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这第十一个假期是国内疫情缓解后的第一个长假。随着国内疫情防控形势的缓和，各地对跨市跨省出行的管控也没有那么严格。我相信你们中许多抑郁的人都出去散步了。

在这一年的旅行中，我能明显感觉到景区的游客用单反、微单或卡片机拍照的越来越少，而用手机拍照的人却越来越多。原因很简单。手机的相机性能越来越强，甚至在一定程度上达到了专业相机的水平，不需要多带一个相机出行。

手机能够显著提升拍照能力的一个关键原因就是手机上的摄像头越来越多。

例如，iphone11拍摄三张照片。

现在旗舰机标配四个摄像头。

华为P40 pro+的五张照片。

三星专利申请的六张照片。

以及LG专利申请的16张照片。。。

如果继续这样发展下去，相信随着智能手机市场的竞争越来越激烈，手机厂商会在手机上放越来越多的摄像头。有一天，手机掉下来的时候，不怕屏幕碎，只怕手机背面的摄像头碎。

对于手机厂商来说，使用的摄像头越多，成本越高。那么手机厂商是做什么的呢？

01增加手机摄像头的焦距

人们在拍摄远处物体时经常使用变焦。变焦就是增加手机镜头的焦距，从而实现画面中远处物体的放大。

然而，在过去，手机的变焦一般是数字变焦。所谓数字变焦，就是实际上远处的物体并没有真正放大，而是手机把一部分图片剪下来放大达到变焦效果，结果图片的清晰度下降。

对于单反相机，当你调整镜头的焦距时，你就实现了光学变焦。在光学变焦下，远处的物体通过单反镜头的光学调节被放大呈现在屏幕上，放大后的图像没有分辨率的损失。

光学变焦和数字变焦图像清晰度的比较

那为什么单反相机可以通过一个镜头实现光学变焦，而手机却不能呢？

因为单反相机一般是这样的:

相机之所以需要这么大的镜头，是因为镜头内部其实是一组镜头的组合。当你切开它时，它看起来像这样:

正是这些镜头在镜头中的各种运动，最终实现了无像损的光学变焦功能，这是单个镜头无法实现的。

因此，如果你能在手机上接受如此大的镜头，那么手机也可以实现与单反相机相同的光学变焦能力，比如这样:

但事实上，没有人能接受通常放在裤兜里的手机这么重。

结果，为了提高移动电话的光学变焦能力，移动电话制造商已经通过添加具有不同焦距的多个相机来实现以多个光学焦距拍摄照片的能力。

比如华为mate30有三个摄像头对应三个固定焦距，通过算法实现三种不同固定焦距下的光学变焦，不会出现数字变焦带来的分辨率损失问题，因此手机可以在轻薄机身上实现只有单反相机才能实现的光学变焦功能。

02实现更好的模糊效果

与手机相比，单反相机除了镜头大，机身也大。这么大的机身，主要功能之一就是放一个更大的图像传感器。

与几十年前使用的胶片相机不同，所有的数码相机，无论是单镜头反光、卡片机还是手机/家用相机/行车记录仪，都需要一个叫做图像传感器的高端组件，最终将镜头投射的光信号转化为数字图像上的每一个像素。

虽然很多手机厂商总是在展示自家产品拍摄的照片分辨率有多高，但其实图像传感器的大小对画质的影响最大。之所以单反相机、微距相机和卡片机的价格差异这么大，如果不考虑镜头差异，其实主要在于图像传感器的尺寸差异。目前市面上最贵的单反或者微距相机一般都是全画幅产的，就是下图中的灰色。

n年前市场上最高端的手机Iphone 4s，使用了图片中红色尺寸最小的图像传感器。目前市场上最高端的手机，比如华为的mate30，采用的是1/1.7英寸的图像传感器。

图像传感器越大，拍出的图像越清晰、真实，更重要的功能是实现更好的图像模糊效果。下图显示了不同图像传感器尺寸的相机拍摄同一物体的模糊效果差异:显然，左侧大尺寸图像传感器的单反相机拍摄的照片背景模糊效果更好，人物更突出，照片效果更好。

因此，在目前手机尺寸不太可能变大的前提下，手机使用的图像传感器尺寸不太可能增加空。所以想要达到单反相机类似的背景模糊效果，就需要依靠算法。简单来说，就是让手机判断拍摄对象和无关背景在图像中的位置，然后使背景虚化，使主体清晰。

这时，景深镜头就出来了。目前主流手机的景深镜头多为ToF镜头，称为飞行时间，粗略翻译就是飞行时间。谁的飞行时间？红外线的飞行时间。

ToF透镜将向前发射红外线，并计算投射到不同点的红外线的反射时间。根据时间差，我们可以知道不同点到手机镜头的距离，进而识别拍摄画面不同平面的深度，也就是景深。

这样手机就可以知道谁和被摄体在同一个平面，谁不在同一个平面，可以实现只清晰显示被摄体，模糊其他有景深的物体的效果。

原理并不复杂，其实传感器尺寸不够，用ToF算法来凑，所以手机拍摄的模糊照片或多或少会有因为景深判断不准确导致拍摄对象边缘模糊的现象。

03提高图像质量

除了以上两个主要的多摄像头功能之外，手机摄像头也有比较高端的播放方式，说到底就是为了进一步提高手机拍摄图片的清晰度、真实性和还原度，比如纯黑和纯白镜头。顾名思义，这个镜头只能识别亮度，不能识别颜色。它可以更好地识别图片的细节，必须结合彩色镜头才能生成更清晰的彩色照片。

04手机需要这么多摄像头吗？

很多用户会说手机多摄像头是手机厂商恶性竞争下被迫增加卖点，但其实我觉得手机多摄像头更无奈。就像你一旦接受了1080P、4K、8K的视频清晰度，再返回去看480P的视频，就会觉得分辨率辣。一旦接受了相机设置，就很难回去了。因此，为了满足消费者更高的欲望，手机厂商只能采用这样看似无厘头、合情合理的方式，而不能改变目前的摄像头技术和图像传感器技术。

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