手机焦段的糊涂账，你可能一直在用数码裁切
看了 9 月苹果发布会的都知道，iPhone 今年是“从里到外都是创新”。
其中最让果子佩服的是主摄裁切 2 倍变焦这一块内容，一件差不多的事情可以用不同角度和手法连讲三年。
而且还给这套老掉牙的裁切系统起了一个全新的名字——融合式摄像头。
整场发布会看下来果子就跟电子老八一样，表面上是在看 iPhone 16 的新品发布会，实际上是在看 iPhone 14 发布会的五谷轮回之物。
虽然裁切变焦这件事吧，在当下的苹果和安卓手机上都已经司空见惯。
但最近依然有一些狐朋狐友跟果子讨论这件事，认为裁切变焦跟光学变焦比起来多少有点碰瓷。
这就好像在说一颗 50mm 焦距的全画幅相机镜头，开 APS-C 模式（裁切 1.5倍）后等效 75mm 焦距。
因此这是一颗拥有 50mm、75mm 两个焦段的“融合式镜头”，所以这一听就很扯对吧。
但是结论还不能下这么早，手机的焦段，其实比相机镜头玄乎多了。
比如 iPhone 主摄裁切的 2 倍你觉得是数码变焦，但它可能真的是光学变焦。
而某些手机的某些焦段，你以为是光学变焦，却可能是数码变焦，比如本文后边会讲到的小米 13Pro 和小米 14 的长焦。
所以今天我们就来聊聊手机镜头焦段的这笔糊涂账。
光学和数码
在讨论这两个问题前，我们先简单科普一下，手机光学变焦和数码变焦是怎么划分的。
1、光学变焦
现在的手机为了增加卖点，通常都会搭载好几颗摄像头。
像现在 iPhone 的 Pro 版本都是搭载 3 颗摄像头，分别是主摄、超广角和长焦，这些都是分别独立的定焦镜头。
在相机取景器内 0.5、1 和 3 倍对应的就是三个光学焦段，它们可以提供相机最好的画质。
然后这个 2 倍是不是光学变焦我们后面再说。
2、数码变焦
由于手机上的光学定焦镜头就那么几颗，想要实现其他焦段的拍摄，就要在光学焦段的基础上进行裁切。
像这款手机的 1.1 倍 - 1.9 倍这种中间焦段，就是由主摄裁切得到。
包括我们后期在裁切照片，也算是数码变焦。
数码照片跟实体的胶片、画布一样，你越裁切尺寸就越小，画质就越差对吧。
因此在数码变焦的焦段，手机厂商会在裁切的基础上会加入锐化、超分辨率等算法，让画面尽可能清晰一点。
现在了解了两个变焦方式，你觉得 iPhone 主摄的裁切 2 倍变焦更接近哪种变焦方式呢？
裁切是不是光学变焦
众所周知，iPhone 主摄裁切的 2 倍变焦，主要是利用了传感器中间的那一部分 1200 万像素，因此这个焦段是原生点对点成像的 1200 万像素。
像开头说的 50mm 全画幅相机镜头，开启 APS-C 模式后裁切到 75mm，也是截取了传感器中间一部分进行成像。
仅论拍照的画质，APS-C 模式拍摄的照片，跟全画幅照片后期裁切效果是一样的，画质不受影响。
那么 iPhone 的 2 倍有没有这个特点呢？
我们这里用 iPhone 14 Pro 做一个测试，先看 1 倍 4800 万模式裁切到2倍，对比直出 2 倍的效果。
（直出 1 倍焦段，4800 万像素）
（直出 2 倍焦段，1200 万像素）
由于大图需要压缩才能上传，因此具体对比可以看下面的截图部分。
（1 倍焦段裁切）
（2 倍焦段裁切）
可以看到，虽然这两张图理论上用到的传感器位置和像素量都差不多。
但是画质还是差蛮多的，一倍大图裁切出来的不管是色彩、噪点控制和解析力都要更好，是不是有点反直觉？
我们再把 1.9 倍焦段放进来，它的视角跟 2 倍焦段非常接近。
由于这个 1.9 倍完全由 1 倍的大图裁切而来，因此画质依然比 2 倍直出要更优秀。
到这里，你可能会觉得这个 2 倍焦段也太小丑了吧，画质还不如 1 倍裁切的好，这用刚个毛。
先别急着下结论，我们前面说了，这个 1 倍使用的是 4800 万高像素模式。
这个模式可以输出 iPhone 最高质量的照片，只是代价也不少。
1、不支持记录实况照片
2、占用存储空间多一些
3、成像速度稍微慢一些
在 iPhone 14 Pro 刚出的时候，后面两个缺点其实还蛮严重的，拍照的时候这个转圈动画得有个四五圈，而且只能拍摄 RAW 文件。
但经过这么长时间的更新，现在转一圈基本就拍好了，还可以拍摄小文件格式，可用性已经很高。
在前面的对比中，2 倍变焦画质落败主要就是不能使用这个高贵的高像素模式算法。
而 1 倍焦段在 4800 万模式下，相对的也不能使用跟 2 倍一样的算法，因此 1 倍和 2 倍焦段的画质表现是互相独立的。
就像是人为区分开了一样，使其用起来更接近一颗独立的 2 倍摄像头，参数相当于 48mm F1.8、1200 万像素、1/2.56 英寸传感器，确实算是一种光学变焦。
不过，这个 “2 倍镜头” 也不能跟真正的两倍镜头完全划等号。
由于手机的传感器尺寸相对较小，高像素模式虽然解析力高，但会导致在弱光环境下表现不佳。
因此把 4800 万四合一成 1200 万像素使用是目前手机的常见方案。
不过这个方案与其说是四合一，其实更像是四拆一。
下图是传感器的微观结构，每一个方块可以记录一个像素，传统的拜尔阵列是这样的。
而手机的拜尔阵列是这样的。
发现了不，手机的传感器每 16 个像素才能形成一组 RGGB 排列。
而且每 4 个像素会共享一个滤色片，确实有点 1 个掰成 4 个用的味道。
而主摄裁切出来 1200 万像素，可以说是 300 万像素拆成了 1200 万像素来使用。
它比起用传统拜尔阵列的独立副摄传感器，效果还是会差一些。
以假乱真的数码变焦
既然 iPhone 的裁切都能算是光学变焦，那开头说的小米 13 Pro、小米 14 的长焦为什么又是数码变焦呢？
其实就是字面上的意思。
小米 13 Pro 的长焦是 3.2 倍，拍摄 JPG 照片可以输出约 1200 万像素的照片。
但当拍摄 RAW 格式照片时，你会发现这颗 3.2 倍的传感器只能输出约 990 万像素的照片。
这说明 1200 万像素的 3.2 倍是超分辨率后的数码变焦。
而这颗镜头实际的原生等效焦距应该是在 67mm 左右，大约在相机 2.9 倍的样子。
可以看到 2.8 倍过渡到 2.9 倍的时候镜头切换了一下，这个位置才是这颗长焦的满血画幅。
果子手上另一台小米 14 上也存在类似的情况，而且裁切的更狠，在 2.6 倍开始便已经调用长焦镜头。
下面的对比可以用箭头下的建筑作为参照，可以看到 2.6 倍“满血状态”和默认 3.2 倍的视角差距还是不小的，这个裁切幅度多少还是有点浪费。
不过在软件调度方面，小米 14 对比小米 13 Pro 有了明显进步。
首先 RAW 文件也被插值到了 1200 万像素，跟 JPG 直出保持了一致。
其次开启人像模式后焦段会使用长焦镜头的原始焦段，这个在官网也有标注。
相比小米 13 Pro 的人像继续用裁切的 75mm 更加合理一些。
之所以使用这种裁切的方案，可能是因为小米想尽量统一数字系列影像的焦段参数。
但又由于传感器大小、光圈、厚度等多种原因，导致不同机型上的原始焦段难以统一，这样才采用了数码变焦伪装光学变焦的方案。
产品设计就像生活一样，妥协一下没什么可丢人的。
结语
写到这里，果子由内心感叹，现在手机摄影发展的真是快。
长焦端裁切如果不特地去发现，说真的很难感觉到有什么不对，毕竟画质是真的挺好的。
想起在双摄刚兴起的那几年，还流行过一种搭载黑白摄像头的手机。
相信当时有很多人疑惑黑白摄像头到底有什么用，不就一个滤镜能解决的事吗？
实际上这些黑白摄像头是用来增强主摄画质用的。
原理也很简单，传统彩色传感器上搭载的红绿蓝滤色片只允许特定颜色的光线通过。
换言之，非特定颜色的光线通过时就会被“浪费”掉，因此没有这些滤色片的黑白传感器可以接收更多的光，记录更多的细节。
这样黑白照片跟主摄照片一合成，画质就更好了。
而现在，这个方案已经被更大的传感器面积取代掉了，甚至还有冗余供我们裁切使用。
因此不管是裁切的 2 倍，还是数码的 3.2 倍，都没什么好挑剔的。
毕竟摄影，归根结底是一种视觉传达的艺术。尽管每个人手中的手机在画质上可能有所差异。
但当我们将手机对准生活，捕捉那些真实而宝贵的回忆，传递内心深处的真挚情感时，这些瞬间所蕴含的意义与价值，却是毫无二致的。
本文来自微信公众号“科技狐”（ID：kejihutv），作者：果子，36氪经授权发布。