
▲如何分辨单镜头还是双镜头?
要辨别手机是否采用双镜头,最直接的办法就是看手机背面的主镜头有几颗。左边是采用双镜头的 iPhone 7 Plus,右边的则是单镜头设计的 HTC 10。


▲光学变焦设计
过去如 ZenFone Zoom 等手机曾采用光学式变焦设计,但因为体积较大且光学限制较多,故其下一代机种 ZenFone 3 Zoom 转投双镜头手机怀抱,独立设计出一颗焦距2.3倍的第二颗镜头。

▲双镜头
双镜头已成为未来照相手机的主流设计之一,即使是只靠手机也可利用双镜头的“人像模式”或是“景深效果”拍出媲美单反相机的照片。
各式双镜头的运作原理
在了解双镜头手机的类型以及能够拍摄的题材之后,我们接着就要弄清楚这些双镜头的作用原理。
第1类:3D与景深的应用
第一类型可说是双镜头最早的应用,约莫在五∼六年前,在手机与电视上开始吹起一股“3D”风潮,以达到裸视3D 以及类3D 的效果为号招,当时就有一类的智能手机为了能够拍摄3D照片因而采用两颗镜头的配置。为什么需要两颗镜头呢?这是为了模拟人双眼所观看的视差,如同我们平常用双眼观看物体会较有立体感,用单眼则较难分辨距离的原理一致,在2011年推出的代表性手机如 LG Optimus 3D、HTC EVO 3D 这两款即是采用双镜头视差的原理来拍摄3D 照片。
但是,这类双镜头的3D 应用并未在市场上获得成功,LG 与 HTC 在这两款3D 手机之后亦没有推出更具代表性的续作,而随着时间推移,双镜头在智能手机身上又衍伸出一项更具价值的应用。在2014年,宏达电推出了相当知名的 HTC One M8,这款手机的第二颗镜头并非是用来拍照,而是当成感测距离使用,即所谓的“Duo 景深相机”,让 M8可以拍摄出更真实的浅景深效果,从此双镜头的应用才迈向真正的实用层级,随后 HTC 在2014年推出的 Butterfly 2、2015年推出的 M9 Plus 以及 Butterfly 3皆采用了相同原理的 Duo 景深相机,但由近期两年的趋势来看,HTC 似乎已放弃此型态的双镜头手机,改为追求单镜头的拍摄品质。

▲3D 类型的双镜头手机
LG Optimus 3D、HTC Evo 3D 这两台手机虽然采用了双镜头的配置,但它们的第二颗镜头者主要提供的是左右视差资讯并借此拍摄3D 照片。
▲HTC Duo 相机
HTC在M8身上所推出的“Duo 相机”,可说是较成熟的双镜头应用,其原理是利用上下排列的两颗镜头运算出更真实的浅景深效果。
▲Duo 相机拍摄范例
运用HTC Butterfly 3所搭载的 Duo 景深相机,即使是用手机拍摄也可拍出质感不差的浅景深照片。
第2类:改变光学限制的黑白镜头
除了3D与浅景深效果之外,第二类的双镜头手机是设计用来拍摄更细腻的黑白照片。看到这里相信不少人会感到纳闷,为什么手机需要特别独立一颗镜头来拍摄黑白照片呢?直接用黑白(单色)模式拍照,或是把彩色照片后制成黑白不就得了吗?说到这就必须从相机与手机的成像原理开始讲起。无论是透过相机或是手机,平常我们要拍摄照片时,都需要透过所谓的“感光元件”来纪录影像,然而目前的感光元件技术都仅有侦测光线强弱的机制,而没有辨认颜色的功能,因此为了纪录色彩资讯,感光元件前方大多会装上拜尔滤镜(Bayer Filter),过滤出 RGB 三色,再分别纪录三原色的强度资讯来还原成彩色照片。不过这种拍摄方式有一项缺点,除了经过滤镜的光会被衰减2/3之外,也无法从单像素点辨别完整的 RGB 资讯,需透过补插点运算才行。
因此, 为了排除拜耳滤镜的影响,黑白镜头的感光元件采用了不过滤 RGB 三色、只侦测光线强弱的设计,因此在低光源以及暗部细节的表现会比一般彩色镜头来的细腻,此外高感光度的画质也会更加优秀。华为的 P9、P10的黑白镜头正是采用了这样的原理,同时还具备 Leica 调校的色彩以及可调整的景深功能,以带来更优秀的拍摄表现。除此之外,也有一些昂贵的相机专门设计来拍摄黑白照片,例如 Leica M Monochrom 以及 Phaseone IQ3 100MP Achromatic。
▲华为 P9的双镜头
华为自 P9开始使用了黑白/彩色双镜头的配置,其中黑白镜头在低光源下可补足彩色镜头的细节,并由德国徕卡操刀色彩调校,可拍摄出色调更吸引人的照片。
▲拜尔滤镜的原理
由于感光元件并没有辨认色彩的能力,在光线进入 CMOS 之前必须先加入分离三原色的拜尔滤镜,再分别侦测 RGB 三色的强度处理成彩色照片,因此凡是经过拜尔滤镜的光线都会有所衰减。
▲黑白与彩色镜头的差异
华为 Mate 9 Pro 一样采用了黑白/彩色的双镜头配置,可以看到黑白镜头在拍摄夜景时较彩色镜头能保留更多的细节,使高光不致过曝,低光也有更好的画质与纯净度。
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