大底，高像素的战争

kitkatlaw

罗马军团 发表于 12-2-2020 10:20 PM
爱疯的半价罢了，听起来是不是比较舒服一点？

苹果从来不考虑。。。。不喜欢它的生态系统。
所以你这番话，没感觉。

kitkatlaw

罗马军团 发表于 12-2-2020 10:24 PM
华为小米已经骗很大，没想到Samseng诈骗集团更是技高一筹，直接把100x zoom印在镜头上

华为50x拍月亮，Samseng 100x大概可以拍到国际太空站

是不是骗很大，从来不是我喜欢讨论的东西，
欢迎探讨怎么把这些工具用的好。

值得注意的是，ultra 版本, lostless zoom 的倍数，是达到多少倍。如何实现。

kitkatlaw

本次三星 Galaxy S20 Ultra 搭載「1 億 800 萬畫素」及「100 倍變焦」功能，雙雙創下智慧手機的里程碑。強悍規格的背後，令人好奇的是，三星如何做到的？


硬體趨近極限同時，智慧手機鏡頭紛紛嘗試往更多元的方向發展，例如多鏡頭應用性、演算法提升的夜景拍攝能力、運用景深鏡頭打造的散景虛化能力，以及更高倍的變焦倍率。相較過往機種，三星 Galaxy S20 Ultra 搭載破格的 100 倍混合式光學變焦功能，這令人額外關注 S20 Ultra 的相機配置。



首先概略複習一下 S20 Ultra 的相機配置，鏡頭分別如下：

廣角主鏡頭：1 億 800 萬畫素、79 度視角、光圈 F1.8。
超廣角鏡頭：1,200 萬畫素、120 度視角、光圈 F2.2。
望遠鏡頭：4,800 萬畫素、24 度視角、光圈 F3.5。
雖然看似雷同，但 S20 Ultra 其實更新了全部鏡頭
雖然倍率相同，但廣角鏡與超廣角鏡部分皆與上一代 S10 系列有差，首先是超廣角鏡頭部分，前一代旗艦 S10／S10+ 的超廣角鏡頭視角為 123 度，此次 S20／S20+／S20 Ultra 為 120 度，雖然倍率同樣都是主鏡頭 0.5 倍。廣角主鏡頭方面亦有調整，S10 系列採用 F1.5／F2.4 的可變光圈式設計（雙光圈模式），S20 系列主鏡頭光圈統一改為 F1.8。

此外，廣角主鏡頭鏡頭視角也有微幅縮減，S10 系列主鏡頭視角為 77 度視角（相當於全幅等效 26mm），S20 系列主鏡頭視角為 79 度（相當於全幅等效 27mm）。雖然規格有微幅差距，但實際運用並不會感到明顯差異，可視為相當雷同的功能。



▲ Galaxy S20 Ultra 搭載驚人的 100 倍變焦拍攝功能。

關鍵的望遠鏡頭
當然，最令人感興趣的還是首度搭載的望遠鏡頭，這顆鏡頭具備最遠 100 倍變焦的實力。先來回顧一下規格：4,800 萬畫素、24 度視角、光圈 F3.5。雖然原廠沒有給確定數據，不過經由視角換算，可得知鏡頭視角 24 度相當於全幅等效焦距 100mm。

也就是說，S20 Ultra 的四鏡頭可視為搭載 3 顆定焦鏡與景深鏡頭的協同運作成果，焦段分別是 13mm、27mm、100mm，其中 27~100mm 約可視為 4 倍變焦，這也符合 S20 Ultra 相機介面的操作邏輯，變焦倍率選擇鈕分別有 0.5、1.0x、2.0x、4.0x、10x、30x、100x。



▲ Galaxy S20 Ultra 的望遠鏡頭位於左下方，採用潛望式設計。



▲ 潛望設計的意涵是，將鏡頭鏡片與光學組件橫置納入機身，再利用稜鏡折射／反射縮減鏡頭體積。

為何光圈是 F3.5？
至於望遠鏡頭光圈 F3.5 會否太小？其實這是光學原理下必然的成果，因為光圈的光學公式為：

實體焦距 ÷ 光通孔徑＝光圈（F 值）

其中光通孔徑與鏡頭尺寸成正相關，一般而言光通孔徑較大的鏡頭，鏡片也會較大。白話一點說，公式的意涵是，當鏡頭光通孔徑不變時（可約略理解為體積不變），焦距提升、光圈勢必會縮減，若要維持相同光圈，鏡頭體積勢必大幅提升，這也解釋了為什麼望遠鏡頭尺寸大多較大的原因。

可將目前整理出的規格製成以下簡表：



然而，S20 Ultra 如何在視角 24 度（約全幅等效焦距 100mm）的鏡頭做到 100 倍變焦？關鍵在於這顆鏡頭是 4,800 萬畫素，具備更多可用畫素因應 AI 運算及裁切需求。

100 倍變焦如何做到？
舉例來說，一般狀況下可透過裁切照片達到近似光學變焦的效果，當然以技術面來說，「裁切」並不會改變鏡頭焦距，鏡頭透視也會相同（因透視主要與距離有關），但裁切可改變視角，因此若忽視物理光學效應，例如不計入實體焦距的景深效果，並忽視畫素損失造成的畫質差異，那麼裁切確實可達成一部分站在原地光學變焦的效果。

因此，雖然 S20 Ultra 的望遠鏡頭等效焦距為 100mm，但使用 4,800 萬高畫素感光元件，透過裁切及 AI 運算，仍可支援最高 100 倍的變焦倍率。

所以，現在你知道為何 S20 Ultra 的 100 倍變焦會稱為「混合光學變焦」及「AI 超高解析度變焦」了吧？它有光學變焦成分，但也並非完全仰賴光學變焦，仍有包括數位變焦機制。



講這麼多，不就是數位變焦嗎？
這麼說也不完全正確，發表會時筆者實際測試 S20 Ultra 的 100 倍變焦功能，運作邏輯是這樣的：4 倍變焦後的倍率會啟動望遠鏡頭，4 倍變焦前的倍率仍使用 1 億 800 萬畫素的主鏡頭完成拍攝需求。

簡單計算一下，S20 Ultra 的望遠鏡頭是 4,800 萬畫素，而從 4~100 倍無論哪個變焦倍率，S20 Ultra 皆可輸出 1,200 萬畫素的望遠照片。4800÷1200=4，換言之望遠鏡頭在 4 倍倍率內都是「無損變焦」。別忘了，望遠鏡頭本身起始倍率就是 4 倍，4×4=16，因此可獲知 S20 Ultra 在 16 倍變焦之前確實可做到無損變焦。



若要獲得最佳畫質？
因此，如果是畫質控，不考慮望遠端手震、遠距離空氣散射等會讓畫質減損的前提下，望遠鏡頭在 16 倍以前的變焦倍率畫質都維持幾乎無損。但 16 倍以上的變焦倍率呢？這就要靠數位變焦及 AI 運算的功力了。

（本文由 T客邦 授權轉載；首圖來源：三星）
https://technews.tw/2020/02/13/samsung-s20-ultra-lens-secret/

罗马军团

kitkatlaw 发表于 13-2-2020 01:00 PM
是不是骗很大，从来不是我喜欢讨论的东西，
欢迎探讨怎么把这些工具用的好。

值得注意的是，ultra 版本, lostless zoom 的倍数，是达到多少倍。如何实现。

10x optical zoom X 10x digital zoom = 100x space zoom

明白吗？

kitkatlaw

罗马军团 发表于 13-2-2020 01:03 PM
10x optical zoom X 10x digital zoom = 100x space zoom

明白吗？

好像不是这么简单。。。。

罗马军团

kitkatlaw 发表于 13-2-2020 01:21 PM
好像不是这么简单。。。。

华为的loseless zoom = Samseng的space zoom = Oppo Reno hybrid zoom

事情就是那么简单，手机公司特意弄复杂，模糊原有的optical zoom