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  这些年,为了满足用户的拍照需求,手机厂商也算是费劲了心思,比完你有几千万像素,又要比你有几个摄像头,光圈大小也是不停你追我赶。

  从F2.2到F1.8再到现在的F1.5超大光圈,一次又一次突破极限,手机拍摄素质也得到长足的进步。

  当然,关于手机光圈是否真的越大越好的疑问也是一直存在的,这个问题要是在过去,答案必然是肯定的,但是放在现在就真的不一定了。



手机新命题:

如何获得小光圈效果


  所谓光圈,就是镜头内用来控制进入机身内感光面光量的装置。手机受限于摄像头模组体积大小等原因,几乎都没有光圈叶片,只有固定的光圈值,为了提高进光量就会追求更大的光圈值。


传统相机镜头中的光圈叶片结构

 

  但是除了提高光圈值之外,手机现已能通过其他手段更广泛地增加进光量,比如已经非常普遍的双摄像头模组,以及ISP、HDR、多帧降噪、高感成像等技术。就连大光圈的浅景深效果也能通过双摄像头切换和机器算法实现。

  因此我们其实可以得出这样的结论,手机一味追求超大光圈的时代一去不复返了,如何让手机获得小光圈拍摄效果,将成为新的命题。

  考虑到现今手机轻薄化的趋势,像诺基亚808、松下CM1、三星Galaxy Zoom等更像相机的手机并非主流,因此更容易获得认可的手机小光圈方案目前有两种,一种就是努比亚手机的电子光圈,还有就是最近三星S9被炒得很火的可变光圈。


说到手机上的可变光圈,真正的首创还是2009年登场的诺基亚N86,提供了F2.4、F3.2、F4.8三档光圈,但只能自动调节,不能手选。

 


可变光圈厉害在哪儿?


  对于已经制造好的镜头,我们不可能随意改变镜头的直径,但是可以通过在镜头内部加入多边形或者圆形,并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量,光圈的作用就在于此。



  不过这个在相机镜头中已经得到普遍应用的可变光圈结构在手机摄像头中却因为受体积和工艺的限制始终无法实现。

  如今包括早前的三星W2018和三星S9系列,它们所实现的可变光圈技术与传统相机光圈的工作方式几乎一样,是一种完全基于机械原理的技术。


在三星S9系列的主镜头上,具有一个机械的切换叶片用来切换光圈大小

 

  我们可以在它的手机镜头中看到一个可收缩的光圈阑,以实现在F1.5和F2.4两个光圈之间的切换。

  当环境光线昏暗,自动将光圈放大到F1.5,在白天或光线明亮的环境,镜头光圈则会收缩到F2.4,避免大光圈可能产生的边缘画质以及高光溢出的问题。

  不过由于受体积及机械结构所限,它目前还无法实现F1.5到F2.4光圈之间的平滑切换,因而只能做二选一,同时在不同光线环境下是否能做到足够快速的响应和自动切换也还存在一些疑问。


三星S9可变光圈动图



电子光圈靠谱吗?


  虽然三星S9的可变光圈让手机可以同时获得两种光圈效果,但依然无法完全满足许多人所期望的“慢门摄影”或“长时间曝光”。

  实际上较早之前便有厂商尝试用数字方法模拟实现“电子慢门”,包括努比亚的电子光圈,以及华为手机上的流光快门。





  手机中所说的电子光圈,和过去相机所称的电子光圈是完全不同的,过去需要采用机械结构的光圈调节环来改变镜头光圈大小,后来才逐渐出现拨盘、按钮等光圈设置的电动装置,为了与此相区别便称作电子光圈,后来因为拨盘、按钮逐渐普及便就没有了这样的叫法。

  2014年上市的努比亚X6首次搭载了电子光圈功能,这种叫法则是为了与物理的光圈结构相区分,因为它纯粹是通过软件算法模拟的小光圈效果。

  首先明确的一点是,电子光圈并不是以减少通光量的方式来实现,它也不会产生传统光圈收缩带来的景深变化,却可以连续多帧不间断拍摄,然后提取关键帧并同时将各帧透明化后合成处理,得到长曝光的结果。手机拍星星、星轨也是同样利用这一技术。我们可以把这种技术理解为后期中的堆栈技术,道理一样。



  目前电子光圈最主要的应用场景在于拍摄动静较小的画面时,这是我们曾经使用努比亚手机的F11电子光圈夜间拍摄水面的样张,曝光了3秒,可以看到,水面呈现了毛玻璃的效果,说明其缩小光圈长曝光的作用。

   以F2.0的光圈值来说,如果没有电子光圈加持,曝光时间在暗光环境下通常是1/17秒,这样的时间不足以拍出毛玻璃水面,或是白天进行流水慢门拍摄。当然,电子光圈目前也还存在问题,锐度解析力有明显差距以及色斑等。



电子光圈与可变光圈结合?


  可变光圈对于手机拍摄的重要性,厂商一直都是心知肚明的。手机的优势在于强大的处理器性能以及灵活的软件系统,在不给手机的轻薄化拖后腿的前提下,更深入开发多帧合成技术,将电子光圈和物理可变光圈结合起来,便可让手机获得更广的光圈范围,手机摄影的可玩性也将越来越高哟。

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