深度:双潜望带来了怎样的长焦体验?

乐活   摄影   2024-01-13 10:34   广东  

潜望式长焦自华为P30Pro的5x开始,至今已经在行业里广泛应用于一切重视影像的机型上。

就连苹果也像睡醒了一般在2023年的iPhone15promax上添加了绕开潜望专利、使用4棱镜压缩光路以使用大底传感器的类似技术。2023年也是潜望式长焦的大年,我们不仅能在大量中端机上看到潜望长焦。

在高端影像旗舰机型上,比如P60 Pro,能够使用f2.1的光圈实现长焦夜景以及定制浮动结构实现10cm微距,而OPPO Find X6作为影像旗舰,甚至使用了高达f2.6的光圈和1/1.56的大底传感器,堪称潜望长焦的巅峰。


而时间来到2024,这项技术已经在纵向的增大底做大光圈的探索上摸到了手机体积vs成本的某种极限,因此OPPO也非常果断地采用了横向强化的策略,丧心病狂般破天荒地使用了2只潜望长焦,来保障长焦端的中焦人像、长焦人像,以及望远和微距这四大需求。

可以说,使用双潜望是在目前的技术条件下同时满足这四个主要需求的最好方案,并且OPPO在选择长焦器件的时候仍然将人像放在了绝对的首要位置,这一点和Find X6之前所提到的“不追求极限望远”完全不矛盾,甚至你可以说,Find X7 Ultra的望远能力提升,是人像得到充分保障之后的顺带作用——黑厂对自己影像能力的定义和坚持是十分清晰的。



Part.1



为什么要使用潜望长焦?

在本文开头回顾了一下潜望长焦的历史,现在更想给大家介绍一下潜望长焦的原理:

1)相机长焦的原理和代价:

更高的放大倍数天然需要更长的焦距,为了让画面在成像平面上显得更大,必须使用视角更窄的镜头,这样也就必然导致焦距变成,这是物理法则——更长的焦距必然带来更长的镜筒,这和1+1等于2一样符合直觉,而手机寸土寸金的空间里不可能直立放置相机一样的超长镜筒;

与此同时,更长的焦距天然需要更高的快门速度,因为放大了画面,就同样放大了抖动带来的任何糊片,这就需要长焦有更大的同光孔径——于是长镜筒+粗孔径,相机长枪短炮就是这么来的, 为了帮助摄影师能正常使用又大又重的长焦,三脚架乃至液压云台三脚架都是必备,而这正是手机的完全无法承受形态和使用方式。

2)手机潜望长焦的原理和收益:

传统的直立式摄像头的光路置于机身厚度中,因此焦距增长的天花板很低,那么潜望长焦,则顾名思义,利用了潜望镜的原理,将光路一次或者两次90°折叠,把光路藏在机身的长度里。

于是潜望式镜头可以获取数倍于直立模组厚度的空间,以此延长焦距获得更高倍数的长焦,而光路变长之后,还可以通过增加镜组移动距离的方法,获得微距的拍摄能力。

潜望长焦的问题:
我们知道基于同代技术,没有“既要又要”的好事,光路折叠之后焦距虽然变长,但必然要付出代价。首当其冲的就是光线强度,通过镜面反射后,光线必然有损失,会降低一定的画面质量。
而折叠光路后,镜组的厚度转变长度,体积增大,必然占用更多的器件堆叠空间,挤压其他器件。

最后,焦外成像问题。因为我们传感器的形状是长方形,那么制造圆形的反射镜面必然不可行,既浪费空间又增加难度,所以潜望长焦看过去基本也是长方形。但这就造成了焦外虚化光斑的形状问题——正常圆形孔径的镜头焦外成像呈现圆形,而使用方形棱镜/反光镜的潜望长焦会造成焦外光斑呈现方形,对于经常使用相机镜头的朋友来说,这样的焦外看起来确实不是那么习惯。


Part.2



双潜望是否有必要?

在拥有Find X7 Ultra之前回答这个问题,我会很明确地告诉你不必要,因为潜望长焦实在是太占空间,也太昂贵,代价是不小的。
因此在兼顾人像和望远的双长焦设计中,我们最常见到的是3x+10x的组合,其中一般10x为潜望,为保障望远需求而设计,通常可以数码变焦到100x这个只占主摄视角万分之一的极限距离。

因此双潜望的必要性,一定要来自于双潜望的收益。当我使用了一段时间OPPO Find X7 Ultra之后,我觉得双潜望对于135mm焦段的人像可以说是非常必要,甚至应该成为长焦旗舰的标配;而双潜望应当说是目前唯一的全面兼顾人像效果、望远和微距的解决方案。

1)首先,最简单的望远效果增强——区别于主流的3.5x单长焦,增加6x长焦,将有效提高望远画质——20x,30x等倍率下的远景成像素质从6x数字变焦而来,必然比3x或者3.5x更好。

而类似20X左右的超长焦效果也提升非常大。

2)其次,3X和6X的双潜望组合,将极大提高6x焦距的人像拍摄效果,特别是人像模式下的抠图精准度。

再次科普下,人像模式的抠图,是基于双摄像头拍摄下的画面产生的视察从而计算出空间的深度,进而将主体从前后景中剥离出来的计算方式。

而空间的计算深度,取决于双摄的分辨率和两个摄像头之间的距离,同时取决于主体距离双摄的远近。

我们人眼的立体视觉能力也是同样的原理,很简单的实验就能让大家感受到——现在就举起一根手指放在鼻梁前10cm的位置,左右快速交替闭眼,感受两只眼睛看到手指位置的不同——是不是左眼看着靠右,右眼看着靠左?

现在再把手臂伸直,举起一根手指,然后交替闭眼,发现了吗?左右眼中手指位置的差异,跟距眼睛10cm时比,是否显著变小,基本都在左右眼画面中间了?
这就是双目测距的原理,也是手机人像模拟虚化时测量画面深度信息的原理。

早期的平行双摄手机使用两颗同样焦距,同样像素数量的摄像头进行测距——这是最理想的方式,和人眼一致。
然而手机空间越来越紧俏,焦段越来越丰富总不能为了测距让每一个焦段的摄像头数量都直接翻倍吧?
使用2颗焦距一样的镜头已经太奢侈不可行,
于是当前的多摄手机的人像模式测距,基本是通过主摄画面裁切至3X或3.5X,然后同原生3X/3.5X的画面进行比对。

而通过24mm广角主摄和3.5x长焦画面进行深度计算,那么就是将主摄画面中1/3.5² 约1/12的画面裁切出来和3.5x长焦画面来展开比较,主摄就算开全像素5000万像素,裁切后也只有400万像素,那么当你拍摄3.5x以及往后的5x 10x等长焦人像时,空间深度的计算精度必然极大降低。

而OPPO Find X7 Ultra所采用的3X+6X的双潜望的焦段方案就很好地解决了这个问题。3X画面按照5000万像素全开后裁切至6X,仍有1250万像素,和6X画面进行深度比对时,仍然可以保持很高的精度,这就让135mm焦距的人像抠图能力大幅提升,要知道如果仅凭主摄和6X长焦进行拍摄,5000万像素原本要裁切至138万左右,同1250万像素比,差距实在太大。

具体来说,OPPO Find X7 Ultra的135mm焦段得益于和3X焦段的协同测距,抠图精度达到令人发指的“汗毛级”。

3)6x长焦代表着135mm,也是人像的经典焦段。

许多以“空气切割机”为名的镜头,也正好落在135mm。实际上,85mm、105mm、135mm三个焦段都诞生了许多经典的人像镜头和作品。使用135mm刻画人物肖像,比85mm会减少更多的变形,与此同时也让人物和背景有着更强的分割感。

4)双潜望将大底带入长焦焦段,能够有效地提升夜拍能力。

市场上为数不多的双长焦设计中,10x焦段往往很难在夜晚启动,即使启用成功画质也难以使用;而其3x摄像头并非潜望式,又往往使用小传感器;结果就是整个长焦系统在暗光下的表现都很吃力。
而Find X7 Ultra通过双潜望设计,让6x的画质在暗光环境下也达到了可用的程度,并且在更暗的环境里还可以使用光圈更大的3x潜望摄像头进行2倍点对点裁切出图,可以说是双重保险应对暗光的不同程度。


↑在黑夜仍然可以启动的6长焦



Part.3



总结:

OPPO Find X7 Ultra使用双潜望,并且和谐地分布在了机身之内,可以说是非常夸张的设计,论必要性,双潜望可谓是——旦用难回。
而说起四摄,更不能忘掉这颗业界最先进的24mm广角。搭载f1.8的大光圈,使用lYT900传感器,该传感器使用最新22nm制程制作,功耗降低算力大幅提升,动态范围表现出色噪点控制喜人,搭配OPPO XDR全链路超光影体系,真的让人能在手机上拍摄/观赏到堪称“栩栩如生”的画面。

综合来说,2023争奇斗艳,2024抢夺极限。
OPPO Find X7 Ultra在新年伊始就给行业端上来这么一份大礼,属实雄心勃勃要力争第一。

目前来看,能够同时具备超大底大光圈主摄、双长焦的机型,基本上也是历史上的机皇,比如Mate40 pro+,P40 Pro+等等。而2024的OPPO,在使用最新一英寸传感器和双潜望之后,更是把机皇这个头衔推到了更高的地方。

-END- 


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