昨天，三星(Samsung)在美国西海岸举办了一场盛大的派对，首次推出其新款智能手机。华丽的Galaxy Z Fold带柔性玻璃屏幕，抢走了大部分的风头，但该公司也发布了新的旗舰手机。Galaxy S20有三个版本，都有新颖的120hz刷新率屏幕，甚至还有5G连接。在这些产品中，S20 Ultra拥有最结实的摄像头。广角镜头将光线引入一个1.08亿像素的传感器，而内置的长焦镜头承诺相当于100倍的变焦。这是一个令人印象深刻的数字，但也有一些注意事项。
在数码相机时代，“变焦”一词有两种不同的含义。传统的变焦需要在镜头内部的玻璃元件周围进行物理移动，以改变光线击中传感器的外观。这在智能手机中并不常见，因为它需要物理空间，但在华为P30 Pro和Oppo Reno等一些机型中已经出现了这一功能。和这些手机一样，S20 Ultra使用了一个巧妙的潜望镜系统，将镜头垂直安装在手机内部，然后利用折射来弯曲射入的光线，让传感器看到外面的世界。
世界上有100倍的光学变焦镜头，有些甚至超过100倍。但是，物理学要求这些透镜占据巨大的空间。考虑一下佳能digisup100镜头，它用于高端电视广播，就像你在体育赛事中看到的那样。它有两英尺长，10英寸高，大约52磅重。为了达到预期的效果，它还需要大量的电子设备和玻璃，成本接近20万美元。这对手机来说不太实用。
Galaxy S20 Ultra内部的变焦镜头实际上只能光学变焦4倍。从那里，它冒险进入“数码变焦”的复杂世界。
在过去，超出相机镜头范围的变焦是相对简单的。公司只是像你在Photoshop中做的那样简单地插入图像，或者只是用你的手指在相机滚动的图像上缩放。最终图像的分辨率下降，图像质量下降，最后的图像通常比后期裁剪更糟糕。
最终，数码变焦开始改善。裁剪像素使它们更明显，让照片看起来嘈杂和颗粒状。然而，一种被称为像素装箱的技术，允许制造商将像素集群分组在一起，使它们作为一个单独的单元，捕捉更多的光，生产出分辨率较低但整体保真度较高的最终产品。
人工智能在数码变焦方面也发挥着关键作用。每次你按下按钮拍照，相机都会捕捉到几张图片，它们可以利用这些额外的数据来帮助克服相机传感器超出其自然能力所带来的固有缺陷。
在S20 Ultra的例子中，摄像头模块有大量的额外数据需要处理。变焦镜头后面的传感器是4800万像素，主摄像头内置了一个强大的1.08亿像素芯片。为了帮助优化缩放时的性能，手机从这两个摄像头提取信息，试图捕捉尽可能多的细节。
不过，这个100倍的数字正在挑战极限。即使是在三星的舞台演示中，很明显，当你试图延伸到那么远的时候，清晰度和细节都有相当大的损失。是的，它给你提供了其他智能手机摄像头——以及绝大多数专用摄像头——不可能提供的视角，但对用户来说，利用所有这些范围将是棘手的。
当你放大一个物体时，你缩小了你的视野。当你走向远摄的尽头时，在没有相机抖动的情况下捕捉图像变得越来越困难。内部减振系统利用镜头内的物理运动和数字补偿来防止运动模糊，但它们只能做这么多。
100x镜头的视场接近于你从望远镜得到的，手持这么长的镜头几乎是不可能的。即使是在三脚架上，按下按钮拍照时产生的简单振动也足以震动相机，造成一些模糊。如果三星在下一代Galaxy Note上引入这一100倍变焦功能，S Pen触控笔内置的远程摄像头激活功能将在拍照时派上用场，而无需实际点击屏幕。
https://youtu.be/auXC5YoQMZs?t=2122变焦镜头几乎总是比非变焦(定焦)镜头有更小的光圈，这需要更长的曝光时间，甚至会带来更大的模糊可能性。在S20 Ultra的情况下，长焦相机的最大光圈是f/3.5，这大致意味着与f/1.8主相机相比，它只允许大约四分之一的光线进入。这使得传感器和人工智能驱动的多镜头模式工作起来更加困难。
所以，虽然你可能不想经常使用100倍变焦，但这是主流智能手机相机技术的一大飞跃。Zoom一直是智能手机的一个缺点，但如果这些潜望镜镜头流行起来，我们可以合理地期待技术的快速改进。在那之前，也许在你出去变焦之前，拿起一个带有智能手机适配器的三脚架。
