现在的智能手机有一个明显的趋势,那就是后置相机模组越做越厚,尤其是那些高端旗舰手机。但是,在智能手机外观设计上也遵循一个原则,那就是机身越轻薄越好,这样看来两者似乎自相矛盾,一方面手机厂商想尽办法做薄做轻,另一方面对增厚相机模组趋之若鹜。然而,我们需要知道,手机厂商并不会做那些与用户体验相违背的事情,相机模组变厚的背后自然有其原因。而我们也很容易想到,它与手机的摄影质量相关。具体如何,我们往下看。
我们先从镜头和焦距说起。每一个相机镜头,无论是单反相机的镜头还是智能手机的镜头,都会将射入的光线聚焦在焦点处,也就是所谓的会聚点。这个焦点也是图像传感器的位置,将以数字方式捕捉图像。焦距定义了从镜头到焦点的距离,以毫米为单位。然而,在现实中,复杂的镜头层意味着实际长度往往小于所列的长度,但效果是一样的。 简单来说,焦距决定了相机的视野和 "放大倍率"。较长的焦距可以缩小视野,增加放大倍率。这就产生了变焦效果。可以想象一下,当光线通过相机镜头折射时,通过改变焦距可让视角发生变化。
重要的是,焦距也会影响图像的透视。在较长的放大倍率下,前景和背景物体之间的可见分离和区别较小。可以看到上图两张照片中树木之间有着明显的距离差异。 另一个同样重要的因素是 "裁剪系数"。它经常与焦距的特性相混淆。相机的裁剪系数取决于图像传感器的大小。想象一下,通过相机镜头看,无论传感器有多大,镜头都能捕捉到图像,但通过镜头捕捉到的最终图像将根据图像传感器的大小进行裁剪。
需要注意的是,较小的图像传感器具有产生更紧密的裁剪和更窄的视野的副作用。这为全画幅图像创造了更多放大的图像,称为焦距倍增。这也是你会发现智能手机长焦相机内普遍使用小型图像传感器的原因之一。然而,在相同的放大倍率下,裁剪并没有原生全画幅焦距的透视效果。所以裁剪系数很重要,因为它对智能手机上长焦和广角相机的视野会产生一定的影响。
在了解了焦距、放大倍率和裁剪系数的概念之后,我们回归正题。是什么导致了相机模组的变大?相机模组变大的第一个原因是追求更远距离的变焦。如前所述,焦距是相机放大倍率的关键组成部分。虽然复杂的镜头结构可以提升有效焦距,但最终还是需要更大的镜头和传感器之间的距离来实现长距离变焦。所以提升长焦镜头变焦能力的趋势可以肯定是相机凸起变厚的一个因素。当然,现在我们可以利用潜望镜技术提升手机的变焦能力的同时而不让镜头变厚,它利用镜面反射光线,延长了从镜头到图像传感器的距离。
促使相机凸起变厚的第二个因素是对更大图像传感器的渴望。更大传感器意味着可以改善光线捕捉和图像质量。虽然传感器尺寸与裁剪系数有关,而不是与焦距有关,但也有理由说明为什么更长的焦距可能是更大传感器的理想选择。 智能手机在转向更大的传感器时,很可能希望保留与之前设计相同的图像框架和放大倍率。用更大的传感器保持相同的裁剪系数需要更长的焦距,否则,你最终会得到一个更宽的视野。这在多相机系统的情况下更为重要,因为在超广角、主相机和长焦相机设置之间需要设定放大倍数。
所以总结来看,导致手机相机模组变厚趋势的主要原因是手机厂商希望能够提供给用户更强大的影像功能和图像质量。而在其中,变焦能力和更大的传感器尺寸的需求是推动这一趋势的两大因素。
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