手机变焦的三种类型

所谓“变焦”,用最通俗的理解就是使光学设备(相机、望远镜等)能够捕捉更远处的画面,在数码相机领域的变焦通常是依靠光学镜头的物理结构实现的。而在智能手机领域,变焦则可被细分为数码变焦、混合变焦和光学变焦三大技术流派(图1)。
手机变焦的三种类型

数码变焦
打开相机APP,当我们用两指点触屏幕并逐渐向两边移动,就能看到取景画面不断变大(图2),这个过程就是数码变焦。数码变焦的背后原理是将图片内的每个像素面积增大,相当于在后台进行了一次局部剪裁,并对剪裁下来的画面进行放大显示。
因此,数码变焦会因分辨率的降低而出现较为明显的颗粒感,数码变焦的倍数越大,马赛克问题就越严重。为了弥补这一问题,很多手机会在相机APP中引入软件插值算法,尽量弥补细节的缺失。但是,这种软件层面的优化通常只对3X以内的数码变焦有效,变焦倍数再高就没有意义了。
手机变焦的三种类型

光学变焦
理论上,光学变焦是通过镜头内镜片的物理位移来放大或缩小需要拍摄的景物,变焦倍数由镜头、物体和焦点三方的位置而定。但对智能手机而言,所谓的“光学变焦”大都是由一款固定焦距的长焦镜头实现的(以2X长焦镜头最为常见),从1X到2X之间是由主摄进行数码变焦(图3),只有2X模式下才会切换到长焦镜头进行“光学变焦”拍摄,而超过2X的变焦则又会转为数码变焦模式。
手机变焦的三种类型

因此,一款手机要想实现更大的光学变焦拍摄能力,就需要不断优化长焦镜头的内部结构,让它在保持轻薄设计的前提下支持更长的焦段。需要注意的是,很多手机由于长焦镜头并不支持OIS光学防抖,所以在光线不足的情况下进行2X变焦拍摄时,有可能是用主摄的2X数码变焦模式代替,只有光线足够好时才能切换到长焦镜头工作。
混合变焦
混合变焦是智能手机专属的变焦技术,它通常适用于采用超高像素摄像头,或是配备两颗或更多摄像头阵列模组的产品。混合变焦的基本原理是在一颗镜头进行数码变焦的基础上,再由其他镜头拍摄取景,用来补充变焦后所丢失掉的细节,其最终成像的效果介于数码变焦和光学变焦之间。为了便于宣传,混合变焦在业内还有一个别称,即“无损变焦”。
手机变焦的三种类型

比如,魅族16系列的长焦镜头原生支持2X光学变焦,主打3X的混合变焦功能;华为P20 Pro的长焦镜头原生支持3X光学变焦,可实现5X的混合变焦;华为P30 Pro武装原生支持5X光学变焦的长焦镜头,并带来了10倍的混合变焦能力。混合变焦充分利用了长焦镜头+主摄+其他副摄联合成像的优势,只是最终效果如何,还得看DSP和ISP的性能,以及相关厂商对成像算法的优化能力。

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