开年第一招解读OPPO10倍混合光学变焦技术

cdwhale

2019 年 1 月 16 日，OPPO 在北京召开了一场名为 " 十所为见 " 的技术沟通会，在这场会上，OPPO 拿出了在 2017 年 MWC 上发布的 5 倍无损变焦技术的升级版—— 10 倍混合光学变焦技术，并且宣布这项技术已经具备商用及可量产条件。那么，这项新发布的技术到底是个什么情况？它是如何在手机轻薄的机身中实现 10 倍变焦的？会前会后，我与 OPPO 的小伙伴聊了不少，就趁热整理一下吧。


手机的变焦成像到底是怎么回事？
要详细解释 OPPO 全新的 10 倍光学变焦技术，就要对手机的变焦成像有一个基本的了解，反正磨刀不误砍柴工，在这里就先行温习一下吧。
回到相机领域的变焦，主要就是通过镜头焦距的变化，实现变焦成像，而这种变焦，因为纯粹依靠的是镜头物理焦距的变化实现的，因此它对于画质的影响几乎可以忽略不计。当然，镜头在不同焦段有着不同的光学表现能力，成像素质也会有些差别，但在这里我们不计入考虑。但是，镜头因为要实现变焦，就必须涉及到镜片的分组，用于各镜片级别移动的步进机构以及伸缩式的镜筒等要素，其体积问题是无法回避的，因此多年以前就有柯尼卡 - 美能达、索尼等推出过潜望式镜头用来解决小 DC 镜头体积的问题，通过这个方案，就可以在 " 轻薄 " 的机身里实现平滑的光学变焦效果——当然，这个轻薄放在现在的手机身上是不能看的。


再转到手机的领域，在这么多年的时间里，我们也看到了不少以光学变焦机身或是镜头为基础的奇葩手机作品，几乎没有一款是卖得好的。因为毕竟消费者买手机，前提还是消费一款手机，而非是一台相机，因为笨重的镜头机构带来的傻大黑粗形象实在是入了不消费者的法眼，因此，在很长一段时间里，手机都是采用定焦镜头 + 数码变焦的方式来进行 " 望远 " 工作，毕竟要将就轻薄的机身嘛。
但是，这种方式会带来两个问题，第一个很直观，就是画质无法保证，数码变焦倍数略高一点，所得的照片就满是马赛克，第二就是另外一个问题，变焦的成像表现。其实伴随着光学变焦，会让画面的两个因素受到直接的影响：1. 视角，2. 透视关系，相对应的描述就是：广角镜头视角大，且会放大物体之间的距离，所谓广角镜头的空间感就是这么来的；长焦镜头视角小，且会压缩物体之间的距离，比如我们看到的很多野生动物的画面，因为是用超长焦镜头拍摄，看上去动物之间好像很近，但其实它们之间还是有距离的。
不过，随着手机多摄系统，特别是多焦段镜头的引入，再加上算法的提升，现在的手机已经可以做到无损变焦了，它其实就是通过多个焦段镜头提供的不同影像信息，再通过算法，从而得到无论是画质还是透视关系都远好过数码变焦的最终成像——当然这里有一个例外，就是 Google Pixel 的单摄，神级的变焦效果。


以当前在售的变焦能力作为代表之一的——华为 Mate 20 Pro为例，官方宣传其影像系统变焦能力为 16mm~270mm，等效 16mm 是通过广角镜头实现的，27mm 是主摄的等效焦距，等效 85mm 是长焦摄像头的焦距，因此在 85mm 以下的焦段成像，都是有镜头的光学能力作保障的；再往上，85~135mm（5 倍）这个焦段，就被称为混合变焦，因为其有一枚 4000 万像素的大底，可以提供足够多的画面信息，通过截幅手段和其他镜头模组提供的影像信息，得到视角差不多的照片，特别是在光线比较好的情况下，照片可用度很高；但从这里再往上到 270mm（10 倍），就是纯粹的数码变焦了，就算是光线比较好，得到的照片也差不多就是个将就用的水平。
实打实的 10 倍变焦能力


好了，我们再回到今天的主角—— OPPO 10 倍混合光学变焦技术上。有了前边那边多的铺垫，再来解释这个技术就容易多了。首先，它是一个三摄系统，分别是一个 15.9mm 的广角镜头，一个高清的主摄镜头（焦距没说，但手机的主摄一般都是 27mm~29mm 这个区间，高的会达到 30mm，在这里这个数字不重要）以及一个采用潜望镜结构的 159mm 的长焦镜头，这三个镜头一起，让这个系统能在 15.9mm~159mm 的广泛焦段，都提供非常理想的成像能力，是的，没错，在这个焦段区间，都是通过镜头的光学能力提供影像信息的。而用 OPPO 的角度去理解这样的解决方案，其实不在于和其他的手机厂商做变焦倍数的 " 军备竞赛 "，因为消费者的基本使用需求是比较固定的。而之所以此次发布的涵盖 1-10 倍，是为了满足用户全焦段场景下的使用需求。
其次，发布会上提到了这个复杂影像系统的主摄为高清主摄，对此我也做了确认，如无意外，就肯定是这段时间被讨论得火热的索尼 IMX586 传感器，就是那个 1/2 英寸大小，4800 万像素，Quad Bayer 排列，单像素 0.8μm，可以四合一为 1.6μm 单像素输出的传感器。因为有它的加入，能为 OPPO 10 倍混合光学变焦系统提供足够多的影像信息用于运算，所以，个人认为除了 159mm 的光学焦段之外，未来商用之后，实际的产品甚至可能会有更高的混合变焦表现。


然后就是商用量产的问题。之前 5 倍无损变焦系统在发布之时，就已经宣布模组厚度为 5.7mm，但 OPPO 的工程师还是发现进行量产会让手机变得比较厚。其实这个可以理解，因为 2017 年 ~2018 年，OPPO 的重头机型是在 R 系列上，而 R 系列的一个重要特性就是轻薄手感好，变焦能力带来的影响最后还是被舍去了。而在开发 10 倍混合光学变焦模组的时候，工程师进一步对潜望镜的镜片组进行了优化：我们可以注意到 5P 结构的镜组最前边两枚镜片并非纯圆，而是在两侧进行了切割，毫无疑问这也是为了进一步减少模组的厚度。至于这个厚度是多少，OPPO 的小伙伴今天还是卖了一个关子，在个把月后巴塞罗那的 MWC2019 上，这个数据应该会公布吧。
当然，一说到长焦镜头，防抖就必不可少了。所以这次 OPPO 10 倍混合光学变焦模组采用了双光学防抖的配置，分别在 4800 万像素的主摄和潜望镜模组的三角光学棱镜两个部分添加了光学防抖（OIS）组件，从而保证长焦成像的清晰。而为了保证光路的精确性，OPPO 也在防抖上做了很严格的验证工作，这些数字大家都能看到，在这里就不多说了。不过从现在了解到的情况看，这个三角光学棱镜的防抖难度是相当大的，只是目前得到的信息还比较有限，后续我也会继续关注的。


说到最后，就是 OPPO 说这项技术已经可以量产，那么会用在哪款机器上呢？首先，我们一定要注意这套系统的主摄是像素高达 4800 万像素的 IMX586，在不外挂 ISP 的前提下，拖动这块传感器的 SoC 并不多，最新发布的骁龙 855 就是其中之一，它可以驱动双 2200 万像素或单 4800 像素。从这一点上推断，OPPO 理应会将这项技术放在骁龙 855 的平台上，毫无疑问就会是 OPPO 的旗舰类产品。而结合着前两天网上曝光的信息，据传闻 OPPO 内部有一款代号波塞冬的机器，也显示 OPPO 下一代终端必将搭载骁龙 855 平台。会是 Find 系列吗？还是那个话，别忘了 OPPO 还有一个沉寂许久、挂着影像之名的 N 系列哦。看来今年这个旗舰年看点多多呢。


想想也对，在很长一段时间里，OPPO 在影像领域的优势都比较突出，但在最近一年多的时间里，OPPO 在手机影像领域给人多少有点懈怠的感觉，直到去年下半年发布的R17 Pro，又再次将影像这个大旗给扛了起来，但令人扼腕的就是它的平台。而现在，10 倍混合光学变焦技术，其纸面能力放在当下的业界，也算是只此一家，别无分店，它是否能延续 OPPO 的影像血统，等到搭载该技术的机型上市就知道了。
写在最后


除了 10 倍混合光学变焦技术，这次技术沟通会还有一项光域屏幕指纹技术推出，基于 TFT 薄膜晶体管技术的指纹传感器已经把屏幕指纹验证的预期推高到了全屏幕，并且现场的展示机体验也还不错。此前 OPPO 高调宣布 2019 年的研发费用将会突破 100 亿，现在我们已经看到了其在 2019 年开年的第一招，干货满满的感觉。反正一个多月以后就是 MWC2019 了，届时 OPPO 还会有什么大招放出，就让我们一起期待吧。