iPhone 7 Plus毫不意外的搭載了眾所矚目的雙鏡頭,在發(fā)表會上蘋果告訴我們,iPhone 7 Plus具備的雙鏡頭皆具備1,200萬畫素,第一顆鏡頭為標準的iPhone鏡頭,光圈更大來到f/1.8 ,同時采用全新的6片鏡片組,具備光學防手震,還有四色LED提供更真實的補光效果。
到目前為止,這是第一顆鏡頭的敘述,這顆鏡頭與iPhone 7所搭載的主鏡頭是相同的,不過正如大家所知,iPhone 7 Plus多了第二顆鏡頭,這顆鏡頭可以提供2倍的光學變焦倍率,可以提供更遠的視野,并且支持數(shù)字變焦至10倍,反之沒有雙鏡頭的 iPhone 7僅可提供最多5倍的數(shù)字變焦。
但蘋果沒有告訴你。
不過,關(guān)于雙鏡頭運作的詳細機制,蘋果并沒有告訴我們,以下我們將透過Q&A方式,來幫助大家更了解iPhone 7 Plus雙鏡頭的原理。
iPhone 7 Plus的雙鏡頭配置,左邊是一倍的主鏡頭,右邊是二倍光學變焦鏡頭。
Q1:第二顆鏡頭的實體焦距真的是兩倍嗎?
A:否;一如往例,蘋果不會在各種規(guī)格上多所著墨,除了提供f/1.8的光圈數(shù)值之外,對于兩顆鏡頭的焦距等數(shù)值蘋果官方都不會再多加標示,根據(jù)推測,第一顆鏡頭是等效焦距28mm,第二顆則是等效56mm,不過從EXIF信息看來,第一顆鏡頭的實體焦距是4mm,焦長轉(zhuǎn)換率是7x,因此等效焦距是28mm,但第二顆鏡頭的實體焦距并不是第一顆鏡頭的兩倍(8mm),而是6.6mm。
那么,為何第二顆鏡頭仍可提供2倍的變焦倍率呢? 如果要達到兩倍的等效焦距視野,焦長轉(zhuǎn)換率將是56mm/6.6mm = 8.485x,焦長轉(zhuǎn)換率比第一顆鏡頭還要大,這代表什么呢? 這意味著兩顆鏡頭背后的感光組件不一樣大,且第二顆的感光組件尺寸較小。因此可以證明:第二顆鏡頭感光組件較小,且實體焦距并未達到第一顆鏡頭的兩倍。
除了感光組件較小之外,從EXIF信息以及蘋果官方的數(shù)據(jù)也可看出第二顆鏡頭的光圈較小,為f/2.8。 而且蘋果沒告訴我們的是,第二顆鏡頭并未搭載光學防手震(Opticalimage Stabilization)。
第二顆鏡頭確實可以提供2倍的變焦倍率,但焦距并不是第一顆鏡頭的兩倍。
Q2:光圈較小,感光組件較小,這會有什么影響?
A:畫質(zhì)可能會有影響(低光環(huán)境下);第二顆鏡頭光圈數(shù)值為f/2.8,比起第一顆主鏡頭的f/1.8大約少了1.3 EV,也就是說進光量大約比第一顆鏡頭少了接近1.3倍,且感光組件較小,這也意味著第二顆鏡頭在噪聲與畫質(zhì)表現(xiàn)上可能會比第一顆要差一些。 當然這是一般通則下的推論,實際狀況仍需視軟件上的調(diào)校。
一般來說來說望遠鏡頭鏡片大多較大,但這在iPhone 7 Plus上并非如此,原因在往后的篇幅我們會再說明。
Q3:那么,望遠的那顆鏡頭可以拍攝更淺的景深嗎?
A:需視拍攝狀況,景深并不一定較淺景深三要素是:實體焦距、光圈大小、被攝物距離。實體焦距越長,景深越淺,光圈越大,景深越淺,被攝物距離越近,景深也會越淺。 假設由這三點來套用iPhone 7 plus的兩顆鏡頭,并且將被攝物距離(拍攝距離)固定:
第一顆鏡頭:焦距4mm光圈f/1.8第二顆鏡頭:焦距6.6mm光圈f/2.8
注意到了嗎?
第二顆鏡頭雖然是望遠焦距,但光圈較小,淺景深的表現(xiàn)并不一定會比第一顆鏡頭更好,如果把被攝物距離計入,兩顆鏡頭在「同樣構(gòu)圖」下,用第一顆鏡頭拍攝距離更近,比起第二顆鏡頭更可能取得更淺的景深。結(jié)論是第二顆鏡頭在淺景深的營造上,并不如我們想象的有優(yōu)勢。 但在年底前,蘋果官方將會釋出2x鏡頭的「景深效果」更新,利用仿真運算虛擬出媲美單眼相機的景深效果,透過這項功能也會改善2x鏡頭的淺景深表現(xiàn)。
不過,為何要用「實體焦距」的4mm而不是用「等效焦距」的28mm來計算呢? 因為實體焦距關(guān)乎到真正的光學表現(xiàn),等效焦距則會依據(jù)感光組件大小,而有不同的裁切倍率,因此在光學的計算上,只能套用實體焦距來計算。
使用一倍的主鏡頭在拍攝距離近的狀況下仍可營造淺景深。(iPhone 7 Plus拍攝)
Q4:這樣,第二顆鏡頭的優(yōu)勢在哪呢?
A :戶外拍攝遠景較佳更小的光圈、更小的感光組件、沒有光學防手震。..。.. 那么第二顆鏡頭的優(yōu)勢在哪? 與沒有雙鏡頭的iPhone 7相比,iPhone 7 Plus第二顆鏡頭可以提供2x光學變焦,且數(shù)字變焦長達10x。 不過在實測上,第二顆鏡頭在望遠程還是有畫質(zhì)優(yōu)勢的。
我們站在同一個位置,用1x的主鏡頭與2x的第二顆鏡頭分別拍攝一次,再擷取至相同尺寸的原圖,可以看到第二顆鏡頭比第一顆鏡頭放大兩倍的畫質(zhì)還要好上許多。
當知道了iPhone 7 Plus雙鏡頭的特性之后,接下來我們來討論更進一步的問題。先說結(jié)論:
雙鏡頭,并不是你切到2x就一定會運作在iPhone7 Plus操作接口上,有一個1x、2x按鈕,當按下后相機就會切到二倍變焦,而如果用轉(zhuǎn)盤的話則可提供最遠至10x的數(shù)字變焦。 但事實上當你按下2x按鈕后,iPhone 7 Plus并不一定會用第二顆鏡頭拍攝。
如果你手邊有一支iPhone 7 Plus,試試用手指把第二顆鏡頭(靠近閃光燈那顆)遮住,對30cm以內(nèi)的物體取景,然后切換至2x拍攝看看,手機一樣可以拍攝對吧? 但你明明遮住了第二顆鏡頭不是嗎?這時候你所拍攝下的照片,并不是第二顆2x鏡頭所拍攝的,而是利用第一顆鏡頭拍攝再處理后所呈現(xiàn)的。
Q5:什么狀況下按下2x時,才真正是用第二顆鏡頭拍攝呢?
A :主要有兩個條件限制;根據(jù)我們的實測以及與友站相機編輯的討論后,這第二顆鏡頭要啟動需要一定的條件:
光源要充足距離要夠遠
透過上述簡單的遮鏡頭法實測,iPhone 7 Plus需要足夠遠的距離,拍攝距離在大約在50~100cm以上才會啟動第二顆鏡頭。 除了距離要夠遠,光源要充足更是第一條件,在昏暗的環(huán)境下無論多遠都不會啟動第二顆鏡頭。
Q6:那么,在第二顆鏡頭沒有啟動時,我按下2x鈕所拍下的到底是什么?
A :是第一顆鏡頭補差運算的結(jié)果;現(xiàn)在我們知道2x二倍光學變焦的第二顆鏡頭并不是時時刻刻都會運作,而是有條件啟動,但我們在用iPhone7 Plus拍照時,卻是每次都可以按下2x取景,這又是為什么呢? 實際上在這種狀況下都只有用第一顆鏡頭在拍攝,再經(jīng)過二倍的數(shù)字變焦處理,讓你以為這是2x變焦的效果。
也就是說,如果距離拍攝物50cm以內(nèi),或是環(huán)境太昏暗的狀況下,這時候按下2x拍攝所得的照片,其實都只是第一顆鏡頭經(jīng)過二倍數(shù)字變焦處理的結(jié)果,并不是真正的光學變焦。
?
同樣按下2X變焦拍攝,但EXIF信息卻顯示仍然是第一顆鏡頭(4mm f/1.8)所拍攝。
Q7:為什么要這樣設計呢?
A :有很多原因,我們嘗試做了一些非官方的解釋:
蘋果官方并沒有明言在特定條件下切換2x其實是數(shù)字變焦,我們也無法得知這樣設計的原因是什么。有一些可能的原因是我們所推測的:
第二顆鏡頭有最近對焦距離的限制。
第二顆鏡頭光圈較小,在昏暗環(huán)境下進光量較小,影響較明顯。
第二顆鏡頭感光組件較小,在昏暗環(huán)境下噪聲可能較多。
第二顆鏡頭沒有支持光學防手震,在昏暗狀況下可能造成影像晃動。
關(guān)于較小的f/2.8光圈、較小的感光組件這兩點,我們已在前面的篇幅中提到,這些條件確實可能在昏暗環(huán)境下讓影像質(zhì)量更差,不過防手震這點也是影響因素之一。實測觀察EXIF信息可以知道,使用第一顆鏡頭時快門速度最慢可至1/15s,但使用第二顆鏡頭拍攝時快門速度大多被限制在1/60s,少數(shù)狀況下會降低至1/30s,這是因為沒有防手震,需要更快的快門速度來避免影像模糊所致。
我們來推算一下以下用兩顆鏡頭的兩種狀況,感光組件所獲得的進光量會差距多少:
光圈f/1.8,快門速度1/15s(第一顆鏡頭拍攝)光圈f/2.8,快門速度1/30s(第二顆鏡頭拍攝)
f/1.8 與f/2.8差距約1.3EV的曝光量,1/15s比起1/30s,快門速度差距一倍,加起來又是差一倍的曝光量,因此兩顆鏡頭在快門極限的環(huán)境下,進光量最多可能差距約2.3 EV之多,也就是說在昏暗狀況下, 用第一顆鏡頭可獲取的進光量大約是第二顆鏡頭的2.3倍左右,加上第二顆鏡頭的感光組件較小,種種因素考慮進去,就不難理解為何「在昏暗狀況下只會用第一顆鏡頭拍攝」的原因了。
▲在同一拍攝位置下使用兩顆鏡頭拍出來的照片,經(jīng)常會有色調(diào)與白平衡上的差異。
Q8:所以我該怎么知道我切2x時,它真的有在用第二顆鏡頭拍照?
A :遮鏡頭或是EXIF信息判別除了確保距離夠遠(50~100cm以上),光源夠充足之外,最簡單的方式就是靠遮鏡頭來實時判定了,或是拍攝之后可以用軟件檢視EXIF信息,第一顆鏡頭焦距是4mm,第二顆鏡頭焦距是 6.6mm,以此分別。
Q9:這樣說來,第一顆鏡頭的2x變焦(沒有用第二顆鏡頭)拍攝出來的照片堪用嗎?
A :差補運算其實做的不差針對這項疑問最好的解法就是實拍測試了,我們用iPhone 7 Plus在近距離使用第一顆鏡頭拍攝原始的1x一倍與2x二倍變焦,而這個2x變焦是數(shù)字運算的結(jié)果,看看它跟1x 一倍原始照片放大兩倍的差距有多少。
裁切原圖來比較看看:
實測的結(jié)果是,雖然近距離狀況下2x是數(shù)字變焦,但畫質(zhì)有經(jīng)過銳化演算,效果還是明顯較好一些。只能說蘋果在iPhone 7 Plus身上加上了第二顆鏡頭的限制一定有其道理,如果在光源不足狀況下切2x就老實的用第二顆鏡頭拍照的話,畫質(zhì)應該會比第一顆鏡頭數(shù)字放大2倍還要差吧。
Q10:錄像時的狀況也一樣嗎?
A :是沒錯,錄像時第二顆鏡頭仍然受限于前面提到的兩項條件:拍攝距離與環(huán)境光源,需要條件足夠才會開啟第二顆鏡頭。
Q11:這樣說來,雙鏡頭中的第二顆2x二倍變焦鏡似乎沒想象中好用?
A :仍有其用途;雖然第二顆鏡頭并沒辦法在低光源狀態(tài)下提供更好的拍攝效果,也不一定能拍出更淺景深的照片,但第二顆鏡頭在光源充足時,帶來的畫質(zhì)表現(xiàn)仍然是難以取代的,在前面的實拍測試中已可證實這點。
▲ 這張照片是經(jīng)過確認、確實使用2x二倍鏡頭所拍攝的,從未修圖的實拍照來看其實還不錯。
Q12:那么切換變焦滑桿至2x以上倍率的話,它是用第一顆鏡頭還是第二顆鏡頭拍攝呢?
A :條件與前述相同iPhone7 Plus除了有2x變焦倍率可點選之外,按住不放也可拖曳變焦滑桿到10x變焦倍率,2x以上的變焦倍率依然受限于前面提到的兩項限制:一是光源亮度,二是拍攝距離。也就是說如果在環(huán)境光源不夠或近距離拍攝的狀況下切換到2x以上倍率,拍攝出的照片依然是使用第一顆鏡頭做出的數(shù)字變焦效果。
換句話說,在光源充足、距離夠遠的條件下,2x以上的倍率才會是由第二顆鏡頭拍攝,否則都是由第一顆鏡頭數(shù)字變焦得來,即使是拉到10x變焦也是如此。
結(jié)論:雙鏡頭的運作比你所想的還要復雜其實在測試過程中,我們與友站的相機編輯還發(fā)現(xiàn)了這組雙鏡頭的其他特點,第一顆鏡頭除了負責在陰暗環(huán)境下Cover第二顆鏡頭之外,也負責了主要的測光、拍攝距離估算等功能,若沒有了第一顆鏡頭,第二顆鏡頭也是無法獨立運作的。
如同前述所提,第二顆鏡頭光圈較小、感光組件較小、也沒有防手震配置,這樣的設計邏輯可能不是最好的解法,但在操作上卻比較直覺的,如果單在手機上看照片,很難察覺哪些2x變焦照片是用第一顆鏡頭拍攝的。 但這對撰寫評測的筆者來說卻是很困擾的一件事,因為你經(jīng)常會弄不清楚2x變焦照片到底是數(shù)字還是光學變焦,拍完照還要進軟件來看照片是第一顆鏡頭還是第二顆鏡頭所拍攝的。
真要說起來,第二顆鏡頭比較像是輔助的角色,它提供更遠的視野,在白天戶外的狀況下確實能提供更望遠的視野與更好的畫質(zhì)(與第一顆鏡頭拉2x比起來),但它缺乏獨立運作的能力,也無法取代第一顆鏡頭。 在室內(nèi)等光源較暗的環(huán)境下,第一顆主鏡頭會肩負主要的拍攝角色。
我們的建議是:
對于想要拍攝淺景深的人來說,「拉近距離切2x來拍攝」可能不是最好的解法,想要「用第二顆鏡頭在近距離拍淺景深」的人也可以省省了,因為近距離拍攝的結(jié)果都只會用到第一顆鏡頭,第二顆鏡頭真正的強項在于望遠的畫質(zhì),而非淺景深,如果想要拍出散景夠美的照片,用第一顆鏡頭足矣,或是iPhone用戶們也可期待蘋果將在年底前推出的「人像背景虛化功能」。
糾結(jié)在它是用第一顆鏡頭還是第二顆鏡頭拍攝是很麻煩的一件事,因此,我們的建議反而是「拍照時別想太多」,拍就對了。 簡單來說,第二顆鏡頭雖然不如我們所想的如此好用,但一如蘋果的風格,它配置在手機上可能是種比較「平衡」的方式,實際操作上切換到2x倍率時都帶給用戶很平順的感受。 不過大家在看相關(guān)的iPhone 7 Plus評測文章時也不妨想想,這些變焦后的測試照片真的是第二顆鏡頭所拍攝的嗎?如果是距離夠近,50cm距離內(nèi)的照片,那它有非常大的機率是用第一顆主鏡頭所拍攝的。
?iFixit已拆解iPhone 7 Plus,第二顆2x鏡頭的模塊比主鏡頭要來的小上一些。 (Source:iFixit)
來看看別家的雙鏡頭雙鏡頭配置在近幾年并不少見,例如LG G5、華為P9/P9 Plus皆是,其中LG G5是采用超廣角與一般廣角的兩種搭配,華為P9則是額外搭載一顆徠卡Leica黑白鏡頭,因此iPhone 7 Plus 的配置雖然概念不算新穎,但采用一倍標準與二倍望遠的配置也是首見,未來也許會看到其他品牌在雙鏡頭上更多的應用(致敬)出現(xiàn)。
雖然蘋果的雙鏡頭在使用上并不如筆者一開始所想,一按下切換就是切到第二顆鏡頭,但寫在最后,筆者也希望有這么一臺手機能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的規(guī)格:廣角端等效24mm f/1.8,望遠程等效50mm f/1.8,兩者皆支持OIS光學防手震,最近對焦距離皆可到10cm 。 如果能夠做到這種規(guī)格那想必是非常完美了,不知道屆時iPhone 8有沒有機會呢?
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