“摩天轮上的情侣在干嘛都能拍到”，“挂在天上的月亮也能拍得清清楚楚”，“偷拍对面栋的女生宿舍也毫无压力”......2019年里搭载长焦镜头、能够实现超高倍数变焦的智能手机不断增多，尤其是对旗舰手机来说，10倍、20倍变焦简直是小儿科，没有50倍、60倍都不好意思出来见人。 然而根据最新的爆料消息，三星S20系列(很有可能是定位最高的S20 Ultra)手机将会搭载1亿像素传感器(很可能是小米CC9 Pro同款)，而且支持最高100倍的变焦功能。虽然这只是曝光资料，但我们大概已经猜得到在2020年主打拍照的手机会更加强调变焦性能，就如2019年推出的那些拍照旗舰一样。 实际上，在2019年搭载潜望式镜头的手机上市之前，市面上主流的数码变焦规格也只是10倍左右，而且10倍数码变焦后画质也会下降得非常厉害，可用性很差。然而，当华为P30 Pro、OPPO Reno10倍变焦版等手机推出以后，数码变焦倍数被一下子刷新到50倍、60倍，尽管画质本身依然没有太多可期待的地方，但至少功能的实用性要比过往提升了不少。 在2017年，小雷曾写过一篇文章讨论过“为什么手机拍照的效果还是追不上相机”，在当时我们的观点是手机拍照在变焦的能力上远逊于搭载变焦镜头的相机，可用性差得非常多。但如今可以见到，在超高倍数变焦功能的加持下，智能手机在变焦拍摄的玩法上已经要比相机更具可玩性，智能手机的拍照能力进步还是很明显的。 其实无论是50倍变焦也好，60倍变焦也好，三星Galaxy S20 Ultra的100倍变焦也好，其原理都是差不多的。只有当深入了解背后的技术原理和关键信息，才能明白这项技术的真正价值所在。 “望远镜”的诞生历程 需要率先提到的一点是，按照传统摄影定义来理解，智能手机上的变焦基本都是属于数码变焦，和真正意义上的“光学变焦”差得远。因为手机上的“光学变焦”本质上是数个固定焦距的摄像头来回切换，只是在“视觉上”做到视角伸缩的变焦效果。 就算是如此，受限于智能手机本身的体积和光学技术的物理限制，超过5倍之后切换镜头式的“变焦”手法也已经失效，往后更高倍数的变焦就只能使用数码手段来弥补。所谓的“数码手段”，其实就是对现有传感器(一般是主摄)进行画幅裁切，通过截取画面中央的像素在放大到当前大小，以达到变焦的效果。 实际上数码变焦是一项由来已久的“祖传技艺”，当放在以前没有太多存在感还是因为效果非常差劲。早期的手机相机传感器性能羸弱，像素也普遍不高，“满血”状态下拍出来的画面都不太行，裁切之后画质表现就更差了。 而如今的数码变焦能力能够实现如此价值，还是要感谢科技的进步。例如，高像素的传感器上马(旗舰手机基本普及了4000万以上像素的传感器)、防抖技术的普及、AI技术变得更加实用，和潜望式镜头的出现，这么多因素的糅合之下才使得智能手机的超高倍数变焦功能得以实现，并达到“可用”状态。 如果说单纯的像素裁切，那么肯定会让画面出现严重的锯齿感，所以手机厂商基本都会配合补偿算法来增强画质。例如，华为会让手机拍4张Raw格式的照片进行堆栈，然后再裁切，也就是先强化原有照片的画质，再进行下一步动作。 而潜望式镜组带来的高倍数光学变焦能力的价值在于，由于该镜组本身的镜头焦距就要比主摄更长，所以天生能够拍到更远处的景色。这时候针对潜望式镜组拍到的画面进行裁切，最终得到的超高倍数照片画质显然要更好一些。 举个例子，一般智能手机的主摄镜头焦距是28毫米，而潜望式镜组的焦距是80毫米左右，假设该手机设定的“50倍变焦”焦距是1400毫米，那么用80毫米镜头拍出来的画面进行裁切，就不需要裁切那么多的画面。 我们通过观察不难发现，支持超高倍数变焦的智能手机基本都是带潜望式镜组的(如P30 Pro、Reno10倍变焦版、X30 Pro等)，但次一级的型号在没有潜望式镜组的情况下，往往只能支持到20倍变焦左右。 当然市面上也不乏将主传感器进行裁切的方案来获得超高倍数变焦，但以目前手机传感器的面积还是太小，经过超高倍数的裁切后用于成像的传感器区域已经所剩无几，画质表现实在是令人难堪。 综合来说，高倍数变焦是一个系统工程，在工作过程中从SoC到摄像头本身都要参与运作。而智能手机不断打破高倍数变焦能力的天花板也是算力大进步的体现，三星的100倍变焦能力虽然很吓人，但显然这还不是终点。 除了偷拍，超长变焦真的有用? 就目前的光学制作工艺而言，可换镜头相机里没有任何一款产品能够做到超高倍数的变焦，其实对可换镜头相机来说就算是5倍变焦也已经十分少见了。但在功能相机领域，做到50倍变焦其实不算难事，例如尼康的P1000等产品就拥有高达3000毫米的等效焦距，算起来变焦倍数已经超过了125倍。 只不过，尼康P1000的售价也来到了万元左右，而智能手机以数千元的售价就可以做到专业级相机水准的表现，这对部分消费者来说还是很有吸引力的。正因为如此，超高倍数变焦功能成为了各大旗舰手机的最爱，从最开始的华为P30 Pro到最新曝光的三星S20 Ultra，变焦倍数也从50跳到了100。 同时，在厂商的营销攻势之下超高倍数变焦功能似乎也找到了实用意义。例如，vivo手机公开地承认他们推出的X30 Pro会利用AI月亮算法提升拍摄月亮的清晰度，让普通人也能拍出完美的圆月。 放在过去，拍摄月亮这样的操作只属于手握重型器材的专业摄影爱好者，但现在你只需要购买一台4000元级别的智能手机就能做到，这显然是具备一定吸引力的。 再加上各式各样的媒体报道，让智能手机远摄能力被重点突出，一般消费者总是乐于利用手中的设备去窥探那些过去无法触及的“他人秘密”，而搭载超高倍数变焦的智能手机，则满足了他们的心愿。 然而就目前的实际体验来说，超高倍数变焦功能的存在还是象征意义大于实用意义，如果说默认倍数下拍出来的照片纤毛毕现，那么将变焦倍数拉高后拍出来的东西就只剩一个虚影了。 从创作的角度来看，利用超高倍数变焦功能几乎做不了任何的内容创作，其画质不可能达得到摄影师的要求。只不过从记录的角度来看，或许超高倍数变焦确实可以记录下一些不常见的画面，而且功能这个东西，从来都是“我不能不用，但你不能没有”。 这些日子以来，有关影像方面的话题口水战不断，简单来说可以“方向错了”、“有失公允”这几个字来形容。而对于超高倍数变焦这项功能来说，它的出现更多的是展现了智能手机摄影的其他可能性，或许不是每个人都用得上，但在关键时刻这项功能的存在可能会让你的使用体验得到极大满足。 尤其是三星都加入这个战团之后，高倍数变焦这项功能的价值似乎再度得到肯定。可想而知，这将会是又一个被广大手机厂商追捧的全新功能，尤其是超高像素传感器和潜望式镜组等技术顺利商用的情况下，实现50倍甚至更高倍数变焦已经不是难事。 现在悬念就只剩一个，苹果什么时候会跟进这项功能呢?