爲什麼說 iPhone 16 最大的賣點,是一塊鏡子?

下週二,蘋果秋季發佈會就要來了,iPhone 16 系列也會一同揭開它「神秘」的面紗。

給神秘打上引號,是因爲這臺還未發佈的設備,已經被曝光得七七八八:藍綠粉新顏色、拍攝新按鍵、豎向排列新鏡頭、新的鈦合金顏色。

可能大家最期待的,就只剩下價格,以及終於更新的 AirPods 和 Apple Watch。不過,一條 MacRumors 的最新爆料,還是引起了不小的討論:

去年 iPhone 15 Pro Max 發佈後,專屬的 5 倍變焦,成了各大媒體影像評測的聚焦點。一年過去了,雖然對 5 倍的評價褒貶不一,但正面反饋還是居多,畢竟焦距長一段,玩法多一點。

那這顆 5 倍長焦真的給 iPhone 的影像帶來了質的飛躍?爲什麼它能成爲 16 Pro 的專屬鏡頭?焦段的擴充又不止蘋果一家,爲啥就它的討論度最高?

這一切還得從一項技術說起:四重反射棱鏡。

長焦那些事兒

先說結論:15 Pro Max 升級長焦後,拍照效果有了顯著地提升。

過去一年,我身邊買了 iPhone 15 Pro Max 的朋友和同事,很多都開始在朋友圈炫耀,自己的 iPhone 終於能拍月亮了。比起 14 在晚上拍出的大燈泡,15 Pro Max 拍的月亮細節更豐富,也和真的更貼合。

▲ 圖片來自:Reddit.

很多喜歡航空展和打鳥的網友,用新 iPhone 記錄了一些轉瞬即逝的精彩時刻,即使沒有專業的設備,也能拿起手邊的蘋果救救急。

去年我們在首發評測時,發現這顆 5 倍長焦鏡頭,暗光下也能正常開啓拍照,也支持夜間模式。憑藉強大的算法,在噪點滿滿的預覽框按下快門,你能得到一張色彩真實、清晰乾淨的照片。

雖說蘋果的長焦更新進度相較於同行,好像又慢了半拍,但也算拉齊進度,給出了一份不錯的答卷。在蘋果終於想起在長焦距上下功夫的時候,手機鏡頭的發展,其實已經經歷了好幾個階段,而且幾乎每年都會有不同的更新趨勢:

2021 年,超廣角越來越強,超長焦風光不再;2022 年,底大一級壓死人,計算攝影新賽道;2023 年,高像素潛望式申請出戰,玻塑混合鏡頭恐成未來;今年,軟硬件攜手發展,一手堆料,一手 AI,風格化攝影開始出圈。

長焦鏡頭也在這幾年裡,經歷了「重視-失寵」後,迎來了自己的第二春,VIVO 甚至直接把潛望式鏡頭作爲了 X100 Ultra 的核心賣點。

那爲何手機需要更長的焦距?值得我們展開講講,而且也能幫助我們理解 iPhone 四重反射棱鏡這項「黑科技」。

聊長焦鏡頭,就得先了解焦距對成像的影響。「焦距」在傳統相機中,指透鏡中心到光聚集之焦點的距離;而在手機上,則是鏡片光學中心到 CMOS(或CCD)等成像平面的距離。

▲ 圖片來自:Google

焦距的長短,會直接影響成像目標的大小。短焦距對應大視角,畫面中所包含的元素也就越多;長焦距對應窄視角,畫面會聚焦在某個或某幾個對象上,不過相應的也可以把遠處的物體拍清楚。

▲ 圖片來自:Google

傳統相機上的變焦鏡頭,就是通過鏡頭的伸縮調整焦距,以此來適應不同的拍攝要求。變焦鏡頭相較於定焦,適用的場景更廣。多勞者多能,多能者也更壯實——體積較大,不便攜帶又成了變焦鏡頭讓攝影師抓狂的煩惱。

而手機上的長焦鏡頭,其實是變焦技術制約和發展的共同結果。

一方面,技術進步了,能把鏡片、傳感器等元件造得更小巧,使得更多碩大的傳統鏡頭技術,能縮小尺寸走上手機。

但另一邊,又因爲手機體積的限制,和對便攜性的追求,不得不把原來一個變焦鏡頭,拆分成若干個焦距不同的定焦鏡頭,來間接實現光學變焦的效果。

鏡頭的分工搞定了,體積也縮小了,但是另一個難題也相應出現:光在手機鏡頭裡的折射路徑變短了,焦距就不夠了,達不到長焦鏡頭對焦距的要求。

所以在手機數個鏡頭中,最難搞定的,往往是焦距和光路最長的長焦鏡頭。如果採用傳統相機上的直立式長焦,的確會更省工夫,但會帶來兩個棘手的問題:

現在看起來「渾身毛病」的直立式長焦方案,正是手機上的第一代長焦,由 iPhone 7 Plus 率先使用,後來華爲 P20 Pro 等機型上也用過,最後礙於要好的成像就要縮短焦距、要拉長焦距就會有很多衍生問題等,最後逐漸被廠家放棄。

大家放棄的是方案,但對長焦的探索從未止步,第二代長焦——潛望式鏡頭,也就是在這個節點,開始走上智能手機。

潛望式長焦,是通過兩塊三棱鏡(有些是一塊),讓光線進行一次或數次反射,把光路在手機縱向的傳播,改成橫向傳播,從而增加光路行程,進而增加了長焦鏡頭的焦段。

因爲這種方案參考的是潛水艇上潛望鏡的工作原理,因此也就有了「潛望式」的說法。

說「潛望式是爲了解決直立式的短板」其實也不爲過,因爲在橫向空間的拓展,使其解決了一代長焦的煩惱:

當年華爲 P30 Pro 在搭載了潛望式長焦鏡頭後,擁有了 5 倍光學、10 倍混合和 50 倍數碼變焦的能力,影像也成了華爲手機的最大賣點之一。

後來幾乎每家的旗艦機型都陸續跟進了潛望式長焦,但是主攝鏡頭最大 48mm 的焦距和長焦 120mm 中間的跨度太大,導致在 3 倍、4 倍變焦拍攝時的成像效果不佳,切換到 5 倍長焦的視角又太小。

針對這些向着更好前進的反饋,廠家又在初代潛望式長焦的基礎上優化出了兩條技術路線:潛望式光學變焦鏡頭,和雙長焦。

先說明一點,現在幾乎所有廠家在宣傳的「光學變焦」其實不是真正意義上的連續光學變焦,而更像是數碼變焦,只有在 0.6 倍、1 倍、5 倍這些特定焦距下,鏡頭相互切換工作時,纔算是光學變焦。

索尼 Xperia 1 IV 是市面上爲數不多在手機上實現真正光學變焦的機型,它的潛望式長焦就支持了等效 85-125mm 的連續變焦。

OPPO Find X7 Ultra 走的則是雙長焦的路線,用更多的定焦鏡頭,間接實現了長焦距多焦段的拍攝能力。

如果潛望式是一個趨於完美的方案,也不會有廠家逐漸對其無感、放棄,甚至冷落了長焦鏡頭。因爲體積、大底、焦段,是手機潛望式鏡頭的又一個不可能三角——無法同時滿足三者。

即使強如索尼做到了真·光學變焦,受限於成本問題,也沒辦法成爲大多數的選擇。而 iPhone 15 Pro Max,去年火就火在這一點上。

四重反射棱鏡

我們來捋一下上面的邏輯:

手機追求更全面的拍攝效果必須要有長焦鏡頭→長焦需要有更大的空間來延長光路從而提升焦距→潛望式比直立式更適合長焦鏡頭因爲手機的橫向空間更寬敞

但從目前旗艦機型的重量,和鏡頭模組的厚度看來,潛望式仍然不是最優解。

剛纔講到,潛望式鏡頭是通過一個或兩個三棱鏡,讓光先偏轉 90° 與手機橫向平行,通過光學系統的矯正後再偏轉 90° 打到傳感器上完成成像(有些品牌只有一個三棱鏡,光只偏轉了一次,所以傳感器是垂直放在手機裡面的)。

iPhone 15 Pro Max 走出了另一條路:四重反射棱鏡。

傳統潛望式中的每個棱鏡只能讓光發生一次偏轉,但蘋果運用了光在棱鏡中在一定入射角能實現全反射的原理,把入射光打到一塊四棱鏡的內部,讓光線在棱鏡中發生四次偏轉反射。

從傳統潛望式 90° 的反射,改爲單棱鏡四次反射,有幾個顯而易見的好處:

當然這裡只是簡單地把大致原理概述了一點,棱鏡當中還有很多複雜的工藝,比如鍍膜防漏光、開槽防眩光等技術,都是四重反射棱鏡裡必不可少的元素。

在我們翻閱這份專利文件時,發現了另一個有意思的事兒。四重反射棱鏡的發明人,不出意外的也不是蘋果,而是一位名叫 Takeyoshi Saiga 的日本光學工程師。蘋果在早些年就動用鈔能力將這項技術收入麾下,不得不再次感嘆這家公司的超前眼光和技術佈局。

而且,摘賀丈慶還在另一篇專利文件裡面,對四重反射棱鏡進行了升級。

光看這張專利圖,不難發現棱鏡的主體還在,但不一樣的是新方案將反射棱鏡一分爲二,而且中間斷開的部分不是平整切割,而是凹凸不平的球狀表面。

沒錯,摘賀丈慶把之前放在棱鏡正上方的棱鏡模組,和棱鏡完全融爲一體,原來偏厚的鏡片組合,現在就只剩下一塊鏡片了,手機的厚度也可以在新設計下,變得更薄。

不得不佩服改良版四重反射棱鏡的腦洞,真巧妙。

不知道即將發佈的 iPhone 16 Pro 會不會用上相同的技術,不過從已經曝光的參數來看,16 Pro 和 15 Pro 的厚度完全一致(8.25mm),估計這項黑科技離真正商用,還有一定距離。

而且這種結構的長焦鏡頭,也不都是優點。比如四重反射棱鏡的確能讓手機平衡好焦距和厚度,但是多次反射後的到達 CMOS 的進光量會衰減得更多,如何解決夜景拍攝噪點過多的問題,可能是 16 Pro 的一道大題。

另外,單棱鏡是一個很新的創意,但還談不上先進,因爲這是蘋果爲了重量厚度長焦焦距「既要又要」的妥協技術。爲了這顆棱鏡和厚度控制,15 Pro Max 的底,相較於其他品牌,還是偏小了。

而且,衆多 iPhone 15 Pro Max 的用戶在過去一年陸續反饋,這顆長焦鏡頭的觸發距離,實在是過於嚴謹,要離目標將近 90cm 纔會切換到長焦鏡頭,小於這個距離 iPhone 大概率會自動切換成主攝拍攝。

長焦微距是今年的新趨勢,看看下個星期,蘋果會怎麼做。

雖說這些問題通過堆料換個大底、加個模組就能輕鬆解決,但我們得記智能手機是平衡的技術和藝術,在追求性能和手感的路上,總有人要讓讓步。

不過能確定的是,iPhone 16 Pro 和 Max,都將採用四重反射棱鏡。作爲消費者,一般很少去關注技術過程,我們更在意的是新技術在結果上會帶來哪些提升。

起碼從 iPhone 15 Pro Max 近一年的使用反饋來看,四重反射棱鏡讓手機的長焦擁有了更多的可能性。

特別是今年也開始大談特談 AI 的蘋果,應該會把硬件的新技術和軟件的新算法,結合得更加緊密,期待通過四重發射棱鏡技術的加持,iPhone 16 Pro(Max) 的人像再有新突破,長焦還有新體驗。