深入解讀OPPO 10倍混合光學變焦技術

2019年1月16日，OPPO在北京召開了一場名為「十所為見」的技術溝通會，在這場會上，OPPO拿出了在2017年MWC上發布的5倍無損變焦技術的升級版——10倍混合光學變焦技術，並且宣布這項技術已經具備商用及可量產條件。那麼，這項新發布的技術到底是個什麼情況？它是如何在手機輕薄的機身中實現10倍變焦的？會前會後，我與OPPO的小夥伴聊了不少，就趁熱整理一下吧。

手機的變焦成像到底是怎麼回事？

要詳細解釋OPPO全新的10倍光學變焦技術，就要對手機的變焦成像有一個基本的了解，反正磨刀不誤砍柴工，在這裡就先行溫習一下吧。

回到相機領域的變焦，主要就是通過鏡頭焦距的變化，實現變焦成像，而這種變焦，因為純粹依靠的是鏡頭物理焦距的變化實現的，因此它對於畫質的影響幾乎可以忽略不計。當然，鏡頭在不同焦段有著不同的光學表現能力，成像素質也會有些差別，但在這裡我們不計入考慮。但是，鏡頭因為要實現變焦，就必須涉及到鏡片的分組，用於各鏡片級別移動的步進機構以及伸縮式的鏡筒等要素，其體積問題是無法迴避的，因此多年以前就有柯尼卡-美能達、索尼等推出過潛望式鏡頭用來解決小DC鏡頭體積的問題，通過這個方案，就可以在「輕薄」的機身里實現平滑的光學變焦效果——當然，這個輕薄放在現在的手機身上是不能看的。

再轉到手機的領域，在這麼多年的時間裡，我們也看到了不少以光學變焦機身或是鏡頭為基礎的奇葩手機作品，幾乎沒有一款是賣得好的。因為畢竟消費者買手機，前提還是消費一款手機，而非是一台相機，因為笨重的鏡頭機構帶來的傻大黑粗形象實在是入了不消費者的法眼，因此，在很長一段時間裡，手機都是採用定焦鏡頭 數碼變焦的方式來進行「望遠」工作，畢竟要將就輕薄的機身嘛。

但是，這種方式會帶來兩個問題，第一個很直觀，就是畫質無法保證，數碼變焦倍數略高一點，所得的照片就滿是馬賽克，第二就是另外一個問題，變焦的成像表現。其實伴隨著光學變焦，會讓畫面的兩個因素受到直接的影響：1.視角，2.透視關係，相對應的描述就是：廣角鏡頭視角大，且會放大物體之間的距離，所謂廣角鏡頭的空間感就是這麼來的；長焦鏡頭視角小，且會壓縮物體之間的距離，比如我們看到的很多野生動物的畫面，因為是用超長焦鏡頭拍攝，看上去動物之間好像很近，但其實它們之間還是有距離的。

不過，隨著手機多攝系統，特別是多焦段鏡頭的引入，再加上演算法的提升，現在的手機已經可以做到無損變焦了，它其實就是通過多個焦段鏡頭提供的不同影像信息，再通過演算法，從而得到無論是畫質還是透視關係都遠好過數碼變焦的最終成像——當然這裡有一個例外，就是Google Pixel的單攝，神級的變焦效果。

以當前在售的變焦能力作為代表之一的——華為Mate 20 Pro為例，官方宣傳其影像系統變焦能力為16mm~270mm，等效16mm是通過廣角鏡頭實現的，27mm是主攝的等效焦距，等效85mm是長焦攝像頭的焦距，因此在85mm以下的焦段成像，都是有鏡頭的光學能力作保障的；再往上，85~135mm（5倍）這個焦段，就被稱為混合變焦，因為其有一枚4000萬像素的大底，可以提供足夠多的畫面信息，通過截幅手段和其他鏡頭模組提供的影像信息，得到視角差不多的照片，特別是在光線比較好的情況下，照片可用度很高；但從這裡再往上到270mm（10倍），就是純粹的數碼變焦了，就算是光線比較好，得到的照片也差不多就是個將就用的水平。

實打實的10倍變焦能力

好了，我們再回到今天的主角——OPPO 10倍混合光學變焦技術上。有了前邊那邊多的鋪墊，再來解釋這個技術就容易多了。首先，它是一個三攝系統，分別是一個15.9mm的廣角鏡頭，一個高清的主攝鏡頭（焦距沒說，但手機的主攝一般都是27mm~29mm這個區間，高的會達到30mm，在這裡這個數字不重要）以及一個採用潛望鏡結構的159mm的長焦鏡頭，這三個鏡頭一起，讓這個系統能在15.9mm~159mm的廣泛焦段，都提供非常理想的成像能力，是的，沒錯，在這個焦段區間，都是通過鏡頭的光學能力提供影像信息的。而用OPPO的角度去理解這樣的解決方案，其實不在於和其他的手機廠商做變焦倍數的「軍備競賽」，因為消費者的基本使用需求是比較固定的。而之所以此次發布的涵蓋1-10倍，是為了滿足用戶全焦段場景下的使用需求。

其次，發布會上提到了這個複雜影像系統的主攝為高清主攝，對此我也做了確認，如無意外，就肯定是這段時間被討論得火熱的索尼IMX586感測器，就是那個1/2英寸大小，4800萬像素，Quad Bayer排列，單像素0.8μm，可以四合一為1.6μm單像素輸出的感測器。因為有它的加入，能為OPPO 10倍混合光學變焦系統提供足夠多的影像信息用於運算，所以，個人認為除了159mm的光學焦段之外，未來商用之後，實際的產品甚至可能會有更高的混合變焦表現。

然後就是商用量產的問題。之前5倍無損變焦系統在發布之時，就已經宣布模組厚度為5.7mm，但OPPO的工程師還是發現進行量產會讓手機變得比較厚。其實這個可以理解，因為2017年~2018年，OPPO的重頭機型是在R系列上，而R系列的一個重要特性就是輕薄手感好，變焦能力帶來的影響最後還是被捨去了。而在開發10倍混合光學變焦模組的時候，工程師進一步對潛望鏡的鏡片組進行了優化：我們可以注意到5P結構的鏡組最前邊兩枚鏡片並非純圓，而是在兩側進行了切割，毫無疑問這也是為了進一步減少模組的厚度。至於這個厚度是多少，OPPO的小夥伴今天還是賣了一個關子，在個把月後巴塞羅那的MWC2019上，這個數據應該會公布吧。

當然，一說到長焦鏡頭，防抖就必不可少了。所以這次OPPO 10倍混合光學變焦模組採用了雙光學防抖的配置，分別在4800萬像素的主攝和潛望鏡模組的三角光學稜鏡兩個部分添加了光學防抖（OIS）組件，從而保證長焦成像的清晰。而為了保證光路的精確性，OPPO也在防抖上做了很嚴格的驗證工作，這些數字大家都能看到，在這裡就不多說了。不過從現在了解到的情況看，這個三角光學稜鏡的防抖難度是相當大的，只是目前得到的信息還比較有限，後續我也會繼續關注的。

說到最後，就是OPPO說這項技術已經可以量產，那麼會用在哪款機器上呢？首先，我們一定要注意這套系統的主攝是像素高達4800萬像素的IMX586，在不外掛ISP的前提下，拖動這塊感測器的SoC並不多，最新發布的驍龍855就是其中之一，它可以驅動雙2200萬像素或單4800像素。從這一點上推斷，OPPO理應會將這項技術放在驍龍855的平台上，毫無疑問就會是OPPO的旗艦類產品。而結合著前兩天網上曝光的信息，據傳聞OPPO內部有一款代號波塞冬的機器，也顯示OPPO下一代終端必將搭載驍龍855平台。會是Find系列嗎？還是那個話，別忘了OPPO還有一個沉寂許久、掛著影像之名的N系列哦。看來今年這個旗艦年看點多多呢。

想想也對，在很長一段時間裡，OPPO在影像領域的優勢都比較突出，但在最近一年多的時間裡，OPPO在手機影像領域給人多少有點懈怠的感覺，直到去年下半年發布的R17 Pro，又再次將影像這個大旗給扛了起來，但令人扼腕的就是它的平台。而現在，10倍混合光學變焦技術，其紙面能力放在當下的業界，也算是只此一家，別無分店，它是否能延續OPPO的影像血統，等到搭載該技術的機型上市就知道了。

寫在最後

除了10倍混合光學變焦技術，這次技術溝通會還有一項光域屏幕指紋技術推出，基於TFT薄膜晶體管技術的指紋感測器已經把屏幕指紋驗證的預期推高到了全屏幕，並且現場的展示機體驗也還不錯。此前OPPO高調宣布2019年的研發費用將會突破100億，現在我們已經看到了其在2019年開年的第一招，乾貨滿滿的感覺。反正一個多月以後就是MWC2019了，屆時OPPO還會有什麼大招放出，就讓我們一起期待吧。

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