苹果iPhone“虚标”镜头参数?

如果你比较了解摄影,那你一定知道:大光圈镜头在摄影器材中有着举足轻重的地位,它们的售价往往不菲,并且在体积重量方面表现感人。然而,在手机产品上,我们却能够随处看到搭载大光圈镜头的影像旗舰,难不成,是手机厂商们掌握了镜头设计的“黑科技”,轻而易举就化解了过去相机大光圈镜头上“傻大黑粗”的设计难题?
在下面这组图中,左边是一颗尼康 Z 24mm F/1.8 镜头,右边则是一台 iPhone 13 Pro Max,它的主摄搭载了一颗光圈为 f/1.5 的镜头。
从数据上看,iPhone 13 Pro Max 的主摄光圈值要比尼康镜头更大,但是,尼康 Z 24mm F/1.8 镜头的重量却达到了450g,这几乎是iPhone Pro Max(238g)的将近 2 倍。
苹果iPhone“虚标”镜头参数?

(左:尼康 Z 24mm F/1.8 镜头,约 450g;右:iPhone 13 Pro Max, 约 238g)
看到这里,哪怕小学物理学的再不好的同学估计也要坐不住了——你这手机光圈比相机光圈还大、重量又比人家轻一半儿,肯定是手机厂商在镜头参数上虚标了呀!
您还别说,这么讲确实有点道理,不过人家手机厂商心里面也委屈,因为按照标准的计算方式,这手机镜头的光圈值确实是实打实算出来的,绝对没有半点儿“水分”。
在回答这个问题之前,我们先来看看摄影术语中对于镜头光圈的定义,以及它对摄影的重要性。光圈是曝光三要素(光圈、快门、iso)中的重要一环,它通常位于镜头内,是一个用来控制光线通过镜头、进入机身内感光面的光量的装置。
苹果iPhone“虚标”镜头参数?

(镜头光圈大小示意图)
这里,为了方便大家的理解,咱们就把光圈比做水龙头,光圈值就是水龙头的孔径大小,它用来控制水流的大小。在相同的时间里,水龙头的孔径越大,流到水池里的水就越多,孔径越小,流到水池里的水就越少。对于手机影像系统来说,大光圈镜头能够带来更多的进光量,进而保证暗光环境下具备更优的成像质量。
苹果iPhone“虚标”镜头参数?

关于光圈值的计算,有这样一个约定俗成的公式:F(光圈值)=镜头焦距(mm)/镜头有效口径(mm)。就拿前面的尼康 Z 24mm F/1.8 镜头来说,它的镜头焦距为 24mm、最大光圈值为 F/1.8,由此,我们可以倒推出它的镜头有效口径约为 13.33mm。那么,掌握了这个”秘诀”公式后,我们是不是就可以通过已知的2项镜头参数,来轻松计算出最后 1 项镜头参数了呢?毕竟,它不就是个简单的一元一次方程嘛。
苹果iPhone“虚标”镜头参数?

然而,当我们把这一公式代入手机影像系统之后,却发现好像不太不行……以 iPhone13 Pro Max 为例,它的主摄等效焦距为 26mm,光圈 F/1.5,换算下来的镜头有效口径约为 17.33mm,这甚至比外围镜头保护圈的口径还要大出不少,明显不符合实际的情况,问题究竟出现在哪个环节呢?
相信有些朋友已经敏锐的发现了“等效焦距”这一重要线索,它就是导致我们公式失效的“罪魁祸首”。要知道,光圈值的计算公式是以全画幅相机的 CMOS 尺寸规格为参照的,而手机 CMOS 的尺寸规格要比全画幅相机 CMOS 小上很多,CMOS 尺寸的区别带来了另一个东西——等效焦距,在同样的等效焦距之下,搭载不同尺寸传感器的相机拥有同样的拍摄视角,而此时不同尺寸传感器相机的实际焦距是不同的。在镜头光圈值的计算公式中,我们需要代入的是镜头的实际焦距而非等效焦距。
在 PS 中查看照片 Exif 参数,可以看到——iPhone 13 Pro Max 的主摄实际焦距为 5.7mm(等效焦距 26mm),这才是 iPhone 主摄镜头中心点到 CMOS 平面的实际距离。因此,它的真实镜头有效口径应该是 5.7(实际焦距 mm)/1.5(光圈值 F)=3.8mm,这样一看,是不是就显得正常多了。
苹果iPhone“虚标”镜头参数?

(iPhone 13 Pro Max 照片 Exif 参数,实际焦距:5.7mm)
究其根源,主要是手机厂商在宣传自家的影像旗舰时,往往会着重突出摄像头的“等效焦距”,而在宣传“光圈”时,却有意“模糊”了对于真实焦距概念的普及。要知道,在相同光圈值、不同的实际焦距之下,镜头光圈的通光孔径存在明显差异,实际焦距越长,镜头的通光孔径就越大,反之则越小。
这样一来,大家是不是就能够回答文章开头的那个问题了——尼康 Z 24mm F/1.8 镜头之所以比 iPhone 13 Pro Max 重得多,并不是手机镜头的光圈值虚标,而是因为它们的实际焦距存在巨大差异,如果我们给 iPhone 13 Pro Max 用上全画幅传感器,再配上一颗实际焦距为 26mm、光圈值为 F/1.5 的镜头,恐怕它的重量会比 450g 的尼康 Z 24mm F/1.8 更加突出。
苹果iPhone“虚标”镜头参数?

(不同尺寸 CMOS 大小示意图)
由此看来,抛开实际焦距谈光圈,其实是在耍流氓。从这一角度来讲,今天的手机 CMOS 越来越大,想要实现过去小尺寸 CMOS 上的大光圈参数,也就需要越来越大的镜头模组设计。在多方面寻求突破手机影像天花板的今天,这也是摆在未来消费市场和手机厂商面前的一项重要抉择。
那么,你愿意为了更大的镜头光圈而妥协手机的重量和体积么?

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