打造手机摄影新标杆,解析华为P40 Pro+10倍光变背后的实力之源


发布时间:2021-05-05 08:00 作者:炎殿

在20 世纪著名的战地摄像师罗伯特·卡帕层曾经说过一句话,“如果你拍得不够好,那是因为你靠的不够近”。现在摄影器材为了拍到更加清晰的照片,衍生出多种长焦镜头,拉近摄影师和景物之间的距离。

打造手机摄影新标杆,解析华为P40 Pro+10倍光变背后的实力之源

但手机不可能像相机那样更换镜头,于是才有了多摄系统。为了让手机能够拍得更远,长焦镜头在不断进步,潜望式结构的长焦开始出现在手机上,就拿华为P系列来说,在华为P20 Pro身上,华为就推出了3倍光学变焦、而在华为P30 Pro身上就为我们带来了5倍光学变焦。而此次所带来的华为P40 Pro+更是实现了10倍光学变焦技术。

打造手机摄影新标杆,解析华为P40 Pro+10倍光变背后的实力之源

多反射潜望式长焦设计,5次光路反射

我们都知道,自华为P系列成立以来,华为一直以来就坚持着大尺寸传感器、高倍率光学变焦,致力于实现更好的画质。早在P20时代就已规划和布局长焦的未来。实现10倍光变,模组肩高不超过6mm,长宽尺寸不能大增。这一理想在P40 Pro+上终于得以实现,其采用超远距双目长焦的设计,包括一枚800万像素的10倍光学变焦摄像头、一枚800万像素的3倍光学变焦摄像头。两枚摄像头既各司其职,也默契配合。

据了解,华为P40 Pro+的10倍光学变焦摄像头通过“多反射潜望式”光路折叠技术,支持业界最高的10倍纯光学变焦、100倍数字变焦,可实现更大的变焦倍率、更好的变焦画质。 而3倍光学变焦摄像头的等效为80mm,负责在广角和超长焦之间接力,承上启下实现平滑过渡。

那么,对于华为P40 Pro+而言,它又是如何实现的10倍光学变焦的呢?我们都知道,当一束光进入手机,如何能使光程尽可能的长?光程总长与物理焦距正相关,要么手机变厚,要么光线会转弯。

打造手机摄影新标杆,解析华为P40 Pro+10倍光变背后的实力之源

相比较华为P30 Pro的潜望式镜头,P40 Pro+的光程总长是前者的2.78倍。因此,华为的工程师们为了解决这个问题,就采用了多反射潜望式”光路折叠技术,通过5次反射延长光路,从而实现了等效240mm的10倍光学变焦,并以更高倍数的光学端做到100倍数字变焦的程度。

玻塑混合镜片与I-CUT工艺

当然,为了给用户们提供更好的拍摄体验,本次华为P40 Pro+的10倍光学变焦摄像头,还首次采用了玻璃树脂混合镜片群设计(1G+2P Hybrid镜头),突破了手机行业大多使用纯树脂镜片的惯例。

玻璃,众所周知最大的优势就是通透性较好,光线在长焦镜头组的透过率也必然更高,但是玻璃镜片的制造、1G+2P混合镜片群的组装,无疑为长焦的实现带来巨大挑战。其中一大挑战,就是切割工艺。光圈的目标是做到f/4.4。那么,推算出的入瞳直径就必须要大于7mm。而模组肩高(和手机厚度方向一致)却不能高于6mm,显然多出来一段。

于是就需要在模组的高度方向上做I-CUT;在宽度方向,增大镜片尺寸,以此来确保光圈能在f4.4以内。同时,华为P40 Pro+的10倍光学变焦镜头还采用了异形的I-CUT工艺,尽可能降低长焦模组的厚度和保证一定的光圈值。但是,相比于传统的非球面镜片,I-CUT镜片设计打破了镜片的中心旋转对称性,镜片成型面临巨大的挑战。设计团队在模具设计和注塑工艺上,做了诸多改进方案,最终达到接近普通非球面镜片的水准。

滑槽式AF长寿命马达

光线聚焦到图像传感器的过程中,有一个重要动作,那就是自动对焦,在内对焦的长焦模组设计中,需要一个非常特殊的对焦马达,来带动后焦的反射镜,能够非常稳定的移动,从而实现对焦功能。

相较于传统手机的对焦马达而言,本次华为P40 Pro+所采用的滑槽式承载方式,搭配极强的磁力与杠杆原理,创造出了一个全新的对焦马达,相较于传统的对焦马达,除了独特的设计与功能之外,这颗对焦马达还具备超长寿命的特点。一般马达寿命测试多半到几十万次,而这颗特殊对焦马达的寿命测试高达数百万次。

两轴旋转防抖音圈马达

当然,除了这些之外,华为P40 Pro+的10倍光学变焦摄像头模组,还需要在镜片前端设计一款可以两轴旋转的马达,带动第一块反射镜,实现模组的两轴防抖功能。为了提高马达控制精度,华为工程师们采用了三弹片弹性系数配比设计,把旋转中心抬升,减小不同姿态下重力对磁场位置传感器(简称霍尔器件)信号的影响,并选取业内灵敏度最高的霍尔器件,把信号检测灵敏度提升到常规的三倍,并通过两个霍尔器件的差分运算作为位置检测输入,有效削减了噪声,保证了防抖性能。

3倍光学变焦摄像头

除了10倍光学变焦摄像头之外,华为P40 Pro+还采用了一颗3倍光学变焦摄像头,用于日常生活的中距变焦场景,并实现中距变焦向远距变焦的平滑过渡。3倍光学变焦摄像头,加上10倍光学变焦摄像头,两枚不同焦距的长焦摄像头通过“接力”方式实现顺滑变焦,在全焦段都能生成锐利图像。

当然,3倍光学变焦摄像头,它最接近85mm人像摄影黄金焦段,因此,能够显著的减少透视畸变,同时,较窄的视角让人像主体成为视觉中心,较长的焦距可减少拍摄动作侵犯性,在不打扰被摄对象的情况下,定格最自然的神态。

由此可见,华为P40 Pro+实现全球首次10倍光学变焦的背后,是华为硬件、软件、芯片共同作用的结果。硬件会决定照片质量的下限,软件决定了上限,而芯片可以帮助软硬件协同。从技术角度来说,它在手机摄影上堆下了最强的料,还在镜头结构以及组装工艺上开创了新的里程碑,加上华为的软件、自研芯片的优势,才最终实现了手机拍照的“任意门”效果。而对于整个手机业界来讲,P40 Pro+对于10倍光变和无损画质的追求,可以说是华为在手机影像探索过程中,又一项令人印象深刻的壮举。对此,你们觉得如何呢?

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