湊數還是剛需　淺析智能手機的微距鏡頭

鏡頭不夠 微距來湊

在組成智能手機的多攝矩陣中，真正具備實際意義的攝像頭主要以廣角主攝、超廣角和長焦鏡頭為主。以當前最強的拍照手機華為P40 Pro+為例，它就通過這三類鏡頭的搭配獲得了16mm～240mm的全焦段覆蓋能力。

然而，同時列裝這三類鏡頭的成本較高，但手機廠商又不希望產品因沒有“多攝”光環加持而影響銷量，所以涌現出了很多用來湊數的鏡頭，比如黑白鏡頭、景深（有時也稱人像）鏡頭和微距鏡頭（圖1）。之所以說它們“湊數”，是因為它們的功能都能通過AI算法模擬，比如如今很多手機用于自拍的前置攝像頭只有一顆，但卻依舊可以實現較好的背景虛化效果，這就是軟件算法的功勞。

認證能模擬微距鏡頭

從某種層面來說，如果將微距攝像頭歸類到“湊數”的鏡頭陣營中可能有失偏頗，因為微距的確是現實中經常用到的拍攝場景，而且不同的微距鏡頭或算法之間的效果也存在極大的差距。

手機主攝通常為25mm～28mm焦距的廣角鏡頭

裁切畫幅的主攝

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⑤OPPO Find X2?Pro的微距模式拍照界面

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早期的智能手機只有一顆攝像頭（圖2），哪怕它的傳感器尺寸再大、像素值再高，當拍攝主體與鏡頭之間的距離小于7cm時也會出現對不上焦的問題。此時，我們通常只能放棄近距離拍攝，嘗試慢慢后移鏡頭，直到尋找到最佳的對焦點。

隨著用戶對微距拍照需求的不斷增加，有些手機廠商在相機APP中引入了微距或超級微距功能（圖3）。切換到這個模式后，大家會驚喜地發現手機可以拍清楚細節了！但這類微距模式其實都屬于“軟件功能”，比如早期主攝像素值不高時可利用多幀超采樣技術拍攝更高像素的照片，并將局部畫面放大裁切出來，但依舊沒能完全解決有效對焦距離偏遠、照片放大后細節發虛的問題。

大家可以拿自己的手機做個測試，對著拍攝物體保持可以對上焦的極限最近距離，再切換到2X或3X變焦模式，是不是也有了一種微距效果？

雙重身份的超廣角

2018年，以華為Mate 20系列為代表的產品對超廣角鏡頭進行了深度挖掘，賦予了其臨時客串“超級微距”（俗稱“貼臉拍攝”）的能力，可以實現2.5cm超近距離的對焦（圖4）。其工作原理是超廣角鏡頭的焦距只有1 5mm-1 8mm，可以將鏡頭拉得更近。由于超廣角鏡頭的像素值多在800萬-4800萬之間，照片放大幾倍后仍有很高的質量，在一些攝影愛好者手上可以拍出極為出色的微距大片。如今，具備雙重身份的超廣角鏡頭已經成為了vivo、OPPO和小米等品牌旗下部分中高端手機的標配（圖5）。

需要注意的是，并不是所有的超廣角鏡頭都能具備超級微距功能，華為P40配備了焦距為17mm的1 600萬像素超廣角鏡頭，支持2.5cm超級微距;而P40 Pro和P40 Pro+雖然采用了更高級的4000萬像素電影鏡頭（1 8mm焦距，也屬于超廣角），但卻不支持這一功能（圖6）。可見，想讓超廣角鏡頭兼顧超級微距可能涉及到硬件層面的定制，并非一種純軟件的算法。OPPO Find X2Pro的微距模式拍照界面

傳統微距愈加尷尬

自從超廣角鏡頭從事“兼職”以來，（手機領域）專用的微距鏡頭就顯得極為尷尬了。要知道，很多干元機拿來湊數的微距鏡頭只有200萬像素，而且對焦距離也只有4cm（如圖1所示），微距照片粗看還不錯，一旦放大細節就慘不忍睹了。作為最新上市的旗艦級手機，魅族17配備的微距鏡頭稍好一些，500像素且支持2.5cm超級微距（圖7），而它也應該算是微距鏡頭的極限了。

微距與長焦鏡頭聯姻

既然超廣角鏡頭可以兼職，那長焦鏡頭為啥不能客串？要知道，在專業級的單反相機領域，最被玩家津津樂道的就是100mm百微焦距的微距鏡頭（圖8），而100mm焦距已經屬于長焦鏡頭的范圍了，我們在展覽館看到的絕大多數微距照片，其實也大都是出自長焦微距鏡頭拍攝。

最大放大倍率

看到這里，相信大家應該已經注意到了，微距模式需要攝像頭擁有更小的“最短對焦距離”。絕大多數主攝鏡頭的這個參數普遍在7.5cm左右，超廣角和微距鏡頭則能被壓縮到5cm～2.5cm。大家可以將《電腦愛好者》雜志慢慢移到眼前，距離眼睛越近上面的字就會越大越清晰，但只要跨過某個距離點位，看到的字就變得越來越模糊，而這個臨界值就是“最短對焦距離”，也是“最大放大倍率”（圖9）。

如果我們將主攝的7.5cm對焦距離定為1X放大倍率，那支持5cm和2.5cm的微距鏡頭的放大倍率就分別為2X和3X，可以將拍攝主體等效放大2倍或3倍，微距效果就是這樣呈現出來的。

問題來了，無論是支持2.5cm對焦的專業微距鏡頭，還是支持該功能的超廣角鏡頭都存在一個嚴重的問題：你需要把手機貼近物體才能拍攝，非常容易遮擋光線。此外，隨著潛望式長焦鏡頭的普及，智能手機在遠距離拍攝時的表現距離數碼相機又近了一步，而就微距拍照而言，智能手機又該如何跟上單反+專業微距鏡頭的步伐呢？

當長焦學會微距

作為第一款引入“長焦微距”技術的智能手機（圖10），RedmiK30 Pro配備了一顆500萬像素攝像頭，其傳感器型號為三星S5K5E9，單位像素面積為1.12微米，是一顆比較低端的存在。但是，這顆鏡頭卻具備50mm的等效焦距，如果放在其他手機身上，它應該是一顆標準的支持2X光學變焦的長焦鏡頭，但Redmi卻通過改變鏡頭結構讓它只能在3cm-7cm范圍內對焦，也就是只能拿來拍微距，拍攝遠處風景則是模糊一片。

3cm的“最短對焦距離”，意味著Redmi K30 Pro的最大放大倍率為2.5X，表面上似乎不如那些支持2.5cm超級微距的對手，但請不要忘記，Redmi K30 Pro的這顆“長焦微距”擁有50mm的焦距。CFan曾在2020年第11期《遠方風景獨好手機如何變身“望遠鏡”》特別話題中詳細介紹過焦距的作用，焦距越大，在相同位置拍攝的景物也就越大，類似放大鏡效果，所以業內才將超過50mm焦距的攝像頭稱為“長焦鏡頭”。

如果以25mm焦距的廣角主攝，在1X最大放大倍率拍攝的主體大小定為100%（25×1），那16mm超廣角微距在3X最大放大倍率下就能將拍攝主體放大近2倍，而50mm長焦微距在3X最大放大倍率下更是可以等效放大4倍（見表）。當然，這種計算方式并不嚴謹，背后還會涉及到視角、算法和畫幅的裁切，上述描述只是為了方便大家理解。

正是由于Redmi K30 Pro的放大倍率更高，所以你無需將手機緊貼物體就能拍攝到更精細的畫面，也徹底解決了超級微距模式容易遮擋光線的問題。如果你刻意緊貼物體拍攝，則可呈現出更加趨近“顯微鏡”的放大效果（圖11），而這也是長焦微距的最大特色——可以將局部畫面放大到極致，擁有更好的自然虛化效果（圖12）。與其對應的，使用超廣角鏡頭進行微距拍攝，在突出主體之余可以保留更多的環境細節。

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小結

近些年智能手機一直在影像之路上大踏步地前行，先后點亮了美顏自拍、AI智能場景識別、超級夜景、混合光學變焦等“技能點”，相對這些拍攝功能中的“剛需”，微距模式顯然還差了一個量級，屬于一種附加賣點。畢竟，手機內部“寸土寸金”，每一顆鏡頭的位置都非常寶貴（圖13），普通的微距鏡頭自然也就有了“湊數”的壞名聲。

⒀和其他攝像頭相比，微距鏡頭非常不起眼

在這種大環境下，Redmi K30 Pro主打的“長焦微距”就為其他廠商提供了一種非常好的差異化競爭思路，用較小的成本開銷就換來了顯著的微距效果提升，也讓微距模式有了更多的玩法。可以預見，未來這種“長焦微距”將會逐漸成為更多手機的特色賣點，讓智能手機達成“望遠鏡”的目標之余，還能過一把“顯微鏡”的癮。