安卓旗艦拍照集體翻車？！為什么照片會(huì)糊掉？

院長(zhǎng)

就在前幾天，我收到了一條私信，說(shuō)為什么用新買的小米10Pro拍照四周總是很模糊。
小米10 系列作為小米數(shù)字系列沖擊高端的第一步，小米10 Pro目前與oppo find X2 Pro并列DXO拍照第三名，在拍攝上面也下足了功夫，曾經(jīng)一度登頂dxo mark拍照排行榜。1/1.33寸的一億像素超大底傳感器帶來(lái)更大的單位像素面積，高像素讓照片的解析力變得更好，正常環(huán)境下拍攝應(yīng)該不至于說(shuō)模糊才對(duì)。

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但如果是我們消費(fèi)者遇到這樣的問(wèn)題，那就必須要重視了，因?yàn)檫@是非常影響使用體驗(yàn)的。
我立馬就用小米10隨手拍攝幾張照片觀察情況。發(fā)現(xiàn)真的確實(shí)存在糊掉的情況。
照片中間畫面的畫質(zhì)沒(méi)有什么問(wèn)題，清晰可見(jiàn)。但是四周邊緣的文字出現(xiàn)了很明顯的拖影。而且似乎離中心越遠(yuǎn)，拖影現(xiàn)象就會(huì)越嚴(yán)重。
我在網(wǎng)上查了一下，發(fā)現(xiàn)很多網(wǎng)友都出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，不僅僅是小米10，各種安卓手機(jī)，包括拍照機(jī)皇華為的p40系列也出現(xiàn)了這種情況。

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查完之后我又把目前攻攝里面閑置的手機(jī)全部翻出來(lái)挨個(gè)試了一遍。發(fā)現(xiàn)小米10、華為P40 pro、一加8、OPPO find x2這些2020年發(fā)布的安卓旗艦機(jī)無(wú)一幸免，在近距離拍攝照片時(shí)畫面四周邊緣都出現(xiàn)了不同程度的模糊。

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而在中遠(yuǎn)距離拍攝情況就會(huì)好特別多。
但iPhone 11、OPPO reno3、三星note10等老款機(jī)型不管是近距離還是中遠(yuǎn)距離拍攝均沒(méi)有出現(xiàn)四周邊緣模糊的情況。
這是怎么回事？開(kāi)倒車？2020年的旗艦機(jī)這次拍照真的要集體翻車了嗎？
網(wǎng)上有人解釋說(shuō)這種邊緣模糊是因?yàn)榇蟮状蠊馊λa(chǎn)生的景深虛化效果。但我覺(jué)得不對(duì)啊，從樣張上看這已經(jīng)不是虛不虛的問(wèn)題了，這都產(chǎn)生拖影了，應(yīng)該不是因?yàn)楹?jiǎn)單的淺景深虛化，肯定還有別的原因。
在請(qǐng)教了攝影愛(ài)好者并仔細(xì)查閱資料后，我終于找到了答案。這種四周邊緣部分畫面模糊、有拖影的現(xiàn)象叫做慧差。
這是一種常見(jiàn)的光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)明亮區(qū)域或者高亮點(diǎn)時(shí)，明亮區(qū)域指向鏡頭邊緣的方向會(huì)形成由細(xì)變寬的光斑或光暈，看起來(lái)像彗星的尾巴，所以叫彗形像差。
產(chǎn)生慧差的主要原因是由位于主軸外的某一軸外物點(diǎn)，向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的單色圓錐形光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)折射后，在理想平面處不能結(jié)成清晰點(diǎn)，而是結(jié)成了拖著明亮尾巴的彗星形光斑。

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但是為什么2020年的旗艦手機(jī)拍照就都產(chǎn)生了慧差現(xiàn)象，而2020以前發(fā)布的手機(jī)卻沒(méi)有出現(xiàn)這種情況呢？
先看看2020年的旗艦機(jī)和以往的旗艦機(jī)在鏡頭上的不同之處。都是大光圈、大底傳感器，單像素尺寸也很高。到底哪個(gè)才是真正的兇手？
首先我們已知的慧差計(jì)算公式為：誤差=3θ/16F2。其中分母θ是被拍攝物體到鏡頭連線與鏡頭主軸的角度。角度越大，慧差越明顯，這就解釋了為什么中心區(qū)域的畫質(zhì)清晰而四周模糊，且離中心越遠(yuǎn)越模糊。
而F為焦比（焦距/口徑），在相機(jī)上基本等同于光圈。根據(jù)公式可得光圈越大，邊緣的慧差會(huì)更明顯，而今年的旗艦機(jī)恰好普遍都采用了大光圈。
但是這并不是一眾機(jī)皇集體翻車的主要原因，頂多一個(gè)幫兇，真正的主犯其實(shí)是今年大家都在跟進(jìn)的超大底傳感器。

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我們知道，目前限制手機(jī)拍照進(jìn)步的最大阻礙就是手機(jī)內(nèi)部空間的限制，即使現(xiàn)在的手機(jī)已經(jīng)越做越厚了，但對(duì)于復(fù)雜的光學(xué)電子成像系統(tǒng)來(lái)說(shuō)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
大尺寸的傳感器進(jìn)一步壓縮了攝像模組的內(nèi)部空間，讓模組內(nèi)的后焦距變得更短。而鏡頭和感光器是不可能完全緊貼的，后焦距就是鏡頭后組到感光器表面的距離。

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較小的后焦距直接造成光線入射角度變大，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)有非常不利的影響，導(dǎo)致畫面四周邊緣的畫質(zhì)受損嚴(yán)重。
不僅如此，就連傳感器四周的感光效率也會(huì)因此大打折扣。

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也就是說(shuō)在保持后焦距相同的情況下，大底傳感器四周的感光效率受到的影響比小底傳感器更大，在良好光線下拍攝的畫面邊緣的成像質(zhì)量可能會(huì)更差。
其實(shí)廠商們也知道超大底所帶來(lái)的壞處，起初也會(huì)用一些方法適當(dāng)減小彗差現(xiàn)象。
大家普遍采用的方法是，在近距離拍攝時(shí)，將拍攝的主攝切換為超廣角鏡頭，相較于主攝的大底，超廣角鏡頭的底就要小不少，如此一來(lái)就可以避免彗差現(xiàn)象。
而華為則更進(jìn)一步，P40系列的主攝焦段為23mm，但是在默認(rèn)情況下，主攝的焦段卻為27mm，直接裁切掉邊緣的模糊部分，以此來(lái)保證照片的整體畫質(zhì)。
但是這些也只是治標(biāo)不治本的方法，有沒(méi)有辦法可以從根本上讓“魚和熊掌兼得”呢？

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方法當(dāng)然是有的，最好的辦法是把手機(jī)做得再厚一點(diǎn)采用更高素質(zhì)的鏡頭鏡組。
攝像頭鏡組在手機(jī)成像的因素中經(jīng)常被忽略，但其實(shí)它跟傳感器的分辨率和單位像素大小一樣，對(duì)畫面的解析力有重要影響。鏡組的素質(zhì)越高，畫質(zhì)就越好越清晰。

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由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的光線都是由不同波長(zhǎng)的光組成的，而鏡片對(duì)不同波長(zhǎng)的光的折射率不一樣，會(huì)不可避免地使物體成像的時(shí)候產(chǎn)生像差（慧差也屬于像差里的一種）。

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鏡組的另一個(gè)重要作用就是修正物體成像時(shí)的像差，當(dāng)光線透過(guò)第一片鏡片時(shí)產(chǎn)生的誤差可以通過(guò)后面的鏡片再次折射矯正。理論上鏡組鏡片數(shù)量越多，矯正效果就越好。因此可以通過(guò)增加鏡組鏡片數(shù)量來(lái)抑制慧差。
或者在設(shè)計(jì)鏡組時(shí)就把慧差考慮進(jìn)去，優(yōu)化鏡組結(jié)構(gòu)，采用復(fù)合透鏡，通過(guò)改變各個(gè)面的曲率半徑來(lái)減少慧差。
不過(guò)優(yōu)化鏡組的成本可不低，鏡組升級(jí)屬于光學(xué)技術(shù)，與數(shù)字化技術(shù)不同，在原理上相對(duì)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。但是它難在對(duì)制造工藝和精度的要求極高，高精密產(chǎn)品的價(jià)格我們都懂，經(jīng)常會(huì)高到讓人覺(jué)得離譜，這個(gè)玩相機(jī)的朋友應(yīng)該會(huì)感同身受。

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這也是為什么最近幾年手機(jī)廠商在相機(jī)硬件上而很少提及鏡組的原因。第一是貴，第二是花了錢還不一定能做出效果。
但只要消費(fèi)者開(kāi)始重視起鏡組，再貴廠商們也愿意嘗試在鏡組上發(fā)力。今年小米、華為、等廠商也都在自家的旗艦機(jī)上用上了8P鏡片組（1P代表一層鏡片），之前大部分手機(jī)用的都是6P或者7P鏡組。
相信隨著時(shí)間的推移，手機(jī)鏡組素質(zhì)會(huì)逐步趕上，與更大尺寸的CMOS形成更和諧完善的拍攝系統(tǒng)。
除此優(yōu)化鏡組之外的話就只能通過(guò)手機(jī)算法后期來(lái)改善這一問(wèn)題了。畢竟處理器的運(yùn)算能力才是手機(jī)拍攝的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
2020年，手機(jī)升級(jí)大底傳感器和高像素是好是壞，我們應(yīng)該辯證地來(lái)看待這個(gè)問(wèn)題。攝像模組是一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)電子系統(tǒng)，除了傳感器，鏡頭素質(zhì)和算法對(duì)畫質(zhì)同樣影響非常大通過(guò)犧牲光學(xué)性能來(lái)提升傳感器素質(zhì)這種做法是否真的值得呢？
我個(gè)人認(rèn)為是不值得的，手機(jī)拍攝追求的是更高的畫質(zhì)和更好的拍攝體驗(yàn)，而不是用了幾個(gè)攝像頭、多少像素、多大的傳感器。
拿這次安卓機(jī)皇集體翻車來(lái)說(shuō)，我相信不管是學(xué)習(xí)還是工作近距離拍攝文檔一定會(huì)用的到，任你夜景有多厲害、中心畫質(zhì)解析力有多強(qiáng)，拍出來(lái)四周是一片糊又有何意義？
就好像一個(gè)水桶，一旦其中一項(xiàng)成了短板，其他木板筑得再高再醒目也無(wú)法提升桶內(nèi)的水位。

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我們需要技術(shù)上的探索和突破，但最好是建立在日常拍照體驗(yàn)不受影響的前提下。
就這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，蘋果就做得比較好雖然也出現(xiàn)過(guò)硬鏡片鍍膜問(wèn)題產(chǎn)生的“鬼影門”，但翻車次數(shù)較安卓還是少。
iPhone11系列到現(xiàn)在還沒(méi)用上大底傳感器，像素也是祖?zhèn)鞯?200萬(wàn)，但是不管是拍照還是視頻它能通過(guò)智能HDR、deep fusion、夜景、視頻高動(dòng)態(tài) 等算法優(yōu)化帶來(lái)優(yōu)秀、均衡、完善的體驗(yàn)，充分壓榨硬件的每一絲潛能。

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但并不是安卓廠商不想像蘋果一樣等新技術(shù)體驗(yàn)完善后再下放產(chǎn)品，我相信他們的工程師肯定在手機(jī)上市前的測(cè)試中就發(fā)現(xiàn)了大底慧差問(wèn)題，只是時(shí)間不等人，市場(chǎng)環(huán)境決定了安卓廠商們必須在手機(jī)拍攝上保持激進(jìn)。
因?yàn)閕OS系統(tǒng)蘋果獨(dú)占，你想用蘋果生態(tài)就必須買蘋果產(chǎn)品，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力就小很多，這讓它可以在2020年任性地用著三年前幾乎一樣的外觀設(shè)計(jì)。

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這你放安卓廠商上它敢嗎？可能沒(méi)到3年，公司就沒(méi)了。畢竟安卓系統(tǒng)的選擇余地太多了，廝殺激烈。
所以蘋果可以求穩(wěn)做體驗(yàn)，安卓必須謀變搞創(chuàng)新，不管到底有沒(méi)有用、體驗(yàn)如何，至少要先帶給消費(fèi)者新鮮感，再后續(xù)全面優(yōu)化完善。
我所擔(dān)心的事情是現(xiàn)在蘋果可以依靠算法在攝像硬件不占優(yōu)勢(shì)的情況下和一眾國(guó)產(chǎn)安卓旗艦在拍攝上打的有來(lái)有回，各有勝負(fù)。
在將來(lái)蘋果對(duì)更好的拍攝硬件調(diào)教完畢應(yīng)用到產(chǎn)品上，抹平硬件差距后，對(duì)國(guó)產(chǎn)安卓旗艦機(jī)算不算一種降維打擊？那能怎么辦呢？
作為一名攝影、數(shù)碼愛(ài)好者只能希望手機(jī)廠商們?cè)跔I(yíng)銷與體驗(yàn)、創(chuàng)新與完善中找到合適的平衡點(diǎn)，少一些戾氣、多一點(diǎn)交流，在合作與廝殺中走向更好的計(jì)算攝影時(shí)代。
I參考材料wiki百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%83%8F%E5%B7%AE
《為什么現(xiàn)在某些手機(jī)攝像頭的慧差現(xiàn)象如此明顯》 作者：夏昆岡https://www.soomal.com/doc/10100008922
I文中部分圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)