手机变焦镜头的原理和作用（手机变焦是什么）

在今天，绝大多数手机都拥有多个摄像头，部分产品还宣称具有50x甚至100x的变焦能力。实际情况到底是怎样的呢？

手机变焦是什么

基本概念

目前在售的号称具有“变焦”能力的手机，全部采用多个定焦镜头接力方案，并不能像相机一样进行平滑连续的光学变焦。

单反/微单相机是1个传感器对应多个镜头，手机上则是1个镜头对应1个传感器。切换视角时，不仅镜头规格有所改变，传感器的尺寸、像素通常也不一样。所以，手机上的多个摄像头，可以称之为广角相机、超广角相机、长焦相机。

* 曾经有少数手机具有真正意义上的变焦镜头，比如华硕ZenFone 3 Zoom、三星Galaxy S4 Zoom。索尼Xperia 1 III/5 III上的长焦镜头可在70mm F2.3和105mm F2.8两种规格上进行切换，但也不是连续变焦。

倍数/焦距

目前在售的所有手机，都将等效焦距在23-35mm的广角镜头作为1x焦距（x = 倍）。然后超广角是是0.5x、0.6x，中长焦则是2x、3x……这样带来两个问题：

① 因为主摄焦距并不相同，所以不同型号手机上的0.5x、3x、5x在视角上并不相同。

② 在宣传和用户理解上容易产生歧义。例如当我说一款手机具有10倍变焦时，可以理解为它有1个相当于主摄焦距10倍的长焦距镜头，也可以理解为从长焦到超广角总共有10倍变焦。

所以，与其关心镜头是几倍几倍，不如看看等效焦距到底是多少。

最后，目前手机上焦距最长的望远镜头等效焦距为240mm，相当于主摄的约10x变焦。20x、30x、50x、100x都是通过数码变焦或类似图像处理方法得到的。

中间焦距

手机上的多个摄像头都是定焦，那么中间焦距是如何实现的呢？

传统方法是数码变焦。例如，一款手机具有0.6x、1x、3x三个相机。选择0.7-0.9x时，手机使用0.6x相机拍摄并进行数码变焦（裁切画面中心后将图片放大）。选择1.1-2.9x时，手机使用1x相机拍摄并进行数码变焦。这就会产生一个结果：2.9x时的画质远不如3.0x。

注意：2.9x画质不如3x的前提是这款手机确实具备3x长焦相机，并且拍摄时确实启用了这个相机 —— 有些手机的拍照界面虽然设计了2x、3x图标，但它其实没有对应的相机；有些时候虽然手机具有长焦相机，但会因为拍摄距离近、环境光线暗等原因切换到广角相机拍摄。如果都是用同一个镜头进行数码变焦，那么2.9x和3x的画质并不会有明显差别。

事实上，新一代手机通常都具备“融合变焦”特性。还是上面的例子，使用2.9x拍摄时，1x相机和3x相机都会工作：3x相机拍摄的画面作为图像中心，1x相机拍摄的画面作为图像边缘。算法到位且不仔细查看拼接位置的话，2.9x和3x的画质就不会有明显差别了。

* 华为P30 Pro是最先采用“融合变焦”技术的手机。下面是用5X相机和1X相机融合输出3X变焦画面的示例图，来自DXOMARK对P30 Pro的评测文章。

"例外"情况

通常认为拍照界面上放置的0.5x、1x、3x、5x代表了一个对应镜头。但在实际情况中：

一些没有长焦相机的手机也会在拍照界面上放置2x、3x等图标。

一些手机宣称的长焦拍摄能力包含有画面裁切（即没有用满长焦相机的传感器）。

一些手机的广角相机虽然是23mm，但拍摄界面上的1x设置为27mm（即没有用满广角相机的传感器）。

一些手机的超广角镜头实际上有近似鱼眼的视角和畸变（只有在选择鱼眼模式时才会用满超广角相机的传感器）。

小结

有些朋友希望尽可能使用“光学变焦”达到最好的画质。但因为有“融合变焦”和“例外情况”，在手机上追求没有数码变焦和图像裁切其实并不容易。

说到底，手机摄影更多还是追求一个快捷、方便、拍到。没必要为这一点的画质差别而把拍摄体验变累了。

（完）

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