为何10倍变焦比100倍变焦还厉害?行业变焦领域乱

选择手机，你最看重的功能因素有哪些？可能“摄影”是绝大多数消费者都会给出的选项。而近几年，手机的“摄影”功能也成为厂商们发力的焦点之一，甚至外化为大家展示企业技术实力、品牌势能的名片。

最为明显的例子就是，当今国产手机里的翘楚——华为，稳稳地跻身高端系列就是靠着P系列在手机摄影能力上的“大跃进”式提升，一下子与行业对手拉开了差距，在销量和声浪上都成为行业高端旗舰的典型。

每一代P系列发布，都可以认为是华为在手机摄影领域掀起的又一场“年度革命”，因为每一次的P系列新品都会在拍照上带来重大的升级，霸榜DxOMark成为常态，成为当年最强拍照机皇也是稀松平常。正因如此，每次手机发布前后，社交媒体和各个新闻客户端，P系列都是话题满满。

2020年3月26日，华为P40系列发布，毫无疑问地再次创造了历史，除了1/1.28英寸的超感知大底外，华为P40 Pro+带来的10倍超远距光学变焦，刷新了智能手机有史以来的最长焦距数值，也是放大比率最大的长焦镜头，实现了全球第一次在手机上真正的物理10倍光学变焦。

而这项技术突破对于手机摄影来说究竟有多飒？且听我们慢慢道来。

傻傻分不清楚的变焦？

稍微对手机行业有所关注的用户，相信脑海里也塞满了近年来厂商们对手机摄影的各种变焦说法，2018年就有“OPPO Reno 十倍混合光学变焦版”、“vivo X30 Pro 60倍数码变焦”，2020年甚至还有“三星 S20 Ultra 支持100倍数码变焦”。

变焦结构让手机有了更大的取景范围，2X、6X、10X、30X，60X，100X，手机摄影确实越来越牛，但其实这些林林总总动辄就几十上百的变焦倍数里的数字游戏，普通用户往往无法甄别。我们今天就先从数码变焦、混合变焦和光学变焦几个概念入手给大家科普下其中的差别和玄机。

1）数码变焦：算法弥补变焦 对画质损伤明显

数码变焦的实现是通过手机相机模组的处理器，将单个像素面积强行拉大，从而实现放大的目的。它不需要增加摄像头或者机械的模组，所以数码变焦不能实现真正改变焦距，仅仅是对原来的画面进行了场景切割，在软件层面对图像进行代偿，虽然看起来拍摄物被拉近，但在拉焦的过程中会丢掉很多图像的信息，严重损害画质。最直观的就是，我们看到数码变焦放大后拍出的照片很不清晰。

2）光学变焦：真正的无损变焦

而光学变焦和数码变焦正好相反，它不借助任何软件，而是利用物理上的长焦摄像头元件组合，实现真正的光学焦段变长，而摄像头可在人为的放大、缩小操作上实现物理性的变焦，这种方法实现的图片放大不会损害画质的清晰度和分辨率，因为显示内容是通过控制真实场景里的光线来实现。

3）混合变焦：光学变焦和数码变焦的中间产品

混合变焦的提法其实并不久远，简单地讲它其实是结合了光学变焦和数码变焦的中间方案。一旦变焦的距离超出了摄像头的物理变焦焦距（光学变焦范畴）后，就会自动切换为数码变焦模式，最终的效果也是介于纯数码变焦和纯光学变焦之间。前面提到的“OPPO Reno 十倍变焦版”其实是5倍光学变焦，其他的是靠数码变焦。

可以看到，光学变焦倍数才是衡量手机能否真的看得更远更清晰的核心指标。

大家还记得拥有3倍光学变焦的诺基亚N93吧？为什么要将镜头做到转轴上，就因为受限于手机要做到轻薄、便携等特点，无法像相机一样接入“长枪短炮”形态的物理摄像头模组，只有采用这种中庸之举。

所以目前市面上远摄比较强大的手机最多仅支持5倍光变，很多都只是3倍或者2倍光变。还有，即便实现了长焦，还要面临防抖的难题。而华为P40 Pro +在6mm左右厚度的机身里放入了10倍光学变焦的镜片模组，其在内部构件上的设计挑战难度可以想象。

实现手机历史上最长镜头要走的路有多远？

所谓“一寸长一寸强”，华为P40 Pro+是目前全球唯一一款实现了10倍光学变焦的手机。而要把这么长的镜头模组放到纤薄的手机机身里，要走的研发之路很漫长。

在对光学的设计里，华为采用了创新的思路，通过多反射潜望式长焦设计，让光路实现5次反射，相当于把整个镜头组折两折放进手机，光程比上一代潜望式长焦提升178%，这是在前一代P30 Pro的潜望式长焦模组上的大提升。这种巧妙的设计，让长焦和手机本身的物理厚度矛盾迎刃而解，实现更高倍数的光学变焦。而这一步跨越，让手机摄影向前迈进了更广阔的视界。

实现手机内部长焦镜片的摆放问题只是第一步。而多次反射还要尽可能保证光线每次透过镜片的透光率高，因此华为采用了透光率更高的玻璃镜头，这样鬼影和炫光少，光晕柔和。

另一方面，为了保证“曲折光路”对成像质量的影响降到最低，必须保证模组内反射镜组装平面的高精度控制。研究表明，要降低光路的畸变，保证反射质量，反射面的精度必须做到纳米级。

据悉，华为相机团队需要克服的光学规格是头发丝的1/2000(头发丝的直径一般不超过100微米)，这远比本身对精度要求高的芯片变形的10微米级还要精细百倍。

没有任何经验可以借鉴，华为研发团队愣是抓住目标狠撕，分析关键影响因素，研究关键参数工艺，对比测量变化数据，选出最稳定的工艺条件，最终实现最高约30nm的精度。

实现了针尖上的灵动起舞！

此外，在如此复杂的光路设计下，长焦模组的对焦也是一大难点，对对焦马达的要求很高。P40 Pro+长焦模组的对焦马达在带动具有多反射面的反射镜移动的同时，既要做到不能干扰光路，还要保持在不同手机拍摄姿态下，都能高精度稳定移动反射镜。

而设计团队最终采用的滑槽式承载方式完美地解决了前端反射镜负载难题，以及在优异的润滑材料下，马达能够高稳定、高精度地移动反射镜，实现自动对焦。而这套对焦马达系统还获得了专利。

手机摄影王炸组合 奠定行业摄影新壁垒

华为 P40 Pro+全新的 10 倍潜望式摄像头万众瞩目，能让远处景色唾手可得，它是目前智能手机当中，焦距最长、放大比率最大的长焦镜头，最高可以实现100 倍变焦。

同时有着5000万像素的超感知主摄+4000万像素的电影摄像头+3D深感摄像头+3倍光学变焦镜头+10倍超远距光学变焦摄像头的超感知徕卡五摄的它，搭载的那个3 倍中焦相机也非常讨巧，最终使得P40 Pro+ 拥有多个重要焦段的变焦能力，风景、人像、静物等日常高频的摄影场景，统统拿下，“一镜走天涯”，让创作者能够有更高远、阔达的创作空间。

而在摄影圈的鄙视链上，底大一级压死人是不变的真理。华为P40 Pro+ 1/1.28英寸传感器，成为目前（2015年以来）手机圈里的顶级大底，也是这款手机的超级杀器。在5000万有效像素、RYYB滤色阵列（比 RGB 感光元件多 40% 感光能力），SMA OIS光学防抖全像素8核对焦等元素的加持下，华为P40 Pro+再次拉高了和行业的落差。

写在后面：历史已经证明，如今每一次华为旗舰手机的发布，似乎都可以提前几个月宣告行业的未来的技术突破亮点和走势，“对标华为”甚至已经成为当下一些品牌厂商想要跻身高端手机阵列的直接打法，他们尤其在手机摄影上苦苦求索。而华为P40带来的影像升级前所未有，在提前拿下年度摄影旗舰的光环下，其他品牌厂商想要追赶的难度无疑呈现了指数级的增加。

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