在今年的出行中，我很明顯的能感覺到景區(qū)里游客們使用單反、微單或者卡片機拍照的越來越少，而使用手機拍照的人越來越多。原因很簡單，手機拍照性能越來越強，甚至一定程度達到專業(yè)相機的水準，因此再多帶一部相機出行就沒那么必要了。

而手機之所以能在拍照能力上顯著提升，其中最為關(guān)鍵的原因之一就是——手機的攝像頭越來越多了。

比如iphone11的三攝。

現(xiàn)在旗艦機標配的四攝（下圖以三星Galaxy A9s為例）。

華為P40 pro+的五攝。

三星申請專利的六攝。

以及LG申請專利的喪心病狂的16攝。。。

再這么發(fā)展下去，相信隨著智能手機市場競爭愈發(fā)激烈，手機廠商們會把越來越多的攝像頭塞到手機上去，總有那么一天，手機摔下去不是怕屏幕碎了，而是怕把手機背面的一面攝像頭磕碎了。

對于手機廠商來說，使用越多的攝像頭，成本無疑會更高，那么手機廠商們這么做圖啥？

01 增加手機攝像頭焦段

大家拍遠處物體經(jīng)常會使用變焦的功能。所謂變焦，就是提升手機鏡頭的焦距，以實現(xiàn)遠處物體在畫面中拉近放大。

但是，以往手機的變焦，普遍是數(shù)碼變焦，所謂數(shù)碼變焦，就是其實遠處物體并沒有真實的被拉近，而是手機將圖片中的一部分截取出來放大，以實現(xiàn)變焦的效果，后果就是圖片的清晰度下降。

而對于單反相機來說，當你調(diào)整鏡頭焦距時，則實現(xiàn)的是光學變焦。在光學變焦下，遠處物體通過單反鏡頭的光學調(diào)整，真真實實的放大呈現(xiàn)在屏幕上了，放大后的圖像沒有任何的分辨率損失。

光學變焦與數(shù)碼變焦下圖像清晰度的差別對比

那為啥單反相機就可以通過一個鏡頭實現(xiàn)光學變焦而手機就不行呢？

因為單反相機一般來說是長這樣嬸的：

相機之所以需要這么大的鏡頭，是因為鏡頭內(nèi)部其實是一組鏡片的組合，剖開看是這樣的：

而就是這些鏡片在鏡頭內(nèi)的各種挪動（當你用手調(diào)節(jié)變焦環(huán)時），才最終實現(xiàn)了圖像無損的光學變焦功能，單個鏡片是無法做到的。

所以假如你能接受把這么大一個鏡頭懟在手機上，那么手機也同樣可以實現(xiàn)單反相機一樣的光學變焦能力，比如這樣：

但事實上沒人能接受平時揣在褲兜里的手機這么笨重。

于是乎，手機廠商為了提升手機的光學變焦能力，就通過為手機添加多個不同焦段的攝像頭這種比較“蠢”的方式，來實現(xiàn)手機能在多個光學焦距下拍照的能力。

比如華為的mate30，其3個攝像頭分別對應(yīng)3個定焦焦距，通過算法實現(xiàn)在3個不同定焦焦距（下圖中的xxmm就是鏡頭焦距的單位）下的光學變焦，這樣就不會出現(xiàn)數(shù)碼變焦造成的分辨率損失問題了，于是乎手機可以在薄薄的機身上實現(xiàn)單反相機才能實現(xiàn)的光學變焦功能。

02 實現(xiàn)更好的虛化效果

單反相機與手機相比，除了鏡頭大之外，機身也很大，這么大的機身主要作用之一就是要放的下尺寸較大的圖像傳感器。

不像幾十年前使用的膠卷相機，當下所有數(shù)碼相機，無論是單反、卡片機還是手機/家用攝像頭/行車記錄儀，都要通過一個叫做圖像傳感器（感光傳感器）的高端元器件將鏡頭投射進來的光信號最終轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像上的每一個像素。

雖然現(xiàn)在很多手機廠商總是過于突出展示自家產(chǎn)品拍出的照片分辨率有多高，但其實，真正對照片畫質(zhì)影響最大的是圖像傳感器的尺寸。而之所以單反相機、微單相機、卡片機之間價格相差這么大，假如不考慮鏡頭的差別，其實主要就在于圖像傳感器尺寸的大小區(qū)別。目前市面上最貴的單反或者微單相機，一般都是全畫幅的，也就是下圖中灰色的那個。

N年前的市面最高端手機iphone 4s，則使用的是圖中最小紅色尺寸的圖像傳感器。而目前市面上最高端的手機，比如華為的mate30，使用則是1/1.7英寸的圖像傳感器（上圖綠色）。

越大的圖像傳感器除了可以拍攝出更清晰真實的圖像外，還有一個很重要的功能，就是可以實現(xiàn)更好的圖像虛化效果，下圖展示的就是不同圖像傳感器尺寸相機拍攝的同一對象虛化效果的差別：很明顯左側(cè)大尺寸圖像傳感器的單反相機拍攝的照片，背景虛化效果更好，被拍攝人物更突顯，照片更好看。

因此，在手機尺寸目前已經(jīng)不太可能再變大的前提下，手機使用圖像傳感器尺寸不太可能再有多大的提升空間，因此如果想實現(xiàn)單反相機類似的背景虛化效果，就需要靠算法了。簡單來說，就是讓手機判斷出圖像中哪兒是被拍攝物體，哪兒是無關(guān)緊要的背景，進而把背景虛掉，讓主體清晰。

這時候景深鏡頭就要出馬了。目前主流手機景深鏡頭多為ToF鏡頭，ToF，全名叫做Time-of-Flight，粗暴翻譯就是飛行的時間。誰的飛行時間？紅外線的飛行時間。

ToF鏡頭會向前方發(fā)射紅外線，并計算投射到不同點位的紅外線反射回來的時間，根據(jù)時間差，就可以得知不同點位到手機鏡頭的距離，進而識別出被拍攝畫面不同平面的深度，也就是景深。

這樣，手機就知道誰和被拍攝主體（就是對焦的部位）在一個平面、誰和被拍攝主體不在一個平面（前景或者背景），就可以實現(xiàn)僅僅清晰展示被拍攝主體、虛化掉其他景深物體的效果了。

原理倒是不復(fù)雜，其實就是傳感器尺寸不夠，ToF算法來湊，所以手機拍出的虛化照片或多或少會存在由于景深判斷不準造成的拍攝物體邊緣模糊的現(xiàn)象。

03提升圖像畫質(zhì)

除了以上兩個主要多攝功能，手機攝像頭還有比較高端的玩法，歸根結(jié)底就是進一步提升手機拍攝圖片的清晰度、真實度、還原度，比如純黑白鏡頭。顧名思義，這是一顆只能識別亮度，不能識別色彩的鏡頭，其更能識別出畫面的細節(jié)，必須與彩色鏡頭結(jié)合才能生成更清晰的彩色照片。

04 手機需要這么多攝像頭嗎？

很多用戶會說，手機多攝像頭就是手機廠商間惡性競爭下的強行增加賣點之舉，但其實我倒是認為手機的多攝更多是無奈之舉。就像一旦你接受了1080P、4K、8K的視頻清晰度后，再返回來看480P的視頻就會覺分辨率辣眼睛一樣，一旦你已經(jīng)接受了手機拍照應(yīng)該不輸于相機的設(shè)定后，就很難再走回頭路，于是乎，手機廠商們?yōu)榱藵M足消費者更高的欲望，只能在當前攝像頭技術(shù)、圖像傳感器技術(shù)并無變革的情況下，采用這么一種看似扯淡、實則合理的方式來實現(xiàn)手機攝像技術(shù)向其極限的一步步邁進。

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