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小米 MIX 折疊屏上的液態鏡頭是噱頭還是黑科技?

發布時間:2021-04-09 06:39:17 已有: 人閱讀

  連續兩場發布會下來,小米給我們帶來了許多驚喜,有「Android 機皇」小米 11 Pro,「Android 之光」小米 11 Ultra,首款折疊屏 MIX FOLD,以及高調地宣布進入電動車領域。

  「小米造車」只是個宣言,還沒有更多的信息,所以先按下不表。而小米沖擊高端市場的三部手機,其實才是這場小米「春晚」的主角。

  細細回想,小米 11 Pro 和 小米 11 Ultra 其實更像是走「堆料王」的路線,而 MIX FOLD 才內藏了小米的「明日科技」,其中之一便是「液態鏡頭」,也是 MIX FOLD 的一大亮點。

  這樣去形容 MIX FOLD 并非是因為它有著非常規的折疊屏形態,而是因為它身上有著兩項「全球首發」的技術,一是「液態鏡頭」,二是「澎湃 C1」。這兩項明日技術既是在秀肌肉,也是在印證 MIX 系列「探索」的宗旨。

  對于內置獨立的 ISP 澎湃 C1 的功用,我們可能會有一定的概念,還是為了讓圖片處理的更準確和迅速。但對于「液態鏡頭」可能就有點「陌生」,直觀上來看,就好似小米把鏡頭做成了液態,讓光線通過液體來進行聚焦。

  從這里也催生出很多疑問,不可控的液體如何準確的把光線傳送到傳感器上,如何控制液體準確的變形從而快速移動焦點位置,以及液體鏡頭如何在極端環境下保證畫質等等。

  早在 MIX FOLD 正式亮相之前,小米就已經把「液態鏡頭」的作用原理,以及特性放了出來。從現在公開的信息中可以看出,MIX FOLD 上的液態鏡頭主要帶來了一個最大的優勢,就是把微距功能融合進了長焦鏡頭里,在支持 30 倍變焦的同時,有著 3cm 的最近對焦距離。

  我們人眼十分精密,有著極強的聚焦能力,通過睫狀肌對晶狀體的控制,既可以看得很近,也能看得很遠,但視角不變。

  MIX FOLD 上的液態鏡頭跟「人眼」的這個特性差不多,即可以「看得近(微距)」,也可以「看得遠」,但焦距(視角)不可變,不然手機鏡頭就要「九九歸一」了。只是把薄膜包裹下的透明流體,模擬為「晶狀體」,而控制液體變化的馬達,則類似為人眼的睫狀肌。

  鏡頭內的透明流體收到馬達的壓力后,可以很快的改變形態,并確定焦點,從而完成對焦,這個過程理論上是要比傳統的機械裝置更快更穩。而鏡頭內部的液體,據官方表示,會有著很好的透光性和耐極端環境特性,既然能量產,那對「液態鏡頭」的穩定性其實不必太擔憂。

  至于最終的「療效」到底如何,我第一時間詢問了一下前方現場感受過 MIX FOLD 的智健,他只是說到,沒有特別的感覺。而這種感受算是對一項新技術的一種肯定,畢竟「真正的技術是讓你感受不到它的存在」,至于對焦是否更快,素質是否更好,可能還是要等 MIX FOLD 的真機測試了,敬請期待。

  在小米 MIX FOLD 問世之前,一些特種的「液態鏡頭」產業已經相當的成熟,不過它們跟「影像」關聯不大,并非是為了成像拍攝而用,更多的還是在掃描記錄上。

  這些特種鏡頭最大的適用場景就是電商自動分揀中心傳送帶上的掃描攝像頭,它們利用液態鏡頭能夠快速自動對焦,和焦點范圍大這兩個特點,可以快速的掃描到不同體積商品上的條形碼,從而記錄在程序中,以方便庫存管理。

  總的來說,在工業和一些特殊領域,液態鏡頭從制造到用途已經比較完善,而它們的原理跟小米的「液態鏡頭」相差不大,均是通過馬達(電流驅動器)向膜的邊緣施加壓力,進而改變電流體的曲率發生變化,進而完成焦點的移動。

  但是,把「液態鏡頭」運用到大底傳感器,且對成像要求很高的移動影像上來,MIX FOLD 卻是第一個,也是目前唯一的一個。

  早在 2010 年,影像大廠佳能、索尼都有申請過類似「液態鏡頭」的專利,但一直到現在也沒有量產,或者推出相應的概念產品?赡苁怯捎凇敢簯B鏡頭」在覆蓋全畫幅像場后,成像沒有達到預期。

  又或者是對于可換鏡頭的全畫幅相機來說,微距鏡頭本來就是一枚長焦鏡頭,二者的功能在原有的機械結構下就可達成,沒有太大的市場需求去催動它們持續創新,于是「液態鏡頭」項目也就擱淺。

  反觀移動影像領域,競爭要激烈的多得多,沒有持續的創新,單單依靠上游供應商提供的元器件和算法,很難打出差異化來,也就很難在這個領域立足,更別說還想不斷向高端市場沖刺了。也許「液態鏡頭」的出現只是個開始,后續可能會有更多的廠商帶來其他很「明日」的技術出現。

  2018 年起,以華為Mate20 為代表的一批新款旗艦,紛紛砍掉了那顆被吐槽湊數的微距鏡頭。將微距功能整合進了超廣角鏡頭中。

  這不僅僅要靠軟件算法,更重要的是硬件層面的定制,使超廣角的對焦距離可以近至 2 厘米,從而實現微距拍攝。

  將微距集成到超廣角鏡頭里,既精簡了后置攝像模組,又提升了手機微距拍攝的能力。畢竟高像素的超廣角,解析力等方面均優于常見的 200-500 萬像素的微距鏡頭。

  如今,超廣角支持微距拍攝已經是一個常見,且成熟到能下放至中端機型的功能了。為什么小米MIX FOLD 還要大費周章,搞出個「液態鏡頭」,讓微距和長焦鏡頭合二為一呢?

  首先我們要理解微距和長焦鏡頭的關系。了解相機鏡頭的朋友們都知道,微距鏡頭其實就是長焦鏡頭。比如佳能的「百微」鏡頭、索尼 FE 90mm 鏡頭,都是微距鏡頭里的經典款。

  從焦段的角度衡量,超過 50mm 的鏡頭就可以被稱作長焦鏡頭了。那么長焦鏡頭都可以作微距拍攝嗎?答案是不一定,問題的核心在于最近對焦距離。

  手機上的長焦鏡頭,囿于鏡頭構造,很難在近距離的情況下對焦到被攝物體上。不信打開長焦鏡頭,對準你的手指拍攝。當距離過近,手機就會虛焦或自動切換到主攝鏡頭進行數字裁切。

  此前 Redmi K30 Pro、小米 11 等手機為了實現用長焦鏡頭拍攝微距,都對鏡頭進行了特殊定制,使其長焦微距鏡頭的對焦范圍被限定在 3-7cm 不等。

  小米MIX FOLD 的液態鏡頭,很好地解決了手機端長焦鏡頭的對焦問題,簡單來說就是遠近都能拍得清。

  而小米研發這顆鏡頭的目的,也絕不僅僅是為了販賣概念、展示技術力并樹立差異化。因為用長焦端拍攝微距,比超廣角有著諸多優勢。

  首先,由于焦段的成倍增加,長焦端拍攝微距,要比同一位置的超廣角擁有更大的放大倍率。被攝物體可以在取景器中被放得更大。

  其次,長焦端拍攝微距,可以實現更好的壓縮感,更淺的景深。也就是說可以讓被攝物體更突出,畫面更簡潔,背景虛化得更好。

  實話說,當我第一眼看到小米液態鏡頭的海報,以及聽聞這個概念的時候,我以為它是用「黑科技」實現了連續光學變焦。

  和我有同樣想法的朋友不在少數。本以為這項技術能「消滅」手機背部繁多的攝像頭,用一顆鏡頭就能實現從廣角到長焦的全焦段拍攝。但后來發現想象過于美好,液態鏡頭主要是用來解決對焦問題的。

  那么手機如何在保留當前攝影體驗的基礎上回歸單攝呢?這就需要借助相機變焦鏡頭的思路了。比如 2015 年發布的華碩鷹眼 ZenFone Zoom。其后置的單顆鏡頭,可以實現三倍光學變焦(28mm-84mm)。

  盡管它實現了連續變焦,但鏡頭模組的厚度依舊被控制在了 12mm 以內,秘訣在于潛望鏡結構。華碩將鏡頭模組平行于機身放置,通過兩組棱鏡,將景象折射進傳感器中,解決了機身厚度的問題。

  這聽起來是一個很棒的解決方案。但產品的體驗如何呢?我們當時最大的感受就是成像速度慢、快門延遲高,畫質也只能說差強人意。

  如果把這套方案放在今天,興許在大底傳感器、更先進的 SoC、計算攝影的加持下,畫質問題能得到有效解決?梢哉f它生錯了時代。

  值得一提的是,這款手機在廣角端最近對焦距離為 5cm,使用長焦端對焦時,最近對焦距離為 30 cm。如果能應用上液態鏡頭技術,或許它在長焦端也能實現 5cm 的微距拍攝。

  和華碩 ZenFone Zoom 的方案相似,vivo 在 APEX 2020 上帶來了一顆能夠實現 5-7.5 倍光學變焦的鏡頭。其內置了兩群組固定,兩群組可移動的「四群組鏡片組合」,保證了連續變焦下的高畫質。

  為了實現 8.8mm 的機身厚度,APEX 2020 的電池容量只有 2000mAh。由此可見連續光學變焦鏡頭模組之大,讓其目前難以大規模應用。

  該款模組的鏡頭由「1GMO6P」3 個群組構成,等效焦距達到85-170 毫米,光圈為 F3.1-5.1。如果以主攝 28mm 的焦段為基準,這款鏡頭相當于能實現 3-7 倍的連續光學變焦。

  不過,若想讓潛望式變焦模組大規模應用到手機上,還有許多路要走。比如成像質量、組裝難度、成本等等。

  但這種方案依舊讓人期待;蛟S不久的將來,我們可以看到一款搭載液態鏡頭+潛望式變焦模組的手機。當兩種「黑科技」結合起來,手機的背面將迎來一塊新天地。

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