近日，OPPO在其官網公佈了全新一代的手機光學變焦方案，並宣稱可實現等效85mm與等效135mm的光學變焦能力。藉此機會，筆者就來和大家聊一聊關於手機變焦背後的一些事。

傳統的相機變焦的工作原理是透過改變鏡頭內部光學鏡片的相對位置，進而改變整個鏡頭的焦距，達到將被攝物體放大的效果，在這裡，變焦以來的是鏡片的物理移動。與我們常說的“底大一級壓死人”有同樣規律的是，光學變焦同樣是一個難以突破的物理難題，必須以空間換取質量。

由於手機體積的物理限制，傳統手機的鏡頭都是採用定焦鏡頭，且放大倍數不高。舉iPhone 11系列為例，其長焦端焦距為等效52mm，可實現接近2倍的畫面放大，幾乎已經是手機鏡頭正常放置的極限。而目前國產旗艦中必備的“潛望式”長焦鏡頭，則透過將鏡頭橫向放置，再透過稜鏡將光線折射，巧妙地利用了機身內部空間，在不增加手機厚度的情況下將放大倍數增加到了5倍甚至10倍以上。

講到這裡大家可能會有一個疑問，為什麼筆者說的是放大倍數而不是變焦倍數？因為從嚴格意義上將，手機相機中所謂的光學變焦其實是在偷換概念，正如前文所提及，手機中的鏡頭包括潛望式長焦端都是定焦鏡頭，並不具備透過鏡組移動來進行變焦的能力。

為了實現所謂的變焦能力，廠商們想了很多辦法。第一個辦法是透過繼續增加攝像頭的數量，比如小米近期釋出的小米10至尊紀念版，其在主攝與5倍長焦端之間又加入2倍的長焦作為補充，一方面是2倍（等效約50mm）是人像拍攝的黃金焦段，另一方面是作為5倍長焦的中繼鏡頭，使得1-5倍放大時不至於僅僅採用主攝裁切，一定程度避免畫質劣化。

另一個方法是透過多焦段影象融合演算法，當用戶在1-5倍之間放大時，畫面的主要部分仍然由主攝進行數碼裁切放大，而在影象中心區域則呼叫長焦端進行拍攝，最後將長焦端所拍攝到的精細內容合成到畫面中間。由於未達到5倍的放大，因此5倍長焦端所拍攝畫面未能覆蓋整個畫面，因此邊緣區域仍然是主攝裁切，因此會出現中心點清晰而邊緣模糊的情況。

據OPPO官網介紹，其最新開發的技術名為階梯式變焦技術。OPPO的工程師在潛望式長焦端中加入了變焦馬達，用以驅動鏡組的移動，進行真正的光學變焦。此外，OPPO還使用大尺寸感測器結合 Fusion 多焦段影象融合技術、多攝視場角對齊技術和超分演算法等技術，最終實現了85mm-280mm的焦段覆蓋。

根據OPPO公佈的解析圖可以看到，新的潛望式鏡頭模組採用了三群組變焦鏡片，共計七枚鏡片來完成最大135mm的焦段覆蓋。而為了實現鏡組的移動，OPPO定製設計了16bit的高精度驅動IC來精準控制兩組鏡片的移動，甚至還加入了光學防抖。

以下是OPPO公佈的樣張，左側為常規的3。3倍放大（約為85mm），右側為OPPO階梯式光變的85mm焦段，可以明顯的看到，在光學變焦的加持下，畫面整體的銳度以及純淨度都有著碾壓性的優勢。

OPPO稱這項技術目前已經取得了幾十項專利，擁有一定的技術壁壘。關於這項新技術，筆者想來聊一聊其意義以及一些疑問。首先自然是對新技術表示歡迎，實際上OPPO在拍照技術的開發上一直是比較激進的，當下流行的潛望式長焦鏡頭最先就是由OPPO所展出。階梯式變焦技術最大的意義就在於其填補手機長焦到超長焦端之間的焦段缺失，正如前文所提及的內容，焦段的補充可以緩解低倍鏡頭裁切的畫質劣化問題。其次是減少手機的鏡頭數，由於潛望鏡頭可以覆蓋更低倍數，因此不必要的鏡頭也可以去除。

聊完了優勢，筆者也想探討一些OPPO在新聞稿中沒有明確說明的點。首先是能否實現連續變焦，OPPO給出的說法是“在等效焦距85mm與135mm實現光學變焦”，而在後續提及的技術中又出現了用於低倍變焦合成的多焦段影象融合技術，因此筆者推測在85mm到135mm之間的變焦仍然是採用合成演算法，而不是連續的對焦。當然這一點筆者也很理解，因為其中的技術難題絕對不是單純的將鏡片推動就可以解決的。另外一點是對於機身設計影響，變焦馬達等元件的加入必定會讓相機模組擠佔更多的機身內部空間，可能會影響到電池或者主機板的空間，造成續航降低或者散熱受阻的問題，另外該模組可能還會對重量產生影響。

當然，目前筆者看法都屬於紙上談兵，僅僅是透過經驗進行分析，畢竟還沒有人真正拿到工程機進行測試。手機長焦端對於手機攝影的推動自不必說，更多的焦段覆蓋可以帶來更多的構圖空間，使用者可以隨時在口袋中放入好幾支“鏡頭”，這件事情是多年以前所不敢想象的。筆者相信技術，也期待OPPO這個階梯式變焦以及更多拍照新技術的出現。