光學/無損/數碼變焦有啥區別？秒懂 [複製鏈接]

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發表於 2017-7-5 08:07:20 |只看該作者 |倒序瀏覽

後置雙攝這項技術從2015年開始逐漸興起，僅用了一年時間就完成了從頂級旗艦到千元入門各檔產品線的普及。火到什麼程度？2016年的幾乎所有新機發佈會言必稱雙攝就是最好的證明。而伴隨後置雙攝的普及，衍生出來的變焦新概念也風生水起。

這三個詞都帶"變焦"但你可千萬別弄混
即便你對手機圈兒並不那麼熱衷，想必從去年開始，雙攝變焦、無損變焦和光學變焦這幾個概念應該也灌滿了你的耳朵。如果不是細致觀察，這三個都帶“變焦”倆字兒的詞語意涵應該相近吧？錯，它們事實上是三個互不相幹的概念。一旦理解錯誤消費者有可能掉進廠商有意無意設下的陷阱哦。所以今天我的使命就是跟大家仔細掰扯掰扯雙攝變焦、無損變焦和光學變焦。
首先直截了當地給三個概念下個簡要的定義：
雙攝變焦：利用手機後置雙鏡頭的物理焦距不同，實現“廣角”或“長焦”拍攝效果。
無損變焦：利用感光元件的特殊設計，通過單張超高像素或者多張合成裁切實現“長焦”拍攝效果。
光學變焦：利用鏡頭組內的電動馬達，通過鏡片組移動實現無損的長焦拍攝效果。
可以註意到這三個概念裡，隻有光學變焦的長焦兩個字我沒有加引號，原因下文會有介紹。三個概念中，真正與後置雙攝綁定的其實隻有雙攝變焦，那麼首先我們來看看什麼叫雙攝變焦。
雙攝變焦的基礎首先是雙攝，雖然LG在2011年就推出了全球首款後置雙攝手機，然而它真正走進大眾視野還是花了幾年的工夫。從功能上看，後置雙攝從誕生之日起至今大致經過了這樣一個發展路徑：裸眼3D-先拍攝再對焦-彩色+黑白雙攝-雙攝變焦。

LGG5是首款采用雙攝變焦設計的智能機
最開始後置雙攝手機的裸眼3D功能其實並不算成功，不過後來的先拍攝再對焦讓HTC一夜爆紅，再後來華為P9的彩色+黑白雙攝令手機攝影的畫質得到十足的提升。不過到這時候，還沒有哪家廠商想到利用兩個鏡頭的焦距不同可以辦一些事兒，直到LGG5的出現。

iPhone7Plus原始圖像（等效28mm）

iPhone7Plus2倍變焦效果（等效56mm）
LGG5的兩枚鏡頭使用不同焦距（物理焦距標準鏡頭5mm，廣角鏡頭2mm），這樣利用雙鏡頭可以拍攝出超廣角視角的畫面——即便畫面邊緣有明顯的的線條畸變。在它之後發佈的iPhone7Plus是真正把雙攝變焦帶火的產品，當然蘋果的示范效應在裡面起到了很大作用。標準+長焦顯然是一個更受歡迎的組合，原因是它可以在幾乎不損失畫質的情況下將更遠的東西拍得更大，利用的就是一枚等效28mm和一枚等效56mm的雙焦距鏡頭組。
需要註意的是，雙攝變焦的兩枚鏡頭本質上仍然是定焦鏡頭，而非變焦鏡頭，所謂變焦效果是利用兩個鏡頭的物理焦距不同實現的。
再來看無損變焦，雖然現在不少手機都聲稱自己的雙攝產品支持無損變焦，且看起來確實“無損”，但真正的無損變焦概念事實上與鏡頭無關，與鏡頭後面的那塊CMOS關系很大。

諾基亞808數年前就已經使用了超采樣技術
無損變焦的祖師爺非諾基亞808莫屬，1/1.2英寸CMOS+4100萬像素的數據放到現在也沒有任何一款手機能夠超越它。這塊感光元件有效區域含有7728*5368像素，根據所選擇的圖像比例，可以拍攝7728*4354分辨率的16:9圖像或是7152*5368分辨率的4:3圖像。諾基亞808采用了“像素超采樣”技術，能夠將8個像素合並為一個像素，既能保留畫面細節，又能過濾掉圖像的可見噪點，使得拍出來的圖像更能準確地還原原始色彩。

部分手機支持超清拍攝模式
簡單來說，超采樣的做法就是“我像素高，裁掉一部分也比你保留更多細節，但遠處的被攝物體會顯得更大”。後來市面上出現了一些具備“超清拍攝模式”的手機，聲稱也能實現無損變焦，但它們的做法是：通過多幀采樣技術拍攝多張照片，將細節進行采樣加工、局部合成得出超高像素照片從而達到裁切可用的無損效果。
所以，無損變焦跟是不是雙攝手機沒有關系，我前面提到的諾基亞808也不是雙攝手機，但照樣可以實現無損變焦的效果。因此大家不要將無損變焦和雙攝劃上等號。
最後來看看光學變焦吧，這個詞聽起來似乎深奧，其實解釋起來相對容易一些，我們用一張圖來解釋下。
鏡頭通常是由一片或多片光學玻璃組成的透鏡組，一枚鏡頭通常而言會同時配備凸透鏡和凹透鏡。圖片中最上面就是一枚鏡頭在廣角端的成像狀態，可以看到右側的成像范圍是很廣的。這時，如果我們進行變焦操作，鏡頭內的透鏡位置會隨之發生變化。

光學變焦原理圖（圖片來源維基百科）
在進行變焦操作時，L1（凸透鏡）與L2（凹透鏡）會沿著光軸方向移動，這樣焦距也就變長了。焦距變長直接導致視角范圍變小，最下面是鏡頭在長焦端的成像狀態，可以看到右側的成像范圍明顯減小。小范圍內原本在遠處的物體看起來也就顯得更大了。這就是光學變焦的基本原理。
因此，光學變焦才是真正無損的變焦技術，支持光學變焦手機的鏡頭通常是變焦鏡頭而非前面提到的定焦鏡頭。另外，電動馬達可以驅動鏡片組在變焦時前後移動，因此是否擁有電動馬達也可以作為是否支持光學變焦的依據之一。

華碩鷹眼一代的潛望式光學變焦鏡頭模組（圖片來源華碩官網）
需要註意，光學變焦和前面提到的雙攝變焦並不能畫上等號，即便它們都能實現一定倍數下的無損長焦效果。在蘋果官網對iPhone7Plus的介紹和小米官網對小米6的介紹中，兩款其實是定焦鏡頭*2的手機用“光學變焦”做宣傳我認為並不恰當，因為無論是iPhone7Plus還是小米6，它們的鏡頭模組裡都沒有電動馬達，不能驅動鏡片組前後移動，不符合嚴謹的光學變焦定義。

iPhone7Plus官網介紹

小米6官網介紹
現階段，雙攝變焦的畫質無損范圍通常隻有兩倍，一旦超過兩倍，啟動的數碼變焦會讓畫質嚴重下降。另一方面，無損變焦由於本質上隻是高像素圖像的裁切，實用性並不強。隻有鏡頭模組內置電動馬達、可以驅動鏡片組移動且鏡頭本身為變焦鏡頭的這一套組合，才是真正意義上的光學變焦。而且這種真·光學變焦手機的變焦倍數通常可以做到5倍（潛望式鏡頭）或是10倍（伸縮式鏡頭）。
看到這裡大家或許對雙攝變焦、無損變焦和光學變焦這三個術語有清晰一些的認知了。並不是說這三種“變焦”方式孰優孰劣，而是在目睹了不少場新機發佈會，看到不少論壇網友搞不懂它們的區別之下，作為科技數碼從業者，我覺得有必要明確一下它們各自的概念，來讓消費者清楚知道自己的購買需求，避免被廠商的“煙霧彈”砸中。如果能做到這一點，求之不得。