟焦距也就只有等效 16mm 左右(角度约 100~130°),并不是全景拍摄的 180°,它们目前还不成立取代性质,但是它能在一定程度上帮你减少拍摄广阔场景的繁琐操作。

    ▲ 超广角相机下的旧金山市区(拍摄设备华为 Mate 20 Pro)

    比方说,今晚广州夜景超美,但普通相机只拍出了局部,后退几部又不太方便,显然这时超广角相机就能被派上用场。

    在拍摄以后,配合每个厂商自有的 AI 算法优化,这时用户就能很方便得出一张优秀的夜景照,尽管在某些细节上它可能对比专业相机出品稍有瑕疵,但已经足以成为朋友圈最靓的风景图了。

    所以在接下来的时间里,超广角、广角、长焦这三枚镜头将会成为旗舰手机的标准配置,从而覆盖等效(约)16mm 到 160mm 的焦段?;谎灾?,基本上拍人、物、风景,手机都能帮我们全部搞定。

    ▲ 超广角镜头下的乌镇景色(拍摄设备三星 Galaxy S10)

    其余诸如拍摄像素提升、相机功能玩法、AI 算法优化……这些虽然都是厂商热衷于升级的地方,但它们都不会给手机带来太多本质上的改变和销量上的变化。

    比方说目前的 4800 万像素拍摄,它只是一个新增的项目,在处理和存储性能的限制下,用户也不会为了拍一张照片而多花少则 1 秒的等待时间,所以厂商也很「识趣」地默认为 1200 万像素输出。因此在市场求变的现状下,硬件上的升级显然要比数值上的愉悦要更具吸引力一点。

    不过单纯叠加传感器的数量也不是厂商促销的万金油,一方面新硬件需要考验手机厂商对供应链的把控是否成熟,保证稳定的供货量。

    另一方面,是在新技术饱和的环境下,「如何通过新镜头拍出更好的照片」,也将会成为有待厂商解决的优化问题之一。

    比如三星就在 S10 加入了「广角防畸变」,通过算法减轻超广角镜头成片的边缘畸变情况;华为也而通过算法调整,减少 Mate 20 在超广角时的畸变现象;小米则是在用 4800 万像素减缓高倍变焦所造成的画质损耗,同时也加入了超广角防畸变机制。

    不过,尽管这些厂商都尝试用算法去优化新功能的缺陷,但他们仍然会在某些特殊环境下失效,如超广角畸变或 AI 识别错误,因此这不免需要厂商持续对算法进行升级优化。

    ▲ Galaxy S10 的 AI 辅助拍摄功能,能帮用户根据场景找到合适的拍摄角度

    因此我的结论是,手机相机功能在今年内取得突破性进步是必然的事,但这种趋势仅限于对供应链和技术把控成熟的几家头部企业产品中。

    再放大到体验层面看,除了硬件基础以外,软件优化是手机厂商的第二步,毕竟硬件只是实现目标的基础,提升拍摄质量还需要软件算法上的优化,拥有相关技术积累的厂商,在往后的发展中更具优势。

    因此在硬件和软件的加持下,头部厂商的相机功能在今年将会取得显著进步,虽然和专业相机相比它们仍有段距离,但距离实现「一机走天下」这个小目标,我看应该是不远了。

    本文作者:陈文俊 / 梁梦麟

    题图来源:CNET

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