【目录如下：】
一、小米10pro与小米cc9pro均没有配备潜望式镜头，那么如何实现5倍光学变焦和50倍数码变焦？二、新发布的三星S20 Ultra为什么长焦镜头要使用4800万像素，而不是国内主流的800/1300万像素？而且它仅支持4倍光学变焦，为什么却能够实现100倍数码变焦？三、手机上CMOS传感器有多大？1/2英寸=1.27cm，真有这么大吗？四、目前支持50倍及其以上数码变焦的主流手机型号及长焦镜头参数【解答如下：】
一、小米10pro与小米cc9pro均没有配备潜望式镜头，那么如何实现5倍光学变焦和50倍数码变焦？
cc9pro 和 mi10pro
【由于小米10pro与cc9pro采用同款摄像头，所以下面以早期的cc9pro举例说明】
市场上几部配备五倍光学变焦的手机，例如华为P30pro 和 OPPO FindX2pro，二者均采用了潜望结构，才能达到五倍光学变焦所需的焦距。但是小米 CC9 Pro 并没有使用潜望镜设计，那是如何达至五倍光学变焦的呢？
OPPO Find X2 pro
原来小米 CC9 Pro 的超长焦镜头并非原装五倍光学变焦的。据小米官方介绍，CC9 Pro 的超长焦镜头为 “500万像素长焦镜头，支持五倍光学变焦”。但查证了手机的镜头元件，感光元件为 OmniVision （豪威科技）的 OV08A10，是一个 800 万像素的感光元件。实际上这颗长焦镜头为 800万像素的 3.76倍光学变焦镜头。
我们也可以在DXOMARK官网上查到CC9 Pro的长焦镜头的确为800万像素，那么，为什么官方说是500万呢？所以，小米 CC9 Pro 的五倍光学变焦是假的吗？
dxomark官网
非也。小米 CC9 Pro 在3.76倍变焦时提供了800万像素的照片。在五倍变焦时，系统就会先拍摄下一幅800万的3.76×照片，再剪裁去多余的像素点，剩下一幅最少有500万像素、看起来就是5倍放大的照片了（实际上是4.76倍）。
3.5倍裁剪出的5倍
如果是以“500万像素长焦镜头，支持五倍光学变焦”来说，它是没有错的，因为在五倍变焦时的确提供了500万像素的相片。只是它没有告诉你这个感光元件最多能拍到800万像素的镜头。
而这个做法在传统相机也有使用，称为“Undeteriorated Zoom”或“延伸光学变焦”。之后的小米10pro使用了cc9pro上的同款长焦镜头，如果算法没有改变，拍摄效果实际上差不多。当然，更强大的骁龙865处理器可以带来更快的成像速度，体验上也会有所提升。
骁龙865
总结和备注：官网宣称：5倍光学变焦 500万像素硬件实际：3.76倍光学变焦 800万像素实际输出：3.76倍开始启用长焦镜头，并输出800万像素图片，3.76～4.76倍通过裁剪3.76倍拍出的800万像素图片输出500万～800万像素之间的图片，4.76倍输出500万像素图片，后面到50倍(47.6倍)均继续裁减并AI优化后输出。（3.76倍以上实际上都是通过对3.76倍拍出的800万像素图片进行裁剪、锐化或通过软件、AI算法增加细节等方式即时改善结果实现的）
【附计算过程：
①800万像素下的硬件实际光学变焦：长焦94mm/主摄25mm=3.76倍
②假设变焦倍数为x，3.76倍相对于500万像素模式下的x倍倍率为x/3.76，平方后为x²/14.14，800万像素除以(x²/14.14)=11310/x²=500万像素。解得x=√(500/32)≈4.76倍。即小米10pro／cc9pro长焦镜头标准输出500万像素模式下光学变焦倍数为4.76倍】
二、新发布的三星S20 Ultra为什么长焦镜头要使用4800万像素，而不是国内主流的800/1300万像素？而且它仅支持4倍光学变焦，为什么却能够实现100倍数码变焦？
S20 Ultra
我们先看一下它的长焦镜头配置：4800万像素、24度视角、光圈F3.6。虽然原厂没有给出数据，不过经由视角换算，我们可以得知镜头视角24度相当于全幅等效焦距102mm。
S20 Ultra
也就是说，S20 Ultra的四镜头可视为搭载了三颗定焦镜与景深镜头的协同运行成果，焦段分别是13mm、27mm、102mm，其中27mm～102mm约可视为4倍变焦，这也符合了S20 Ultra相机接口的操作逻辑，变焦倍率选择钮分别有0.5、1.0x、2.0x、4.0x、10x、30x、100x。至于望远镜头光圈F3.6是否会太小？其实这是光学原理下必然的成果。
华为长焦镜头出货表 注意f4.0光圈的p40pro
因为光圈的光学公式为：其中光通孔径与镜头尺寸成正相关，一般而言光通孔径较大的镜头，其镜片也会较大。白话一点来说，以上这公式的涵义是，当镜头光通孔径不变时（可约略理解为体积不变），焦距提升、光圈势必会缩减，若要维持相同的光圈，镜头体积势必需要大幅提升，这也解释了为什么望远镜头尺寸大多较大的原因。然而，S20 Ultra是如何在视角24度（约相当于全幅等效焦距102mm）的镜头上实现100倍变焦的呢？关键在于这颗镜头是4800万像素，它具备更多的可用像素来因应AI运算以及裁切需求。
举例来说，在一般状况下我们可以通过裁切照片来达到近似于光学变焦的效果，当然以技术面来说，“裁切”并不会改变镜头焦距，镜头透视也会是相同的（因为透视主要与距离有关），但裁切可以改变视角，因此若我们忽视物理光学效应，例如不计入实体焦距带来的景深效果，并忽视像素损失造成的画质差异，那么裁切确实可以完成一部分站在原地光学变焦的效果。
因此，虽然S20 Ultra的望远镜头等效焦距为102mm，但使用4800万的高像素感光组件，通过裁切以及AI运算，仍然可以支持最高100倍的变焦倍率。所以，这就是三星S20 Ultra的100倍变焦会被称作是“混合光学变焦”以及“AI超高分辨率变焦”的原因了。（不就是数码变焦，说那么高端）我们来做一个简单的计算，S20 Ultra的望远镜头是4800万像素，而从4倍～100倍之间无论是哪个变焦倍率，S20 Ultra皆可输出1200万像素的望远照片，4800÷1200=4，面积为原来的1/4，而面积意义上的像素转化为长度意义上的焦距（倍率）需开根号变为1/2，换言之望远镜头在2倍的倍率之内都是“无损变焦”的。
但别忘了，望远镜头本身的起始倍率就已经是四倍，4×2=8，因此可获知S20 Ultra在4～8倍变焦之内都确实可以做到无损变焦。那么在8倍以上的变焦倍率呢？这就要靠数字变焦以及AI运算的功力了。备注和总结：官网宣称：4倍光学变焦 4800万像素硬件实际：8倍光学变焦 1200万像素实际输出：4倍开始启用长焦镜头，4~100倍全程输出1200万像素图片。其中4倍使用像素4合1技术完成无损光变，4～8倍裁剪并处理4800万像素图片，8倍以1200万像素直接输出，8倍以上通过对8倍拍出的照片进行（裁剪、锐化、软件优化、AI算法等）增加细节至1200万像素左右再输出。【（如果有如果）如果按小米那样以500万像素输出／按华为那样以800万像素输出，实际变焦倍数可以有多大？假设变焦倍数为x，变焦倍率为x/100,平方后为x²/10000，1200万像素除以x²/10000=1200 0000/x²=500万像素。解得x≈154.920。即如果三星也以500万像素输出，那么实际变焦倍率可高达155倍；同理可得，以华为的800万像素输出实级变焦倍率也可高达122.5倍（可惜没如果）】
三、手机上CMOS传感器有多大？1/2英寸=1.27cm，真有这么大吗？
CMOS传感器
以前的手机厂商比像素，现在的手机厂商已经开始比相机上传感器（底）的大小。现在市场上的手机CMOS传感器大部分是索尼imx，小部分为三星。
比如常见的索尼主摄IMX586的1/2的底、华为找索尼定制的IMX600的1/1.7大底、小米主摄三星HMX的1.08亿像素下的1/1.33超大底。所谓的1/2，1/1.7，1/1.33，1/3.4，2/3等，里面的分子1是一个标准，分母越大，CMOS越小（2/3换算成1/1.5）。
所以这里面1/1.33英寸是最大的。到底有多大呢？衡量比例必须有一个标准，这个标准是沿用最早CCD应用在摄像机上的标准，指长12.8mm × 9.6mm的面积，其对角线为16mm，所以1就是指的对角线为16mm。故可计算出：1/2英寸的CMOS：(12.8mm/2) × (9.6mm/2)=6.4mm × 4.8mm。同理可以计算：1/1.33英寸的CMOS：(12.8mm/1.33) × (9.6mm/1.33)=9.62mm × 7.22mm。虽然大部分CMOS的长宽比为4:3，但也有少数其他的比如3:2。但是不同长宽比面积是不同的。例如3:2和4:3的传感器面积，就算是同样的对角线长度面积也不同，长宽比越接近1:1面积越大。
索尼IMX586
主摄上常见的IMX586，1/2英寸传感器长宽是6.4mm × 4.8mm，面积是30.72mm²。长焦镜头上的豪威OV08A10，1/4.4英寸传感器长宽是2.91mm × 2.18mm，面积是6.34mm²。（没错，就这么丢丢大）1/2英寸传感器面积大约1/4.4英寸传感器面积的4.85倍，性能差别还是很明显的，画质差异肉眼明显可见。
四、截止发文日，支持50倍及其以上数码变焦的主流手机有如下几款。●三星Galaxy S20 Ultra（4,100）新型传感器，1/2英寸底，0.8μm单像面积，4800(1200)万像素，102mm焦距，f3.6光圈，3.92倍定焦光变(相对主摄26mm)，光学防抖。
●华为P30pro（5,50）索尼IMX520，1/2.8英寸底，1.0μm单像面积，800万像素，125mm焦距，f3.4光圈，4.63倍定焦光变(相对主摄27mm)，光学防抖。●小米10pro（5,50）豪威OV08A10，1/4.4英寸底，1.0μm单像面积，800(500～800)万像素，94mm焦距，f2.0，3.76倍定焦光变(相对主摄25mm)，光学防抖。
●小米cc9pro尊享版（5,50）豪威OV08A10，1/4.4英寸底，1.0μm单像面积，800(500～800)万像素，94mm焦距，f2.0，3.76倍定焦光变(相对主摄25mm)，光学防抖。
●OPPO FindX2pro（6,60）三星S5K3M5，1/3.4英寸底，1.0μm单像面积，1300万像素，160mm焦距，f3.0，6.15倍定焦光变(相对主摄26mm)，帧率30fps，光学防抖。
●OPPO Reno 10×（6,60）三星S5K3M5，1/3.4英寸底，1.0μm单像面积，1300万像素，160mm焦距，f3.0，6.15倍定焦光变(相对主摄26mm)，帧率30fps，光学防抖。
●vivo X30pro（5，60）三星S5K3M5，1/3.4英寸底，1.0μm单像面积，1300(1200)万像素，135mm焦距，f2.2，5.19倍定焦光变(相对主摄26mm)，帧率30fps，光学防抖。
总结：长焦硬件性能：三星Galaxy S20 Ultra>OPPO FindX2pro≈OPPO Reno 10×>vivo X30pro>华为P30pro>小米10pro≈小米cc9pro尊享版（个人见解，不喜勿喷，注意是硬件。）
写在最后。现在各大厂旗舰手机主摄画质已经很OK了，不仔细看很难看出差别，所以感觉没必要在这方面太大动干戈了。另外长焦镜头画质目前还有待改善，希望厂商能多花点功夫，让长焦高倍画质越来越好。
（本文来源于酷安的南昌大学NCUI，侵删）
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