北京時(shí)間4月8日晚19：30，華為P40系列國(guó)行版發(fā)售，華為P系列在影像方面的探索一直走在前列。這一次華為P40系列為我們帶來(lái)的驚喜不僅是這枚5000萬(wàn)像素的1/1.28英寸超大RYYB主攝（單像素面積1.2um，四合一等效2.4um），這次華為P40系列帶來(lái)的驚喜還體現(xiàn)在長(zhǎng)焦鏡頭上：

華為P40 Pro上搭載世界首款RYYB陣列長(zhǎng)焦鏡頭，可以實(shí)現(xiàn)最高5倍光學(xué)變焦，10倍混合變焦和最高50倍的數(shù)碼變焦；而華為P40 Pro+上則是更夸張地首發(fā)全球首款支持10倍光學(xué)變焦的潛望式鏡頭。

P40 Pro+的長(zhǎng)焦鏡頭

通過(guò)華為官方放出的宣傳材料我們能夠了解的是華為P40 Pro+在傳統(tǒng)潛望式鏡頭橫置長(zhǎng)焦鏡頭模組和感光器件基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步采用全新的多反射潛望式光路折疊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5次反射光路，進(jìn)而提升了潛望式長(zhǎng)焦焦距，這樣精妙的設(shè)計(jì)既可以實(shí)現(xiàn)更為強(qiáng)悍的變焦效果，也能進(jìn)一步平衡長(zhǎng)焦鏡頭占用的體積。

接著華為P40系列國(guó)行發(fā)布會(huì)，我們正好和大家講一講關(guān)于手機(jī)長(zhǎng)焦的那些事兒。如果要講清楚手機(jī)變焦鏡頭的發(fā)展，我們就先要理解手機(jī)長(zhǎng)焦鏡頭中的“光學(xué)變焦”“數(shù)碼變焦”和“混合變焦”是什么意思。

手機(jī)長(zhǎng)焦鏡頭中的各類變焦是什么鬼？

現(xiàn)在手機(jī)長(zhǎng)焦鏡頭中的各類變焦分為“光學(xué)變焦”“混合變焦”和“數(shù)碼變焦”三種模式。我們以華為P40 Pro的長(zhǎng)焦鏡頭為例：支持5倍光學(xué)變焦，10倍混合變焦和最高50倍的數(shù)碼變焦。那么這三種變焦都是什么意思呢？

光學(xué)變焦

光學(xué)變焦的定義是依靠光學(xué)鏡頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的變焦效果。也就是在實(shí)際的變焦過(guò)程中，相機(jī)鏡頭內(nèi)的鏡片通過(guò)位移的方式放大或縮小需要拍攝的景物，而實(shí)際的變焦倍數(shù)需要鏡頭、物體與焦點(diǎn)三方位置確定?？梢哉f(shuō)光學(xué)變焦是畫質(zhì)無(wú)損失的變焦過(guò)程。但智能手機(jī)中，如果要嚴(yán)格依照光學(xué)變焦實(shí)現(xiàn)變焦，那么智能手機(jī)的很大一部分體積都將會(huì)是鏡頭模組。

嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦需要占用很大體積，圖為支持3倍光變的天語(yǔ)C700

絕大多數(shù)的手機(jī)鏡頭并不是通過(guò)移動(dòng)鏡片實(shí)現(xiàn)變焦的目的，而是通過(guò)定焦鏡頭通過(guò)數(shù)碼裁切實(shí)現(xiàn)的變焦效果。智能手機(jī)目前采用的長(zhǎng)焦鏡頭普遍是固定焦距的長(zhǎng)焦鏡頭，從1倍默認(rèn)到2倍變焦均是主攝進(jìn)行的數(shù)碼變焦過(guò)程，而2倍以上的變焦會(huì)切換到長(zhǎng)焦鏡頭并以定焦長(zhǎng)焦鏡頭以數(shù)碼變焦的模式拍攝。

數(shù)碼變焦

數(shù)碼變焦的定義是通過(guò)軟件將相機(jī)獲取的圖片中的每個(gè)像素面積增大實(shí)現(xiàn)放大變焦的效果。如果我們打開(kāi)相機(jī)App，通過(guò)手指不斷放大相機(jī)取景框中的畫面，這個(gè)過(guò)程就是數(shù)碼變焦在手機(jī)中的應(yīng)用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)碼變焦相當(dāng)于對(duì)圖像進(jìn)行了裁剪。

原圖（左）、10倍光變（中）和10倍數(shù)碼變焦（右）

與光學(xué)變焦不同的是，數(shù)碼變焦的效果并不是無(wú)損效果，在數(shù)碼變焦的過(guò)程中，圖片的細(xì)節(jié)會(huì)因?yàn)椴们姓掌南袼夭蛔愣斐蓤D片模糊。從技術(shù)原理來(lái)說(shuō)，光學(xué)變焦是優(yōu)于數(shù)碼變焦的，但手機(jī)的特性決定了手機(jī)不可能搭載體積碩大的光學(xué)變焦鏡頭，因此手機(jī)上的數(shù)碼變焦應(yīng)用要多于光學(xué)變焦。

混合變焦

混合變焦是專屬手機(jī)的變焦技術(shù)，混合變焦技術(shù)的基本原理是在一枚鏡頭進(jìn)行數(shù)碼變焦的基礎(chǔ)上再通過(guò)其他鏡頭的拍攝取景用來(lái)補(bǔ)充變焦后丟失的細(xì)節(jié)，混合變焦的具體成像效果介于光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦之間。同時(shí)為了便于用戶更容易理解，混合變焦在一些場(chǎng)合下也會(huì)被稱為“無(wú)損變焦”。

5倍數(shù)碼變焦（圖左）和5倍混合變焦（圖右）成像對(duì)比

智能手機(jī)上的三種變焦方式，光學(xué)變焦成像最好，混合變焦次之，數(shù)碼變焦效果相對(duì)差些。而目前智能手機(jī)上的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭是目前能夠大規(guī)模量產(chǎn)的最佳方案。手機(jī)搭載攝像頭以來(lái)，手機(jī)對(duì)于變焦的探索就沒(méi)止步，下面我們盤點(diǎn)一些具有代表性的支持變焦的手機(jī)。

支持變焦的代表性手機(jī)盤點(diǎn)

2004年5月：手機(jī)變焦的開(kāi)始

夏普V602SH

2004年5月，沃達(dá)豐在日本東京發(fā)布夏普V602SH、東芝V601T、三菱V401D和三洋V401SA四款智能手機(jī)，而這四款手機(jī)均支持光學(xué)變焦的手機(jī)。其中最有代表性的是夏普V602SH，這款手機(jī)在當(dāng)時(shí)搭載了2倍光學(xué)變焦的200萬(wàn)鏡頭，可以拍攝最大分辨率為1600 x 1200像素的照片。而夏普也在后續(xù)推出了升級(jí)版的夏普V903SH。此后手機(jī)開(kāi)啟了對(duì)于變焦的探索之旅。

2013年6月：第一款支持10倍光學(xué)的安卓手機(jī)

三星GALAXY S4 Zoom

此前的Altek Leo A14在安卓系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了3倍光學(xué)變焦和最高5倍的數(shù)碼變焦。但前者顯然不如三星Galaxy S4 Zoom更具有代表性。這款手機(jī)在手機(jī)變焦中首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)于10倍光學(xué)變焦的支持，在拍攝硬件上光學(xué)防抖、氙氣燈一應(yīng)俱全。時(shí)至今日，三星Galaxy S4 Zoom的變焦理念還是具有參考價(jià)值的。

2019年：潛望式長(zhǎng)焦鏡頭在手機(jī)上大規(guī)模商用

長(zhǎng)焦鏡頭內(nèi)部構(gòu)造

2019年，各大手機(jī)廠商在手機(jī)上紛紛內(nèi)置了潛望式長(zhǎng)焦鏡頭，這類長(zhǎng)焦鏡頭實(shí)現(xiàn)的原理為長(zhǎng)焦定焦鏡頭，相比三星Galaxy S4 Zoom，現(xiàn)在手機(jī)內(nèi)置的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭無(wú)法通過(guò)鏡頭模組的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變焦，而潛望式定焦長(zhǎng)焦鏡頭的優(yōu)勢(shì)在平衡占用體積與手機(jī)實(shí)際變焦的體驗(yàn)，可以說(shuō)目前的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭是經(jīng)歷史考驗(yàn)的產(chǎn)物。

而在2020年，主流手機(jī)廠商旗艦均搭載潛望式長(zhǎng)焦定焦鏡頭，隨著潛望式長(zhǎng)焦鏡頭的鋪貨，長(zhǎng)焦鏡頭的成本也會(huì)下調(diào)，用不了多久，潛望式長(zhǎng)焦鏡頭也會(huì)下放至中端機(jī)甚至低端機(jī)，可以說(shuō)潛望式長(zhǎng)焦鏡頭開(kāi)啟了長(zhǎng)焦鏡頭的普及時(shí)代。

總結(jié)

從手機(jī)變焦的歷史中不難發(fā)現(xiàn)，手機(jī)在變焦的探索過(guò)程中嘗試通過(guò)不同的變焦技術(shù)路徑嘗試了手機(jī)變焦的諸多可能性，變焦表現(xiàn)最好的光學(xué)變焦目前受制于技術(shù)和成本的原因無(wú)法大規(guī)模商用手機(jī)上，目前商用的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭可以說(shuō)兼具了成本、體積占用和實(shí)際變焦體驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)事求是的說(shuō)，目前大規(guī)模商用的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭仍是一種技術(shù)上的折中方案，但人們對(duì)于長(zhǎng)焦技術(shù)的探索不會(huì)止步，我們也相信未來(lái)會(huì)有手機(jī)長(zhǎng)焦鏡頭中會(huì)有精妙的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更為優(yōu)質(zhì)的變焦效果。