10倍光学变焦全球第一？华为P40系列成为“相机怪兽”的秘密

互推小编 2024-01-23

3月26日晚，华为P40系列面向全球发布。P40、P40 Pro、P40 Pro+三款手机不仅继承了华为P系列在影像方面的深厚底蕴，P40 Pro+更成为了全球首款10倍光学变焦手机。

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10倍？乍一听到这个数字。很多用户并不以为如何了得，有人认为有一些手机（包括华为P30 Pro）早做到了“50倍”的变焦倍数，从而误以为华为P40系列在拍照上的进步似乎没有想象中的那么大。某种意义上，这些消费者的误解恰恰也是今天手机摄影行业的最大困惑。

何谓光学变焦、混合变焦以及数码变焦？华为P40系列为何被外界称为“相机怪兽”？手机拍照能力的提升仅仅来自于参数吗？华为之所以能创造出P40 Pro+，实现10倍光学变焦，背后到底经历了哪些研发努力与困难？

今天，就让我们带着这些问题，去一窥豪夺多项世界第一的华为P40系列背后的技术实力。

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变焦不仅看倍数

手机拍照的根本到底是什么，其实并不是参数。否则“全球首款10倍光学变焦手机”也不会获得媒体的满堂彩。因为单纯从数字上看，华为的10倍看似不如其它手机厂商早就打出的所谓50倍有噱头和冲击力。

但这背后恰恰是今天手机发展中的关键所在，也是经常让消费者混淆之处。光学变焦是真实的像素，它可以原汁原味地还原远处的景物，而不会有什么质量损失，这是物理器件上的真实变化。从中，我们不难看到的是，光学变焦升级的背后，是手机研发物理层面的真正跃升。

混合变焦，则是通过组合不同类型的摄像头共同参与拍摄，进而实现各种环境下的变焦倍数，其最终得到的画面，美感质感比纯光学变焦差。而再看数码变焦，是通过在感光器件垂直方向上的变化来给人以变焦效果，在感光器件上的面积越小，视觉上就会让用户只看见景物的局部。本质上说，混合变焦与数码变焦，是通过裁切以及算法合成达到的变焦效果。

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如果消费者了解了这三种变焦的原理，就很容易得出结论了：光学变焦是真金白银的镜头升级，是手机拍照硬件的实力提升，是真正的根本变革，混合变焦是软硬件一起参与的结果，会改善拍照画面，而数码变焦则由于焦距没有变化，图像质量相对于正常情况下较差，比如把一张3x5的照片放大50倍，那画面的画质必然非常粗糙，而且愈大愈粗糙。

了解了这三者的区别之后，其实才更能明白华为10倍光学变焦背后的底气所在，以真正的镜头能力升级，给用户带来最震憾的拍照能力。表面上看，“10倍光学变焦”可能不如某些厂商打出的所谓50倍数码变焦或者10倍混合光学变焦更有噱头，但光学变焦背后承载的科技实力以及体验优势，不是混合光变以及数码变焦所能匹敌的。

如前所述，在数码变焦层面，华为P40 Pro+同样达到了100倍的能力，但华为知道这仅仅是数字比拼，所以，华为把重点放在了“10倍光学变焦”之上，这才是真王的手机拍照实力，可见华为将以消费者体验为核心的理念，同样贯彻到了营销当中，不追求噱头，不过分包装。

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5次反射延长光路纳米级高精度反射面滑槽式AF长寿命马达：实现业界最高的10倍光学变焦

事实上，华为研发“10倍光学变焦”的背后，还有一个原因，那就是华为的“超然”——一心一意做出最好的产品，突破行业技术边界。

是的，事实就是如此。华为P40系列不仅首次在手机上实现了10倍光学变焦，还带来了超感知徕卡镜头配置，尤其是在 P40 Pro+独创的超感知徕卡五摄中，既有中、长焦段两颗长焦镜头，进一步采用全新的多反射潜望式光路折叠技术，实现5次反射光路，光程比上一代潜望式长焦提升178%。通过精妙的光学设计，不仅消除了距离限制，看得更远，还有效平衡了手机空间设计上的难点。

从华为P1到华为P40系列，P系列已经走到了第十代产品，一直在引领手机摄影技术的发展。而时至今日，华为P40系列带来的技术突破，在2012年华为P1发布是可能无法想像。

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以华为P40 Pro+搭载的10倍光学变焦摄像头来说，当光线进入镜头组件时，会经过数次反射。想要保证高成像质量，必须对模组内反射镜组装平面的精度控制做极高要求——只有纳米级的高精密反射面，才能降低光路畸变，保证反射质量。在此过程中，经验丰富的相机团队首先想到的是借鉴芯片的组装工艺技术，但经过比较后发现，芯片组装工艺技术对芯片变形的控制是10微米级，远远达不到相机团队的要求。

根据光学设计仿真解析出的最基本的光学规格，此次要求是头发丝的两千分之一。对比来看，头发丝的直径一般不超过100微米，此刻华为的挑战无疑是在针尖上跳舞。

如何降低光路畸变，保证反射质量？在没有“前车之鉴”的情况下，相机团队分析关键影响因素，研究关键参数工艺，对比测量变化数据，选出最稳定的工艺条件，通过持续不断地对光学系统进行优化，最终实现了最高约30nm的精度。

可见，研发出全球第一摄影旗舰华为P40系列，这背后正是华为的“变态”之处，也是华为技术实力的真正源点。

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再举一个马达的例子，华为P40 Pro+长焦模组的对焦马达需求特殊，在带动具有多反射面的反射镜移动的同时，还不能干扰光路，马达只能“躲”在反射镜后面的有限空间中，反射镜的大部分重量都是挂在马达的最前端。不难看到，马达宛如一把从尾部抓着L型反射镜的大榔头，要保持在不同手机拍摄姿态下，都能高精度稳定移动反射镜，挑战非常大。

怎么办？华为手机设计团队经过多番验证，最终采用了滑槽式承载方式，搭配极强的磁力与精密杠杆结构，精巧地平衡了前端的反射镜负载。同时采用优异的润滑材料，使马达能够高稳定、高精度地移动反射镜，实现自动对焦功能，这也构成了这个模组独特的对焦马达专利。除了独特的设计与功能，这颗马达还具备超长寿命的特点。即使经过数百万次的测试和极端环境的考验，依然硬朗运作。

一张照片的背后其实是囊括了光学镜片、感光元件、算法、芯片的复杂协同，其中的每一个部分都有工程师的研发设计，一张高质量的图片的拍摄看似简单，背后却是数万人共同努力的结果。