iPhone|iPhone 要上潜望式镜头了,但我敢说当前的「长焦之战」方向错了


iPhone|iPhone 要上潜望式镜头了,但我敢说当前的「长焦之战」方向错了
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iPhone 12 系列还未面世之前,人们对它的期待之一,便是长焦拍摄能有明显进步。我们常常能看到类似下图的渲染图,四颗摄像头里有一颗应该是超长焦镜头。
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▲ iPhone 12 Pro 渲染图. 图片来自: Phone Arena
不过苹果还是坚持了自己的想法,将第四颗摄像头的位置,让给了 LiDAR 激光雷达。让长焦爱好者唯一欣慰的是,iPhone 12 Pro Max 的长焦镜头,由 52mm 改为 65mm,这意味着可以拍得更远,透视感更强。
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▲ iPhone 12 Pro 系列
在 Android 手机动辄 5 倍、10 倍光学变焦的今天,iPhone 最高仅支持 2.5 倍(从主摄广角算起)的光学变焦,似乎有些跟不上「潮流」了。
于是 iPhone 12 系列发布后,网上有不少吐槽的声音,或明或暗地挖苦苹果在超长焦镜头上的缺位。
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▲ 图片来自:DXOMARK 中文微博
然而近日,DigiTimes 援引韩国业界相关人士的透露称,苹果为强化 iPhone 光学变焦功能,正在着手找寻潜望式相机技术和专利等,并与相关企业进行合作商讨,引发业界关注。
潜望式镜头的前世今生
苹果正在寻找的超长焦解决方案,便是「潜望式镜头」。
这个词你应该不会陌生。近两年的 Android 旗舰手机,几乎标配了这种镜头。那么潜望式镜头的原理是什么?有什么优点呢?
在了解这种镜头前,我们先把视线拉回 1834 年。彼时,俄国人建造了世界上第一艘装有潜望镜的潜艇「希尔德拉」号。20 年后,法国人玛丽·戴维设计了一个由两块反光镜组成的原始潜望镜。
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▲竖立在潜艇上方高而细的管子便是潜望镜. 图片来自:Pixabay
这种形态的潜望镜,依托两个反光镜,使得光路产生折叠。由此士兵可以在潜艇里,使用伸出海面的潜望镜,来观察敌情。
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▲ 潜望镜原理. 图片来自:wikipedia
了解潜望镜后,我们再来回想一下「老法师」们在拍鸟和其他野生动物时,常用的「长枪大炮」。
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▲ 荷花——「老法师」们最后的尊严. 图片来自:sybiji
这类镜头被称为长焦或超长焦镜头,焦段可达 200mm、400mm、甚至 800mm 以上。焦段越长,就可以拍得越远。但你也可以发现,这种镜头一般都非常长。
这是因为若要拍得更远,镜头在设计时需要让光学中心尽可能远离感光元件,来获得更小的折射角度,视角变小了,拍摄到的画面就越窄、越远。
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▲ 前后移动的便是光学中心.
不理解的话,可以举起手,将大拇指与食指捏住,形成一个圆孔。接着在一只眼睛的视线方向前后移动,你会发现靠近眼睛时,看到的画面多;远离眼睛时,看到的画面少。
所以焦段越长,镜头内部就需要越大的空间,让光学中心和感光元件保持够远的距离。
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▲ 佳能超长焦镜头的镜组间距很大. 图片来自:wikiwand
但这种设计思路只适用于相机。对于手机来说,要是用这种设计思路来做超长焦镜头,你可能会看到一部镜头凸起极为严重的手机。
那么有什么好办法,将超长焦镜头塞进薄薄的手机里呢?上文提到的潜望镜,便是一个绝妙的解决方案。
借助反光镜或棱镜,将原本直直的光路,硬生生地掰弯,在可控的厚度内实现更高效的折射,这就是潜望式镜头的原理。
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像拥有 5 倍光学变焦的手机,基本都是在潜望式镜头内,放置两块反光镜或一块棱镜。如果将反光镜的个数增加,可以让光路实现更高倍数的折射,便能实现高达 10 倍的光学变焦了。
比如支持 10 倍光学变焦的华为 P40 Pro ,其潜望式镜头内部就有多块反光镜,光路进入镜头后被折叠了 5 次,官网称将原本的光路长度,延展至 1.78 倍,实现了等效 240mm 的超长焦拍摄。
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潜望式镜头的优点显而易见,光路折射率高,可在同等体积下,实现更长焦的拍摄效果。这就是苹果在追寻的解决方案。