华为P30系列剁手必读,光学变焦

刚刚发布的华为 P30 Pro,与其说是一部手机,倒不如讲是一部能打电话的相机

[太平洋网络求真实验室]华为 P30 pro 昨天在国内上市,最令人瞩目的当然就是刷新DXO榜单的拍照能力,尤其是那个支持 50 倍变焦的摄像头,简直是想把手机当做望远镜。

人类对于世界永远都保有一颗好奇心,总是试图通过各种手段打破物理限制,对远方的世界一探究竟。

本文作者:cloud_kim

今天OPPO全新的系列Reno正式发售,它可以看作是OPPO停更R系列后的替代版,也可以认为是全新的R系列的延续。Reno被视为OPPO新十年的起点,对于OPPO来说自然意义非凡。而OPPO还把十倍混合变焦技术用在Reno上——连FIND系列都没这个面子。而近段时间以来,OPPO官方都界定的"十倍混合变焦"却被一众媒体吹捧坏了,甚至不少人混淆事实直接称之为十倍变焦、更有甚者称之为"十倍光学变焦"......这实在有违事实。

整场发布会,余承东把大部分时长都放在了介绍 P30 系列的拍照录像功能上。

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早在盛唐时期,诗人王之涣便在《登鹤雀楼》里,用千古名句"欲穷千里目,更上一层楼"表达了自己对远方世界的欲望。

P30系列相比前代提升在哪里?P30 Pro与P30哪款更值得买?你能接受它的短板再说吧!

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这里,我想单独和大家聊聊 P30 Pro 拍照方面最引人注目的一个特性:

效果能有多好? 来看看实际样张:

而在之后的1608年,荷兰眼镜商汉斯·利伯则因为偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受启发制造了人类历史上的第一架望远镜。

欢迎来到「Kim工房」,今天聊聊改写摄影规则的华为P30系列,并结合简单上手与媒体八卦给出购买建议。

OPPO的十倍混合光变怎么计算的?

50 倍变焦

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3月26日,华为正式发布真旗舰P30系列,延续前作经典并开启未来影像。老实说,以华为今时今日的圈内地位,在发布会上仍大篇幅去介绍友商产品,与华为手机全球第一的愿景画风不搭,更反映出华为对产品缺乏足够自信。

在今年的MWC大会上,OPPO几乎拿出"走近科学"的态度开了一场发布会,重磅推出了号称10倍混合光学变焦的黑科技。OPPO把成像技术进行了科普,官方表示采用三摄模组,一颗4800万像素超清主摄,120度超广角摄像头和一颗长焦摄像头,通过潜望式光学结构,将长焦横放在手机内部,使长焦镜头实现了160 mm的焦段,再通过一颗4800万像素超清主摄像头和超广角镜头,理论上实现了全焦段的覆盖。

机哥要讲清楚,这里的 50 倍,是数码变焦

哈哈开个玩笑,我们来看真的:

望远镜能够把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变得清晰可辨。因此,望远镜成为了天文和地面观测中不可缺少的工具:天文学家观测星空的时候会用到它,早期战争中打探敌情时会用到它,现代人登高眺远的时候也会用到它。

无论如何,在你沸腾之后,强烈建议线下体验样机,或许……P30并没有想象中完美,甚至算不上水桶机!

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手机能实现的光学变焦是 5 倍

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本文概况:

当时国内,不,国际上拍照评分第一的华为P20 Pro对外宣称的是具备3倍光学变焦能力,混合变焦能达到5倍。OPPO这个几乎就是翻了一倍,对于手机摄影来说,可算是"开天辟地"了,甚至行业排位可能就此发生更迭。一时间,外界叫好之声不绝于耳,甚至手机拍摄取代单反的声音也越来越大。但事实上,恐怕大家对"手机即将取代单反"的期望太乐观了。

在这个基础上,做出了 10 倍混合变焦,以及 50 倍数码变焦。

▲初始1倍变焦

强大的功能和用途,注定其诞生只是人来探索远方的开始。基于望远镜的变焦原理,德国人弗兰克·巴克发明了人类历史上的第一个变焦镜头Zoomar Variofocal 17-53mm f/2.9。

一、工业设计

按OPPO的说法,三颗摄像头分别是超广角的 16mm、超清主摄 26mm、以及长焦摄像头等效焦距约160mm,采用"接棒式"三摄配置方案,这样就组成等效焦距16mm—160mm的三摄镜头组,等效焦距达到10倍范围。

鉴于很多人估计还不明白这几种变焦的区别。

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也有人说,世界上最早成型并得到应用的变焦镜头,是德国光学家赫尔穆特·纽曼(Helmut Newman)于1932年为西门子公司16毫米电影机设计的25-80mm f/2.8镜头。

二、相机规格

但其真实水准就能成倍数地达到吗?

机哥给大家简单解释一下。

▲50倍变焦

当然,这些都已经无从考证。不过有一定是十分肯定的,那就是无论是前者还是后者,都是为单反相机而设计的变焦镜头。而之后的很多年时间里,随着技术的不断发展和人类需要的改变,虽然变焦镜头得到了不断的优化和改良。

三、混合变焦

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光学变焦

可以看出,华为 P30 pro 即使 50 倍变焦仍然可以很清晰看到建筑物的纹理,用iPhone放大 10 倍早就糊成一团了,那这是怎么做到的呢?我们先看看 P30 pro 的摄像头参数:

变焦镜头在左,智能手机在右

四、屏幕素质

我们也来先做个科普。什么是光学变焦,什么是数码变焦什么是混合变焦?

变焦是啥应该不用机哥多说了吧。

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变焦镜头,是通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置,改变镜头焦距的长短,并改变镜头的视角大小,从而实现影像的放大与缩小。焦点位置发生变化,焦距会随之发生改变:当焦点向成像面反方向移动时,焦距会变长;反之,焦距会变短。

尾巴

光学变焦就是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候,视觉和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉像物体递进的感觉。这是物理上产生不同的成像效果,可以说是无损画质的。

大家可以把变焦简单地理解成放大,放大远方的画面。

一个可以 5 倍光学、10 倍混合、50 倍数码变焦的手机摄像“新”物种。为何加引号?因为之前三星也做了一款支持 10 倍光学变焦的手机,三星 S4 zoom,大家可能也听说过,但大家看到图就感受到,在人们日益追求轻薄的手机设计趋势下,这种夸张的凸起注定会没有市场。

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全文5000字,图片20张。

数码变焦是在成像后通过对图像数据进行处理,达到图像的放大或缩小的效果。说白了就是一种画面放大,是将所拍的画面局部放大的结果。试想若是把一张3x5的照片放大50倍,那画面的画质一定会变的粗糙。放得愈大愈粗糙,但在拍摄远景时如果不断拉大,最终的照片质量可想而知。

而光学变焦,则是通过镜头内透镜的移动,凹凸透镜之间改变相对位置实现的。

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这是一个简单的变焦镜头光学结构示意图,它采用了光学补偿法以校正焦点漂移。L1和L3是前、后两块凸透镜,其中的L3是固定的。当中间的凹透镜L2从前往后移动产生变焦效果时,凸透镜L1也向前、向后做一个抛物线运动。

一、工业设计

混合变焦是光学和数字两种变焦模式相结合的方案,简单理解就是利用软件算法以不同的焦距混合来自不同个摄像头的数据,在放大的拍摄主体上,保留或者重建更多的细节,最终出来的照片质量介于同倍数的纯光学变焦和数码变焦之间。

如今单反、微单上面的各类变焦镜头就是这么一个原理。

为什么做超远变焦,手机摄像头会凸起这么厉害?而且大家日常看到摄影师的“长枪短炮”也基本是长焦镜头。我们先理解下变焦的概念,现在手机变焦一般就分数码变焦和光学变焦。

变焦镜头最大的价值在于,在不改变拍摄距离的情况下,通过变动焦距就可以改变拍摄范围,实现了镜头焦距可按摄影者意愿变换的功能。

作为9102年度旗舰机型,华为P30系列的设计语言创意不足,圆角 珍珠屏的ID,曾先后用于Mate20系、荣耀10青春版、nova 4e与畅享9系等机型,再次体现华为手机产品线的谜之规划。

简单总结,光学变焦就是把远处景物拉近的距离。而数码变焦只是把已经拍摄的照片再放大,相当于电脑上看图片的放大镜的功能。所以,光学变焦无损画质,成像细腻,但是数码变焦,会直接影响画质。而混合变焦则要看算法和具体的摄像头表现,画质肯定比数码变焦强,但是不可能强于光学变焦。

而手机上的“变焦”,严谨地说原理并不一样。

数码变焦虽名为“变焦”,但焦距实际上并没有改变,它是通过数码相机内的处理器,增大原画面两个像素之间的距离,然后再根据对已有像素周边的色彩进行判断,把传感器上的一部份像素使用“插值”算法放大到整个画面。简单说和我们平时放大照片然后截图没啥区别。

然而,变焦镜头虽然可以实现影像的放大与缩小,但由于变焦镜头要呈现多个焦段的影像,导致其构造比较复杂、体积相对较大。

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回头再来看OPPO的。

就比如华为 P30 Pro,它的变焦其实是从 27mm 焦距的镜头,切换到了 125mm 焦距的另一个镜头。

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放在整个手机市场的话,P30系列的辨识度就更低,水滴屏已逐渐取代刘海屏,成为近年的公版设计。毫不客气的说,即使加入曲面屏与IP68,P30 Pro仍然难以在设计上脱颖而出。

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但没关系,起码 5 倍远摄的时候,焦距是实打实的 125mm,跟真正的光学变焦差不多。

▲10倍光学变焦和数码变焦的对比

(搭载了变焦镜头的单反相机)

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当OPPO的这个宣传出来之后,有网友惊叹"我看了一下焦段,好像是从广角开始算10倍,鬼才宣传,惊呆了!"

那么光学变焦好在哪儿呢?

9778818威尼斯官网,但光学变焦就不一样,就像望远镜可以通过调节望远镜镜片的长短来看到更远的物体,变焦镜头通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置,改变镜头焦距的长短,并改变镜头的视角大小,从而实现影像的放大与缩小,可以大大减少画质的损失。焦点位置发生变化,焦距会随之发生改变:当焦点向成像面反方向移动时,焦距会变长;反之,焦距会变短。

对于单反这样的大体积来说,搭载这样一个镜头自然是没有问题的,但对于智能手机这样空间十分有限且又追求纤薄设计的移动设备而言,几乎是不可能的。所以,手机摄影出于方便和快捷考虑,大多数手机都会采用定焦镜头。

P30为单手机型,6.1英寸OLED平面屏,长149.1mm,宽71.36mm,重165g,身材与P20相当,单手操控舒适性尚可,如果套上手机壳的话,单手操控凑合且整机偏重,不禁怀念P9与P10的轻薄。

大家知道的135相机上的变焦镜头,有17mm~35mm=超广角至广角,24mm~70mm=广角至人像镜,70mm~200mm=人像镜至望远镜等变焦范围,但是OPPO简单粗暴地从广角开始将范围"16mm—160mm"就认为是等效焦距这样,非常不科学。

简单来说就是:画面最清晰。

所以说,焦距越长,就能拍得更远,但需要镜头空间也越大。那华为是怎么做到 5 倍光学变焦还让镜头没那么凸起呢?小学的科学课有提到,利用潜望式结构。

由于定焦镜头只有一个固定焦段,这也导致搭载了定焦镜头的智能手机,如果要实现变焦功能的话,就只能依靠镜组、感光元件的特殊设计了。

P30屏幕上边框带微缝听筒,底部保留3.5mm耳机孔,有意思的是,机身顶部与底部为平面设计,据说可以竖放在桌面,可问题是底部扬声器怎么响?至于IP53防护级别,就是个摆设。

有网友不客气地表示:"忽悠,接着忽悠。我都不知道我包里装着一颗15mm一颗400mm就等于拥有15-400的光学变焦了。"

50 倍光学变焦的效果

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技术的过渡:数码变焦与超采样

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上面这张图就是 50 倍光学变焦的效果。

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那么,如何在搭载了变焦镜头的智能手机中实现变焦功能呢?显然,不少手机厂商都选择了一个折中的方案,那就是在定焦镜头中加入数码变焦。

P30 Pro为双手机型,6.47英寸OLED曲面屏,长158.0mm,宽73.4mm,重192g,身材与Mate20 Pro相当,明显比P20 Pro魁梧,体重被同规格的Galaxy S10 (玻璃版175g、陶瓷版198g)吊打,很佩服华为把玻璃做出陶瓷的分量。

事实上,手机因为机身内部体积有限,所以要有单反的拍摄潜质本身就是伪命题。

远处的建筑就像被拉近到你眼前一般,跟用了望远镜似的。

其实OPPO在 2017 年的世界移动大会MWC上就首次展示了基于潜望式摄像头结构,双摄下的 5 倍无损变焦技术。没想到被华为截胡了先一步发布了新机,华为 P30 Pro 就采用特殊设计的潜望式镜头,简单说就是,让图像传感器和镜片都垂直放置,然后利用 45° 的棱镜模组将光线反射到镜头和图像传感器上,这种Y轴变X轴的设计,就巧妙解决了光学变焦引发的凸起问题。

数码变焦名为"变焦",但焦距实际上并没有发生改变,它是通过数码相机内的处理器,增大原画面两个像素之间的距离,然后再根据对已有像素周边的色彩进行判断,把传感器上的一部份像素使用"插值"算法放大到整个画面。

P30 Pro的听筒为屏幕发声,底部去掉耳机孔,顶部增加红外遥控,终于从Mate20 Pro继承IP68防护,总算有点真旗舰的样子。

目前市面大多手机来说,无论搭载了几个镜头,几乎都是使用光学变焦 数码变焦相结合的,光学变焦的倍数主流的是2-3倍,高于5倍的基本采用的都是数码变焦了。要做到10倍光学无损变焦,机身厚度可能等于一部卡片机。这天然与目前追求手机追求的极致轻薄设计理念相矛盾。

所以,光学变焦拍出来的远摄照片,效果最好。

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而OPPO的十倍混合光学变焦技术采用了独特的潜望式结构,将长焦镜头横置于手机中,通过镜片组的横向排列与折射,进而实现成像。这样一来就节省空间,在保证机身纤薄的基础上,能够放入长焦镜头,让镜片可以有更大胆的发挥空间,这样就可以为手机带来画质更清晰的长焦拍摄能力。

数码变焦

▲OPPO的结构也异曲同工

前后对比图,通过数码技术被放大的图片画质已经渣到无法直视

仔细对比P30与P30 Pro顶视图,前者背面弯曲幅度远小于后者,再加上Pro正面也是曲面屏,论握持手感P30 Pro明显优于P30。但不能不说,P30 Pro真的太重,套上手机壳就像一块砖。

网友认为,OPPO宣传的这个10倍变焦,有点不地道。此前HUAWEI Mate 20 Pro的官方宣传是可实现3倍无损变焦,5倍混合变焦以及10倍的数码变焦。如果按照OPPO的算法,华为Mate 20 Pro可以算16倍变焦了?因为其包含广角镜头在内,3颗摄像头配合可以实现16mm-270mm焦段。

数码变焦就特别常见了。

虽然OPPO起了个大早,赶了个晚集,其实这个变焦技术当时是和舜宇光学合作,但后来转向其他家,而这次华为却牵手舜宇,所以华为的确应该要叫OPPO一声“老师”。而OPPO在前天也是发布了一款旗舰机reno,它的10倍变焦版本也将搭载潜望式摄像头,而且是比华为更高规格的1300万像素,传感器尺寸1/3.44,光圈为f/3.0,而且还采用了“D-Cut”光学镜片,这好比在普通的圆形镜片上切了两刀,好处是进一步降低长焦镜头组的厚度,以及增加其焦距(华为P30 Pro为125mm,Reno十倍变焦版则为160mm,同样在十倍变焦下后者理论上拍得更远)。

这种手法就如同用图像处理软件把图片的面积改大,是对像素进行有损裁剪为代价的,尽管数码变焦会利用插值等方式来改善成像质量,但图像色彩和质量却大大下降。

小结:P30系列的工业设计低于预期,握在手上很难有爵士的自豪感,大概也就是小米的档次。如果你体验样机后,感觉不出差在哪,请出门右转去摸摸三星Galaxy S10系列,它们会告诉你什么叫对比与伤害。

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它最基本的原理就是直接把照片放大。

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与数码变焦相似的还有"超采样技术",充分利用高像素传感器,通过剪裁CMOS某个区域来实现高品质数码变焦,对画质的损耗不是很大。

二、相机规格

客观地讲,从日常需求来看,这套广角 长焦的组合确实能够覆盖到日常生活所需要的绝大部分使用需求。但是,能达到10倍无损变焦的说法,却是夸张了。还有媒体偏执地称"10倍光学变焦",或者含糊地称"10 倍无损变焦技术"——这就错的离谱了。

主要的特点就是:糊。

考虑到高倍变焦拍摄时容易出现的抖动问题,OPPO还合理利用共马达设计的特性,在光学棱镜上使用两个精度高达0.001445°的电机,来补偿拍摄时候的抖动,这比之前 5X 长焦防抖的性能提升了73%,有效保障了长焦镜头的高成片率,最大程度解决了抖动出现的拍糊问题。

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毫无疑问,相机功能已成为华为手机最大的标签与期待,P30系列所标榜的“重新改写摄影规则”,是否真能撼动数码相机领域还不好说,但它对手机领域的影响却不容忽视。

所以现在OPPO的十倍光学混合变焦的疑问就摆在了我们面前:首先,16mm-160mm到底能不能算十倍变焦?其次,OPPO宣称的十倍光学混合变焦,到底是个什么概念?相比传统的混合变焦强多少?至少目前没有人能给我们完全准确的答案,这也难怪大家对它心生疑惑。

机哥找来了一组光学变焦和数码变焦的样张。

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然而需要注意的是,超采样技术的本质并不是因为技术上有什么突破,而是因为目前所有拍照设备都在拼命的飙升像素。而且,和数码变焦一样,超采样技术同样与真正的光学变焦完全不搭边。

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潜望式光学方案必须做的妥协

大家可以直观感受一下:

但可惜现在OPPO Reno的工程机还只最大支持20倍的变焦,等有50倍变焦的量产版上市后,求真君再拿来和华为 P30 Pro一较高下,看看谁才是手机远摄之王。

双摄变焦:一双被上帝吻过的眼睛

P30 Pro相机关键词:超感光徕卡四摄,10倍混合变焦!

且不说光学混合变焦的效果,单就手机的摄像头结构而言,想要实现潜望式结构下的无损,目前是不可能的。因为在拍照时,光路是通过一个光学棱镜再次反射之后进入传感器之中的,不管这颗棱镜的光学素质有多,都仍然存在4%—8% 的光损率。

不过大多数手机厂商的数码变焦,并等于直接裁剪,它还会利用插值算法,增加一些像素。

有人看到这里肯定问了,求真君你说的 P30 Pro 只是 5 倍光学变焦啊,50 倍你写的是数码变焦,不是说数码变焦容易糊吗?

技术与需求向来都是双驱动的,当技术无法满足现实需要时,新的技术便会应运而生,例如随之而来的双摄变焦。

看似稀松平常,但其内在的技术革新,相比Mate20 Pro仍有长足的进步。很可惜,在发布会上余承东光顾着吊打友商产品与展示银河星空,对于相机功能的技术进步着墨不多,既然Mate20系列已经是拍照标杆,那么就该多科普一下P30的提升在哪里……

此外,还有不少网友怀疑简单地把一个大镜头放进手机里,真的防抖吗?OPPO称在标准和长焦摄像头上引入了OIS光学防抖,双重光学防抖让超高变焦的画质更加的稳定和清晰。

至于华为的 10 倍混合变焦,机哥没有查到官方的解释。

那就要不得不提及华为 P30 Pro使用的一个被称之为“视场融合”的系统和超分辨率算法。

双摄变焦,就是利用手机后置双镜头的物理焦距不同,实现"广角"或"长焦"拍摄效果。

好吧,余总不敢说的我来!坊间最详细的《P30系列相机硬件规格一览表》送给你们:

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我猜多半是利用超分辨率技术,借助 AI 和算法将裁剪后的画面进行重建。

① 3 倍以下的变焦

其基础首先是双摄,也就是两颗摄像头——通过加入多功能「副摄像头」的方法,实现了比单摄像头更丰富的手机拍照玩法。

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不过具体使用情况还得看5月份上市的真机体验了。

将裁剪后低分辨率的照片,补齐它该有的分辨率。

手机不会用长焦镜头,而是通过放大4000万像素的主摄拍的照片, 但通过算法优化也感觉很清晰。

需要注意的是,双摄变焦的两枚镜头本质上仍然是定焦镜头,而非变焦镜头,其所谓的变焦效果其实是利用两个镜头的物理焦距不同来实现的。

主摄:P30全系沿用P20 Pro/Mate20 Pro上的IMX600,并采用RYBY色彩滤镜,故CIS(CMOS Image Sensor)型号为IMX600y。两款机型差别在镜头上,P30 Pro大光圈 OIS,黑科技如虎添翼。原以为1/1.7英寸CIS很难兼顾大光圈与OIS,谁知道华为居然在P30 Pro上实现啦!

有媒体在MWC现场体验到OPPO的10倍光学变焦拍摄,发文称"目前我们对传感器的尺寸仍然不清楚,但是在暗光下的噪点仍然无法达到同手机常规焦段的成像水平。所以 10 倍光变的使用场景更多的是针对白天风光以及人物。"也就是说,即使有10倍光变,但使用场景是有限制的。

给你们看一个经过“超分辨率”处理后的照片:

② 3 - 5 倍的变焦

就目前市场来看,主要的双摄方案有两种:一个是"彩色 黑白",一个是"广角 长焦"。

长焦:P30全系都是800万像素,但背后规格大不同,P30 Pro底更大,但镜头焦段更长&光圈更小。

此外,对比单反相机,长焦镜头的作用不仅仅只是把镜头拉大,而是长焦自己独特的光学效果,让图像呈现压缩感,同时有浅景深的虚化作用。

混合变焦画面依然是比不过光学变焦的,但比单纯的数码变焦要好得多。

手机通过合并主摄像头和长焦摄像头的图像数据来产生图像,也就是“视场融合”,其最大作用在于,将光学变焦和由算法驱动的数字变焦相结合,可根据所选放大系数切换摄像头。

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超广:P30 Pro尽显大哥本色,无论CIS还是焦段都当仁不让,嗯哼,P30 Pro的超广角视角更广阔。

但是这种目前手机的传感器尺寸无法达到,所以OPPO的长焦在具体拍摄中,比较真实的景深处理应该是无法跟单反相提并论。这需要手机软件层面的算法来实现,避免不了失真。

所以是一个很好的补充手段。

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("黑白 彩色"双摄变焦原理图)

前置:两款机型无差别,厄,都不支持自动对焦,最佳摄距介乎30-55cm之间,自拍杆慎入!

潜望式镜头OPPO不是第一

看到这儿,可能会有人觉得,变焦镜头没什么大用。

简单说用长焦头捕捉画面中心的细节,然后让主摄弥补其他边缘细节,这样就能保证画面依然清晰。

其中,"彩色 黑白"的双摄方案利用两颗摄像头同时成像,再通过ISP后期合成。在拍摄过程中,彩色镜头负责色彩的捕捉,黑白镜头用于细节的抓拍,再通过黑白彩色双镜头结合,达到提升照片轮廓刻画等细节表现的效果。这样既保留了彩色摄像头的颜色信息,又可以保证黑白摄像头的清晰度。

其他:P30 Pro多个ToF摄像头,用于景深测量,实际并不参与成像,严格来说应该算作传感器。

前面提到了,在目前手机8mm左右的厚度上,没有办法塞下5倍、10倍的定焦镜头,而OPPO采用潜望式,算得上一种创新。但是这种做法也并非OPPO的首创。

打从心里觉得”场景不多“。

③ 5 倍的变焦

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简单说,P30 Pro与P30的成像差距明显缩小,前者的优势更多在于功能性与适应性,对于普通消费者而言,P30的相机已足够强大。

2015年12月15日,华硕发布了ZenFone Zoom"鹰眼"手机上所采用的潜望式光学变焦镜头模组。

以前,机哥也是这么想的。

就正好用长焦镜头 5 倍光变拍摄。

较具有代表性的产品包括华为P9,其双摄像头采用的是"彩色 黑白"的双1200万像素组合,RGB传感器用于色彩还原,黑白传感器用于捕捉画面细节。

如果你不清楚P30系列的相机规格有多高,不妨对比一下业界其他代表机型的配置:

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直到那天……

④ 5 - 10 倍的变焦

除了成像效果出色,"黑白 彩色"双摄方案还支持背景虚化和夜拍,在夜拍模式下,整体的亮度会有提升,而且噪点减少,成像效果更让人满意。

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对比一下OPPO 的十倍混合光变,可以看出极其类似。

超级月亮的时候,机哥手上拿着一台 2 倍变焦的手机。

又切换回刚才主摄 长焦的模式,所以说 10 倍混合变焦就是这么来的。

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Mate20 Pro:主摄也就是P30的档次;长焦也还是P30的档次;超广才是P30 Pro的档次。

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看着月亮,就哭了起来。

⑥ 那秀到飞起的 10—50 倍变焦呢?

("广角 长焦"双摄变焦原理图)

Galaxy S10:主摄CIS相比P30系列只算小底;长焦CIS不输P30 Pro,但焦段差太远;超广总算找回点颜面,12mm才是真超广,就算机内修正畸变后仍有14mm左右,可玩性更强。

目前DxOMark排行榜第一的华为P30 Pro支持的是5倍光学变焦和10倍混合变焦,50倍数字变焦。OPPO的所谓10倍光学混合变焦是前所未有,如果它真的有传说中的这么牛,那么势必会屠榜,我们也很期待。

长焦,对摄影爱好者来说是实打实有用的功能。

这就要提到“超分辨率”算法。华为 P30 Pro 先让主摄拍下 4 张无压缩的RAW图像,再组成一张超高分辨率的图像,再通过数码裁切达到 50 倍变焦效果。也就是说,P30 Pro 10倍以上的变焦其实也是纯数码变焦,但得益于主摄的 4000 万像素的超高解析力还有合成算法,所以即使放大 50 倍也能觉得清晰。

"广角 长焦"的双摄方案,则是利用等效焦段较短的广角镜头与等效焦段较长的长焦镜头之间的切换,来实现类似"光学变焦"的效果。

得益于华为旗舰手机的连续屠榜,DxOMark已逐渐成为手机相机的行业标尺,但需要注意的是,DxOMark仅针对相机缺省设置或模式进行测试,尽管采样数据量较大,但测试场景仍不够完善,更无法代表普通消费者日常使用的情况。简而言之,跑分仅供参考,测试数据本身远比分数更有意义。

OPPO的5倍无损变焦未量产 只是概念

华为P30系列剁手必读,光学变焦。只不过,考虑到它的变焦超出 5 倍之后,画质就开始有损了……所以 50 倍究竟能不能达到官网展示的那样,还有待实践检测。

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以代表性产品苹果iPhone 7 Plus为例。iPhone 7 Plus的广角主摄像头为1200万像素,F1.8光圈,28毫米等效焦距;长焦副摄像头虽然也是1200万像素,但光圈是F2.8,等效焦距是56毫米。

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在MWC 2017大会上,OPPO曾推出过5倍无损变焦的专利技术,这也是OPPO 10倍无损变焦的专利技术的前身及基础。当时演示了5倍无损变焦的潜望式双摄结构,成功的将模组的 28mm 的"厚度"变成了"长度"28mm,原本的传感器的底边"宽度"变成了最终 5.7mm"厚度"。并且将光学防抖应用于长焦镜头上。经过OPPO高精度的图像融合技术,最终实现5倍无损变焦。

文章和图片来源:好机友(ID:goodjiyou),不代表科普中国观点

双摄拍人像、广角拍风景、tof拍AR、长焦拍……月亮!手机的影像功能已经成为了国产手机厂商肉搏的战场,据说今年iPhone也会采用华为 mate20 同款的“浴霸”摄像头造型,求真君很高兴看到国产手机厂商有技术领先全球的场面,希望 5G 时代,有更多的国产手机在全球扬威起来。

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单就拍照跑分而言,P30 Pro相比Mate20 Pro仅仅提升5分,加分项基本就靠变焦、散景与闪光灯,基础画质难道没有提升?反正我是不信!

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本文已获授权,转载请联系原作者

(图片来自于苹果官网)

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但是,一直到目前,这个方案都没有实现量产。方案拖了近2年了,甚至有阴谋论者称"我可不可以认为绿厂是在等人们把某硕彻底忘记然后在来秀一波噱头?"

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拍摄中,手机通过左右摄像头使用不同的FOV,使两个摄像头取景不同:当拍近景时,使用广角镜头,拍远景时,使用长焦镜头,从而实现光学变焦功能。

基于硬件规格上的进化,P30 Pro的主摄至少在色彩滤镜、光圈与OIS上有所提升,按理说弱光成像应该优于Mate20 Pro。下面就让GSMArena的夜景对比样张来说话,均为原图中心区域100%截图,解析力上的差别很明显。

当然,沈义人表示10X混合无损变焦技术将于今年上半年正式量产,还表示以后发布的技术都将在一年内量产,保证不缺货。这一做法值得点赞,尤其在目前不少厂商似乎都靠"抢"来饥渴营销的时候。那个时候,我们或许就能看到所谓的十倍光学混合变焦到底能达到什么样的拍摄水准了!

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这样做的好处是,实现了光学变焦,还推出了背景虚化功能,而且即便是拍一些距离较长的物体,也能够保持图片的解析度。虽然不能替代真正意义上的光学变焦,但对于手机而言,却不失为一种新型的解决方案。

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写在后面:其实手机发展到今天,催生了噱头和概念,但最终大浪淘沙之后,什么是真的金子,什么是沙砾,什么是最有价值的东西,一目了然。作为普通消费者,原本也不需要懂这么多,你们大可不必觉得自己无知,因为未来手机是什么样子,是你们自己口袋里的钞票决定的。不管是10倍,20倍变焦,还是只有2倍,最终什么拍摄简单好用、效果好,消费者心理门儿清!但可以肯定的是,Reno用上的十倍混合变焦,肯定不会是真正的十倍无损光学变焦!

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然而,要说的是,无论是"彩色 黑白"还是"广角 长焦"的双摄方案,虽然也解决了一些现实性的问题,但在实际使用中却存在一定的局限性,例如在面对更远距离拍摄物体的时候。

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超级变焦镜头:变焦大突破,比远更远

再来科普一下P30系列的视频功能,根据DxOMark的视频跑分,P30 Pro成绩也算拔尖,仅次于小米9与P20 Pro。

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人自古以来就想走得更远看得更远。那么,智能手机如何才能帮助人类记录下更远距离的景物呢?在这个问题上,华为率先于行业在P30系列手机中给出了答案:超级变焦镜头。

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还记得么?DxOMark仅针对相机缺省设置或模式进行测试。于是乎,聪明的小米9视频默认开启4K,所以就增智慧啦!诚然,也不能说DxOMark视频跑分不公平,毕竟算法是透明的,只能说测试场景仍不够完善,跑分仅供参考。

(图为华为P30 Pro后置摄像头结构解析)

回到P30系列的视频功能,基本就是业界主流水平,与其拍照实力相去甚远。我不会提醒你,Galaxy S10系列可录制4K/60fps,甚至破天荒支持4K/HDR10 。

华为P30 Pro采用特殊设计的潜望式镜头,简单地说就是,它将图像传感器垂直放置在手机内,并沿着一条与机身平行的光学轴线对准镜头,然后使用一面反射镜将进入摄像头内的光线反射到镜头和图像传感器上,如此一来即可创造出比传统摄像头的安装方向(即在手机表面上朝向外部)更长的等效焦距。

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小结:P30系列的相机硬件规格再次破纪录,大底CIS 大光圈 OIS 超广角 超长焦 ToF,堪称业界相机模组堆料典范!高规格的相机硬件,在成像画质上有先天优势,只要算法不拖后腿,吊打市面上其他机型并不困难。只可惜P30系列的相机优势仅体现在拍照上,视频的后腿还被拖得死死的。

需要注意的是,潜望式变焦镜头在从概念到量产落地的过程当中有一个技术难题,那就是工艺控制难度和良品控制难度。潜望式变焦镜头对于三棱镜的摆放精度、两道光路的调优,几乎双倍严苛于现有的光学标准。

三、混合变焦

好在的是,华为研发团队已经通过强悍的系统集成和产业链整合能力,以及与行业专业企业的共同努力,实现了从技术理论模型到产品原型,再到可以大规模量产的消费电子产品。

为了将超长焦镜头塞进厚度8.4mm的机身,P30 Pro引入潜望式长焦模组,将手机的光学焦段直接拉到125mm,按主摄27mm折算,俗称5x光学变焦。

视场融合技术:超级变焦镜头 超分辨率算法

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也许有人要问了:超级变焦镜头何以带来如此惊人的变焦效果?

需要注意的是,使用多个定焦镜头模组来实现所谓“光学变焦”并不复杂,难点在于过渡焦段的图片处理,即实现变焦的技术方案。

说到这里,就不得不提及华为P30 Pro使用的一个被称之为"视场融合"的系统。其最大作用在于,将光学变焦和由算法驱动的数字变焦相结合,可根据所选放大系数切换摄像头。

通俗的做法你懂的,以26mm 52mm的双摄方案为例,当变焦介乎26mm与52mm之间时,相机采用26mm主摄的单张照片进行等效裁剪,然后放大&美化后出图。

3倍以下的变焦距离内,手机通过超分辨率算法来实现所有变焦;3到5倍之间的变焦拍摄,手机通过合并主摄像头和远摄摄像头的图像数据来产生图像。5倍变焦系数时,该摄像头完全仰赖远摄镜头来实现变焦;而对于10倍变焦的最大倍数,摄像头则通过光学变焦和超分辨率的组合,以Raw格式在远摄图像上叠加四个帧来实现。

没错,这就是你们熟悉的数码变焦!此配方经济实惠,但不可避免的存在两个问题:

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过渡焦段成像不够理想。

(华为P30 Pro在不同变焦倍数下的摄像头使用情况)

越趋近长焦焦段,成像越糟糕,51mm与52mm天壤之别。

也正是基于这样的多镜头协作,华为P30 Pro突破了传统变焦镜头的焦段,实现了5倍光学变焦、10倍混合变焦、以及50倍数码变焦,可以说变焦效果非常惊人。

那么华为与徕卡是如何处理的?

在专业影像评测机构DxOMark的测试中,华为P30 Pro展现了迄今在智能手机上看过最好的变焦性能,细节比最接近的竞争机型要好得多,噪点也得到很好的控制,可以生成细节最丰富且最清晰的图像。

以P30 Pro的三摄方案为例,它采用16mm 27mm 125mm镜头模组,相当于光学变焦为0.6x~1x~5x,其余倍率均为过渡焦段。值得注意的是,过渡焦段引入两项黑科技,超分变焦与组合变焦!

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在10倍放大倍率下,超级变焦镜头与超分辨率算法相结合,其细节比竞争机型的领先优势非常明显。

超分变焦:将单镜头的多张照片合成一张高分辨率图片,然后通过裁剪来实现变焦,俗称超分辨率变焦。简单说它就是数码变焦的加强版,区别在于超分变焦的图片源于多张合成,理论上裁剪后仍能保持一定的解析力。

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下图是P30 Pro在5x变焦与10x变焦的样张对比,右图是10x超分变焦的100%原图,左图是5x光学变焦裁剪相同区域并放大至200%查看。差距还是很明显,右图解析力、反差与纯净度完胜数码变焦。

这样的结果并不令人意外。从数码变焦、超级采样,到双摄变焦,手机摄影不断向前发展,而超级变焦镜头的出现,使智能手机的远景拍摄水平得到了前所未有的提升。

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组合变焦:将主摄与长焦的照片合成一张图片!画面主体区域直接采用长焦的照片,而主体外围则由主摄超分变焦后的图片来补齐,神奇吧!很难理解吧?

从华为P9的双镜头,到华为P10的人像摄影,再到华为P20 Pro的4000万徕卡三摄,华为一直致力于做智能手机摄影领域的先行者。而全新华为P30 Pro,更是改写影像历史,实现拍照技术上的大突破,让未来充满更多想象空间。

下图是P30 Pro的4x变焦样张,此时触发组合变焦,主摄与长焦协同工作,长焦负责画面主体,主摄填充画面边缘。友情提醒,画面主体并非正中央,而是偏左上角区域,请在构图时注意避坑。

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毫无疑问,两个区域存在画质分水岭,不过合成算法相当给力,至少分界线不觉突兀,而且缩图浏览无忧,只有100%查看时才能感知。

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还有一件有趣的事情,P30系列超广摄像头输出的标准分辨率与CIS规格一致(20MP或16MP),而主摄与长焦摄像头输出的标准分辨率均为10MP!

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换句话说,小于1x变焦时按超广CIS原生输出,大于等于1x变焦时,无论使用主摄还是长焦、甚至组合变焦,统一按10MP输出。

主摄CIS为40MP的Quad Bayer图像传感器,缺省就是四个像素合一,输出10MP的图片,顺理成章。

长焦CIS为8MP的普通图像传感器,理论上原生分辨率最高只有8MP,之所以要放大至10MP来输出,完全是为了配合主摄的表演,从而保证1x以上的变焦体验以及组合变焦的图片处理。

华为P30系列剁手必读,光学变焦。小结:P30系列在传统数码变焦的基础上,利用CIS与光学镜头的优势,结合日益精进的多张合成算法,引入超分变焦与组合变焦黑科技,将智能手机的变焦能力稳步提升至10x,而且全焦段都支持手持超级夜景,可谓拍得到又拍得好!至于所谓的30x或50x数码变焦,嗯,你懂的,就是真数码变焦,别想太多。

四、屏幕素质

较瘦为什么要强烈建议你们线下体验样机?因为性能可以看跑分,拍照可以看样张,屏幕辣不辣只能自己眼睛收货。

P30系列破天荒全部采用OLED面板,分辨率均为2340×1080,账面区别仅在于形状与尺寸,但内在差很大,甚至有翻车的潜质。

P30:6.1英寸平面屏,面板供应商为三星独家。

P30 Pro:6.47英寸曲面屏,面板供应商为京东方与LG混用。

根据Kim较瘦线下样机肉眼实测,P30屏幕素质尚可,起码算不上短板;而P30 Pro屏幕差距明显,色准稍逊P30可以理解,曲面部分色散也不纠结,然而文字边缘发虚无法接受!

毫不客气的说,屏幕素质是现阶段华为旗舰手机最大的短板,没之一。如果说P30的屏幕勉强能媲美友商中高端机型的话,那么P30 Pro的屏幕基本就是友商低端机的档次。

由于体验条件限制,暂时无法确定这台P30 Pro的面板来源,但根据坊间其他消息,国内出货的大概率是京东方。

另外补充一点,近期圈内热议的屏幕调光方案,两款机型同样天壤之别,你自己看着办吧。

P30:手动亮度条,50%以下为PWM调光,50%以上为DC调光。

P30 Pro:手动亮度条,99%以下为PWM调光,100%为DC调光。

小结:屏幕素质的差别见仁见智,以上仅代表Kim较瘦个人以及相关样机的情况,都说为革命保护视力,请移步线下仔细品味你感兴趣的机型,顺便跟现役的手机互相伤害,眼睛舒服才是真的好!

尾巴

算起来,华为手机的真正崛起,始于2016年的P9系列,历经三年多的沉淀与积累,华为与徕卡的深度合作再一次将华为手机的拍照功能推向顶峰,不再单纯靠底大一级来压死人,而是将算法进化融入其中,从而进一步提升手机拍照的观赏性与娱乐性。

然而,华为手机的拍照愈加流弊,相比之下其他方面却逐渐相形见绌,如今很难将华为旗舰视为水桶机,它们的优缺点泾渭分明,已然成为圈内最闪亮的偏科生。拍照素质卓越,越夜越美丽,但视频与自拍很平庸;后盖配色多元,但正面辨识度极低;40W快充与反向充电先声夺人,但屏幕素质常年飘逸,甚至自带抽奖模式……不是说华为旗舰机不好,只是以华为今时今日的体量与地位,本应该做得更好才是。

好吧,不废话,剁手建议结案陈词:

如果你追求手机拍照功能,尤其是弱光成像,那么毫不犹豫的选择P30吧!

如果你追求手机拍照极致,尤其是长焦可玩性,而且愿意忍受辣眼睛的屏幕,那么不妨考虑P30 Pro。

如果你还在乎工业设计、握持手感与屏幕素质,甚至需要一台安静的水桶机,那么出门右转其他品牌。

好吧,这堂课就到这里,更多搞机黑科技,敬请关注「Kim工房」!

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