iPhone 12 系列還未面世之前，人們對(duì)它的期待之一，便是長(zhǎng)焦拍攝能有明顯進(jìn)步。我們常常能看到類似下圖的渲染圖，四顆攝像頭里有一顆應(yīng)該是超長(zhǎng)焦鏡頭。

不過(guò)蘋果還是堅(jiān)持了自己的想法，將第四顆攝像頭的位置，讓給了 LiDAR 激光雷達(dá)。讓長(zhǎng)焦愛(ài)好者唯一欣慰的是，iPhone 12 Pro Max 的長(zhǎng)焦鏡頭，由 52mm 改為 65mm，這意味著可以拍得更遠(yuǎn)，透視感更強(qiáng)。

在 Android 手機(jī)動(dòng)輒 5 倍、10 倍光學(xué)變焦的今天，iPhone 最高僅支持 2.5 倍（從主攝廣角算起）的光學(xué)變焦，似乎有些跟不上“潮流”了。

于是 iPhone 12 系列發(fā)布后，網(wǎng)上有不少吐槽的聲音，或明或暗地挖苦蘋果在超長(zhǎng)焦鏡頭上的缺位。

然而近日，DigiTimes 援引韓國(guó)業(yè)界相關(guān)人士的透露稱，蘋果為強(qiáng)化 iPhone 光學(xué)變焦功能，正在著手找尋潛望式相機(jī)技術(shù)和專利等，并與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作商討，引發(fā)業(yè)界關(guān)注。

一、潛望式鏡頭的前世今生

蘋果正在尋找的超長(zhǎng)焦解決方案，便是“潛望式鏡頭”。

這個(gè)詞你應(yīng)該不會(huì)陌生。近兩年的 Android 旗艦手機(jī)，幾乎標(biāo)配了這種鏡頭。那么潛望式鏡頭的原理是什么？有什么優(yōu)點(diǎn)呢？

在了解這種鏡頭前，我們先把視線拉回 1834 年。彼時(shí)，俄國(guó)人建造了世界上第一艘裝有潛望鏡的潛艇“希爾德拉”號(hào)。20 年后，法國(guó)人瑪麗·戴維設(shè)計(jì)了一個(gè)由兩塊反光鏡組成的原始潛望鏡。

這種形態(tài)的潛望鏡，依托兩個(gè)反光鏡，使得光路產(chǎn)生折疊。由此士兵可以在潛艇里，使用伸出海面的潛望鏡，來(lái)觀察敵情。

了解潛望鏡后，我們?cè)賮?lái)回想一下“老法師”們?cè)谂镍B(niǎo)和其他野生動(dòng)物時(shí)，常用的“長(zhǎng)槍大炮”。

這類鏡頭被稱為長(zhǎng)焦或超長(zhǎng)焦鏡頭，焦段可達(dá) 200mm、400mm、甚至 800mm 以上。焦段越長(zhǎng)，就可以拍得越遠(yuǎn)。但你也可以發(fā)現(xiàn)，這種鏡頭一般都非常長(zhǎng)。

這是因?yàn)槿粢牡酶h(yuǎn)，鏡頭在設(shè)計(jì)時(shí)需要讓光學(xué)中心盡可能遠(yuǎn)離感光元件，來(lái)獲得更小的折射角度，視角變小了，拍攝到的畫面就越窄、越遠(yuǎn)。

不理解的話，可以舉起手，將大拇指與食指捏住，形成一個(gè)圓孔。接著在一只眼睛的視線方向前后移動(dòng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)靠近眼睛時(shí)，看到的畫面多；遠(yuǎn)離眼睛時(shí)，看到的畫面少。

所以焦段越長(zhǎng)，鏡頭內(nèi)部就需要越大的空間，讓光學(xué)中心和感光元件保持夠遠(yuǎn)的距離。

但這種設(shè)計(jì)思路只適用于相機(jī)。對(duì)于手機(jī)來(lái)說(shuō)，要是用這種設(shè)計(jì)思路來(lái)做超長(zhǎng)焦鏡頭，你可能會(huì)看到一部鏡頭凸起極為嚴(yán)重的手機(jī)。

那么有什么好辦法，將超長(zhǎng)焦鏡頭塞進(jìn)薄薄的手機(jī)里呢？上文提到的潛望鏡，便是一個(gè)絕妙的解決方案。

借助反光鏡或棱鏡，將原本直直的光路，硬生生地掰彎，在可控的厚度內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高效的折射，這就是潛望式鏡頭的原理。

像擁有 5 倍光學(xué)變焦的手機(jī)，基本都是在潛望式鏡頭內(nèi)，放置兩塊反光鏡或一塊棱鏡。如果將反光鏡的個(gè)數(shù)增加，可以讓光路實(shí)現(xiàn)更高倍數(shù)的折射，便能實(shí)現(xiàn)高達(dá) 10 倍的光學(xué)變焦了。

比如支持 10 倍光學(xué)變焦的華為 P40 Pro+，其潛望式鏡頭內(nèi)部就有多塊反光鏡，光路進(jìn)入鏡頭后被折疊了 5 次，官網(wǎng)稱將原本的光路長(zhǎng)度，延展至 1.78 倍，實(shí)現(xiàn)了等效 240mm 的超長(zhǎng)焦拍攝。

潛望式鏡頭的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，光路折射率高，可在同等體積下，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)焦的拍攝效果。這就是蘋果在追尋的解決方案。

郭明錤稱，韓國(guó)最佳鏡頭供應(yīng)商 Semco 和中國(guó)最佳鏡頭供應(yīng)商舜宇光學(xué)將分別在 2020 下半年和 2021 年進(jìn)入蘋果鏡頭供應(yīng)鏈。這或許意味著，我們最快可以在明年的新款 iPhone 上體驗(yàn)到 5 倍光學(xué)變焦（從主攝廣角焦段算起）。

二、手機(jī)廠商的“長(zhǎng)焦之戰(zhàn)”

在功能機(jī)時(shí)代，我們就已經(jīng)看到手機(jī)追逐相機(jī)的趨勢(shì)。

2004 年，夏普推出 V602SH 手機(jī)，這是首款支持 2 倍光學(xué)變焦的手機(jī)。不過(guò)外形看上去，像是一個(gè)手持 DV，頗有“買相機(jī)，送手機(jī)”的意思。

而后，諾基亞、索愛(ài)、三星等品牌，均推出過(guò)支持多倍變焦的手機(jī)。這些手機(jī)有一個(gè)共性，就是鏡頭模組巨大。遮掉品牌 logo 看背面，很難相信它是一臺(tái)手機(jī)而非消費(fèi)級(jí)相機(jī)。

直到 2015 年，華碩推出 Zenfone Zoom 鷹眼手機(jī)，它與日本知名光學(xué)元件公司 HOYA 合作，采用了潛望式鏡頭方案，通過(guò)棱鏡將光路折射至手機(jī)內(nèi)部，如此一來(lái)大大減少了鏡頭模組的厚度。該手機(jī)也成為彼時(shí)最薄的光學(xué)變焦手機(jī)。

Zenfone Zoom 手機(jī)后置只有一顆鏡頭。華碩的思路是在鏡頭模組內(nèi)，放置馬達(dá)和螺柱，調(diào)整光學(xué)中心和傳感器之間的距離，以此實(shí)現(xiàn) 1 倍到 3 倍的光學(xué)變焦。

光學(xué)變焦比數(shù)碼變焦有著顯著的優(yōu)勢(shì)，數(shù)碼變焦是通過(guò)像素裁切實(shí)現(xiàn)更小區(qū)域的拍攝，畫質(zhì)下降非常明顯。所以華碩開(kāi)啟潛望式鏡頭風(fēng)潮后，許多 Android 廠商快速跟進(jìn)上來(lái)。但華碩這種方案顯然不是最優(yōu)解，畢竟華碩都這么努力了，機(jī)身厚度依舊來(lái)到了 11.9mm。

這也就使得有了后來(lái)我們看到的多攝手機(jī)。將光學(xué)變焦的工作分配給不同的鏡頭，將潛望式鏡頭的結(jié)構(gòu)固定下來(lái)，做成定焦鏡頭，比如固定為等效 125mm 等。

2019 年初，華為和 OPPO 先后推出了 P30 Pro 和 Reno 10 倍變焦版。前者搭載了 125mm 潛望式鏡頭，可以實(shí)現(xiàn) 5 倍光學(xué)變焦；后者則搭載了 160mm 潛望式鏡頭，支持 6 倍光學(xué)變焦。

這兩款機(jī)型的發(fā)布，也意味著手機(jī)廠商們的“長(zhǎng)焦之戰(zhàn)”正式拉開(kāi)。我們看到越來(lái)越多的 Android 旗艦配備了潛望式鏡頭，華為 P40 Pro+、小米 10 至尊版等機(jī)型，甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 10 倍光學(xué)變焦，等效焦段超過(guò) 200mm。

而超長(zhǎng)焦鏡頭，也成為手機(jī)廠商們的重要賣點(diǎn)。無(wú)論是發(fā)布會(huì)還是官網(wǎng)介紹，都會(huì)為其留出一定的位置。

但潛望式鏡頭并非“長(zhǎng)焦之戰(zhàn)”的必殺技。隨著相關(guān)技術(shù)越來(lái)越成熟，以及成本的逐漸下探，潛望式鏡頭不再是旗艦機(jī)的專屬，未來(lái)中低端機(jī)型有望逐步搭載潛望式鏡頭。

為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，vivo 和小米又在長(zhǎng)焦上玩出了“新花樣”。比如 vivo 發(fā)布的概念產(chǎn)品 APEX 2020，其潛望式鏡頭模組內(nèi)的鏡片可以前后移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn) 80mm~120mm 連續(xù)光學(xué)變焦。

聽(tīng)起來(lái)是不是有些似曾相識(shí)？我們上文提到的華碩 Zenfone Zoom 鷹眼手機(jī)，思路正是這樣。只是 vivo 成功將手機(jī)厚度控制在了 8.8mm。

小米就更“復(fù)古”了。據(jù)稱其正在研究一種可伸縮的鏡頭模組，可以實(shí)現(xiàn)“超大光圈，進(jìn)光量提升 300%；清晰度提升 20%”。

這一方案理論上會(huì)改善長(zhǎng)焦端的光學(xué)效果，但形態(tài)上可以說(shuō)有些“文藝復(fù)興”。另外其防水防塵效果、體積與重量的控制等方面，均讓人存疑。

三、“長(zhǎng)焦之戰(zhàn)”的意義在哪？

縱觀當(dāng)前的手機(jī)市場(chǎng)，似乎沒(méi)有潛望式鏡頭，都不好意思說(shuō)自己是旗艦機(jī)。

以當(dāng)前的技術(shù)而言，潛望式鏡頭的確是手機(jī)長(zhǎng)焦拍攝的最佳解決方案。不過(guò)我們也可以發(fā)現(xiàn)，擁有潛望式鏡頭的手機(jī)，鏡頭模組基本都非常突出，暗示你：“我凸了，但也強(qiáng)了”。

手機(jī)是否應(yīng)該犧牲背部設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)與美觀，來(lái)?yè)Q取更好的攝影性能？這個(gè)問(wèn)題不在我們的討論范圍內(nèi)。我們需要探討的是，手機(jī)廠商們追求的高倍數(shù)光學(xué)變焦有多大意義。

目前常見(jiàn)的潛望式鏡頭，一般是 5 倍光學(xué)變焦或者是 10 倍光學(xué)變焦，等效為 125mm 或 240mm 左右。更長(zhǎng)的焦段意味著可以拍得更遠(yuǎn)，10 倍變焦已經(jīng)可以拍到肉眼不易看到的細(xì)節(jié)。

但這只是理論上。實(shí)際使用中，受限于手機(jī)的體積，鏡頭模組不可能占據(jù)太大的空間，因此感光元件的面積十分有限。這就導(dǎo)致成像質(zhì)量上難以達(dá)到理想的高度，尤其是暗光環(huán)境下，潛望式鏡頭基本處于無(wú)法開(kāi)啟的狀態(tài)。

以華為 Mate40 Pro 上的潛望式鏡頭為例，我在光線復(fù)雜、略暗，或者被攝主體輪廓不清晰時(shí)使用，便難以激活光學(xué)變焦。手機(jī)會(huì)在主攝數(shù)碼變焦和潛望式鏡頭光學(xué)變焦之間反復(fù)跳躍。

這不是個(gè)例。手機(jī)上的潛望式鏡頭對(duì)光線的要求非常嚴(yán)格，即便暗光環(huán)境下可以使用，那么拍出的畫面涂抹感也是比較明顯的。

原因很簡(jiǎn)單，潛望式鏡頭內(nèi)的棱鏡，會(huì)影響光線的射入量。光線強(qiáng)度在被棱鏡折射后，會(huì)出現(xiàn)一定衰減。因此，潛望式鏡頭比普通鏡頭對(duì)傳感器尺寸的要求更高。而光路折射的次數(shù)越多，光線強(qiáng)度就越弱。所以手機(jī)上 10 倍光學(xué)變焦的鏡頭，光學(xué)素質(zhì)普遍低于 5 倍光學(xué)變焦鏡頭。

另外還有一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，在廣角端不易被察覺(jué)的抖動(dòng)，會(huì)隨著焦段的增加而成倍放大。這就非?？简?yàn)鏡頭的防抖性能。目前 5 倍光學(xué)變焦的潛望式鏡頭，通過(guò) OIS 技術(shù)已經(jīng)能做到不錯(cuò)的防抖效果。但 10 倍光學(xué)變焦的潛望式鏡頭，防抖性能依然有很大的進(jìn)步空間。

目前來(lái)看，在“拍的好”和“拍的到”的問(wèn)題上，潛望式鏡頭還很難兼顧。尤其是變焦倍數(shù)越高，這一矛盾越明顯。

我曾體驗(yàn)過(guò)的小米 10 至尊版和華為 P40 Pro+，其搭載的 10 倍光學(xué)變焦，基本極少會(huì)用到，我身邊的朋友也表示“想不到有什么需要用到如此高倍變焦的場(chǎng)景”。

就我個(gè)人看來(lái)，我寧愿希望將這一鏡頭去掉，換取同體積下更大的電池，以及更好的散熱。或者將物料成本用于更好的馬達(dá)，以得到更好的基礎(chǔ)體驗(yàn)。

這并不是說(shuō)潛望式鏡頭不應(yīng)該出現(xiàn)在手機(jī)上。我只是認(rèn)為沒(méi)有必要犧牲太多的內(nèi)部空間，安裝一個(gè)不常用的 200mm 以上焦段的鏡頭。5 倍左右的光學(xué)變焦，可能比 10 倍來(lái)得更實(shí)用，在體積與易用性上更為均衡。

5 倍光學(xué)變焦，換算下來(lái)約等于 125mm 焦段的鏡頭。它可以帶來(lái) 2 倍光學(xué)變焦鏡頭無(wú)法比擬的透視感，讓用戶輕松地拍出簡(jiǎn)潔、主題突出的畫面。期待 iPhone 搭載潛望式鏡頭時(shí)，也能夠關(guān)注這一焦段。

當(dāng)手機(jī)廠商不再舞墨于“10 倍光學(xué)變焦”、“120 倍混合變焦”，而是專心提升 2 倍長(zhǎng)焦鏡頭、5 倍潛望式鏡頭的成像質(zhì)量時(shí)，我想這場(chǎng)“長(zhǎng)焦之戰(zhàn)”才會(huì)回到正確的軌道上。
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