手机长焦原理(手机长焦是什么)
2019年，随着华为P30Pro和OPPOReno10倍变焦版的推出，潜望式长焦镜头带来的全新拍摄视角彻底改变了消费者对手机摄影的印象。从这时起，越来越多的手机开始放弃轻薄的特点，改用潜望式长焦镜头，以满足当时消费者的需求。
图片来源华为官网
公开数据显示，2019年全球搭载潜望式长焦镜头的智能手机出货量约为1500万台，2020年约为8300万台，迎来增长高峰，增长率高达400%。无论从哪个角度来看，潜望式长焦镜头都将是未来手机的主流配置之一。
但众所周知，这两年潜望式长焦镜头的受欢迎程度显然已经不如以前那么火爆了。尤其是到了2022年，大部分旗舰手机都不约而同地放弃了曾经作为重要卖点之一的长焦镜头，取而代之的是更多注重实用性的镜头。
图片来源一加官网
难道潜望式长焦镜头流行了两年，就已经要被市场抛弃了吗？还是如今的手机厂商已经拿出了更好的兼顾实用性的解决方案？
怎么大家都不“爱”高倍率长焦了？
潜望式长焦镜头当然可以带来更长的焦距，让用户捕捉到更远的风景。如果说画质决定了画质的上限，那么焦距则决定了画质的下限。不过潜望式长焦的缺点也很明显。首先是体积和重量的问题。它将进一步挤压手机本已非常宝贵的空间，导致手机厂商不得不对其进行阉割，以达到手机重量的平衡。除去其他配置，最常见的就是减少电池容量。
其次，潜望式长焦镜头的模组成本也非常高，光路结构也相当复杂。想要它发挥出全部实力，就必须依靠专业的算法，所以它的调节难度比普通传感器要高很多。此前，有手机厂商曾公开表示，潜望式长焦镜头的成本非常高，再加上光学防抖，价格甚至比很多外底主摄还要贵。这也是困扰手机厂商的一个难题。他们不仅要满足消费者的需求，还要保证手机的价格在消费者可以接受的范围内。很难找到一个平衡点。
图片来源小米官网
最后，潜望式长焦镜头虽然只发展了两三年，但无论是尺寸还是画质都已经几乎达到顶峰，很难实现重大突破。随着手机主摄像头的尺寸越来越大，进一步挤压了潜望式长焦镜头的空间，潜望式长焦镜头的像素可能一直在增加，从最初的800万到1300万，再后来，是5000万，甚至是6400万，但起决定性作用的传感器尺寸并没有改变。这对于长焦镜头画质的提升有着很大的限制，尤其是在夜间光线条件较差的情况下，长焦镜头的性能与主摄的差距会进一步拉大。
毕竟手机的成像原理和相机是一样的，但是手机受限于机身尺寸，相机不能做得太厚。因此，与相机相比，手机除非不考虑厚度，否则必须发展长焦。显然这是不可能的。消费者无论你多么喜欢拍照，多么喜欢长焦镜头，你都永远无法接受又厚又重的瓷砖机。
由于种种原因，配备潜望式长焦镜头的手机越来越少。这样的镜头成本高，占用空间大，而且不太实用。但直接放弃长焦镜头是不现实的。随着消费者对手机影像的需求越来越强烈，长焦镜头需要另谋出路。幸运的是，一些手机厂商已经找到了解决方案。
融合算法才是未来？
不知道大家有没有发现，除了小米和三星之外，几乎所有的影像旗舰都走了另一个方向：用高品质的硬件配合融合算法，让纸面上的参数变得没有参考价值。最典型的是华为P50Pro/Mate50Pro、vivoX90Pro+和小米13的新方案。虽然三者都配备了更高质量的长焦传感器，但它们都无一例外地将推荐变焦倍数设置为3.5倍。而且不是常见的5次。
雷科技绘图
也就是说，不少厂商已经开始通过更强的AI算法、更先进的ISP处理器、高质量的传感器和算法，降低手机的长焦效果，实现无损变焦效果。简单来说，由于内部结构空间的限制，注定了智能手机在硬件方面无法像专业相机那样发挥自如，因此计算融合摄影成为了最有前途的方向。
有趣的是，这些手机的3.5倍焦距并不是我们传统认为的超过这个倍数、画质严重下降的数码变焦。毕竟在大多数人的认知中，像这样的5倍IMX586或者三星的10倍A更长的焦段会带来更好的性能。不过根据实际测量，vivoX90Pro+上的长焦镜头可以实现3.5倍到10倍之间的无损变焦。这个表现比小米12SUltra的表现还要恐怖，也算是主力级别的传感器了。
雷科技拍摄（放大倍数更高，画质更清晰）
雷科技摄
这里简单回答一下大家好奇的问题，为什么焦距被限制在90mm（即3.5倍变焦）。例如，由于镜头限制，许多旗舰成像手机过去只有三个焦段：0.6X、1X和5X才能获得最佳图像质量。其他时候，无论是1.2X还是4.9X，他们都依赖数码变焦和镜头裁剪。这证明了手机摄影中“焦距越长，成像质量越差”的结论。
雷科技绘图
vivo、华为等厂商的操作是为了解决1X到5X的画质差距，让手机在变焦到3.5x时可以直接调用长焦镜头。毕竟大多数消费者都是使用两根手指进行放大的方法或者直接拖动缩放条。只有少数消费者知道如何点击三颗镜头对应的焦距选项来获得最佳的成像质量。
当然，有读者会怀疑，你的算法优化得再好，成像质量也肯定不如光学定焦（手机上的光学变焦其实应该叫光学定焦，毕竟，大多数情况都是根据镜头）剪裁）。确实如此，但高倍长焦意味着潜望式长焦镜头的模组长度会变得更长、更大，进一步占用手机内部空间。如果有读者看过近几年影像旗舰的拆解，在视频/图片中，应该会发现潜望式长焦镜头所占用的空间几乎已经追上了/超过了主摄所占用的空间。这其实与研发潜望式镜头的初衷背道而驰。毕竟潜望式长焦镜头设计的初衷就是为了减少一颗高品质长焦镜头在手机内部所占用的空间。
图片来源B站Up主@微电脑点
当然，这并不意味着手机的长焦镜头已经达到顶峰。除了潜望式长焦设计之外，很多手机厂商其实也做了其他尝试：伸缩镜头、直立镜头等，小米OPPO等厂商也推出了相关概念机。但由于目前的技术和成本原因，我们在短时间内还很难看到搭载此类技术的产品。
总体来说，手机厂商砍掉潜望式长焦镜头是板上钉钉的事情。与其让长焦镜头占据越来越多的空间，不如用全像素融合算法带来手机长焦镜头的发展。来到一个新的解决方向。不过，如何让消费者接受手机长焦倍数“倒退”的事实，还要看各个厂商如何宣传，如何让消费者体验到它的优势。
手机的影像发展还得靠“计算”
在之前的文章中已经多次提到，由于手机的空间问题，传感器尺寸无法做得越来越大。现在已经基本触及天花板了。然而，这与消费者日益增长的拍照需求成了矛盾。手机上的空间有限，但手机拥有相对强大的计算能力，所以在更先进的传感器出现之前，“计算出来”的照片会更容易满足消费者的需求。
事实上，随着手机芯片ISP计算能力和算法的提升，计算成像已成为近年来手机成像新的发展方向之一。比如手机上常见的夜景拍摄、延时曝光、星空模式等，都是依赖算法的。实现。自从手机进入计算摄影阶段后，手机成像的发展不再纯粹由硬件支撑，更重要的是来自于算法强大而精准的计算能力。硬件决定成像的上限，而软件决定成像的下限。只有两者共同作用，才能达到更好的成像效果。
雷科技摄
也许在一些读者眼中，计算摄影代表着不现实，认为再这样下去手机永远无法超越相机。事实上，智能手机的图像定位与相机的图像定位完全不同。计算摄影让普通人无需掌握专业摄影知识就可以做到。它可以拍出及格线以上的照片，后者给了专业摄影师或摄影爱好者足够的自由发挥空间。未来，手机成像一定会发展得更加贴近用户的日常生活，让普罗大众也能跨入摄影的门槛。我想这就是手机影像的初衷，真正普及它。
当计算摄影成为智能手机的“新赛道”时，就表明不同厂商之间的短兵相接还没有结束，战斗仍是一种常态。我们只需要拭目以待。