在上周四發(fā)布的小米 14 Pro 上，小米并沒(méi)有繼續(xù)沿用小米 13 Pro 上的一英寸 IMX989 圖像傳感器，而是選擇了和小米 14 相同的 1/1.31 英寸的光影獵人 900。此外為了和小米 14 做出區(qū)分，小米 14 Pro 這次采用了更大的 F1.42 光圈，并且還加入了可變光圈的結(jié)構(gòu)。在此前的小米 13 Ultra 上，小米就首次采用了可變光圈的設(shè)計(jì)，包括華為從去年的華為 Mate 50 系列開(kāi)始，也一直持續(xù)在旗下的旗艦機(jī)型上搭載可變光圈結(jié)構(gòu)。那么手機(jī)上采用可變光圈有何作用呢？這次小米 14 Pro 上的可變光圈和此前其他手機(jī)上的可變光圈又有何不同呢？

在回答這個(gè)問(wèn)題前，我們不妨先簡(jiǎn)述一下光圈的作用。對(duì)攝影有了解的朋友都知道，光圈是鏡頭中用以控制鏡頭孔徑大小的部件，它可以控制景深、鏡頭成像素質(zhì)、以及和快門(mén)協(xié)同控制進(jìn)光量。 光圈的大小通常用 f 值表示，光圈 f 值 = 鏡頭的焦距除以光圈口徑。簡(jiǎn)單而言，f 值越小光圈就越大，單位時(shí)間的進(jìn)光量也越大，f 值越大光圈就越小，單位時(shí)間的進(jìn)光量也就越小。正因?yàn)楣馊梢钥刂七M(jìn)光量，所以在曝光中越大的光圈就可以與越快的快門(mén)速度組合，獲得與小光圈慢快門(mén)相同的曝光值，這也是大光圈鏡頭又被稱為高速鏡頭的原因。同時(shí)在暗光環(huán)境下，大光圈也可以在相同的快門(mén)速度下以更低的 ISO 進(jìn)行拍攝，以獲取更大的信噪比，也就是我們所說(shuō)的畫(huà)質(zhì)越好。 但在某些需要慢速快門(mén)的情況下，例如拍攝車(chē)流、光軌等極長(zhǎng)曝光時(shí)間的題材時(shí)，大光圈反倒會(huì)因?yàn)檫M(jìn)光量太大導(dǎo)致過(guò)曝，此時(shí)更小的光圈有助于延長(zhǎng)曝光時(shí)間以獲得更好的拍攝效果。

光圈對(duì)景深的影響同樣是顯而易見(jiàn)的。在相同情況下，使用大光圈鏡頭所拍攝的畫(huà)面會(huì)具有比小光圈鏡頭更淺的景深，也就是我們所說(shuō)的虛化效果越強(qiáng)。不過(guò)也并不是任何時(shí)候我們都需要淺景深的效果，例如拍攝合照或風(fēng)光照等需要畫(huà)面中前后位置都成像清晰時(shí)，就應(yīng)該用小光圈以獲得更深的景深。

光圈的另一個(gè)重要作用，控制鏡頭的成像素質(zhì)常常為我們所忽略。為什么光圈還能控制鏡頭成像素質(zhì)呢？因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中的鏡頭并不是理想鏡頭，它會(huì)存在諸多像差，也就是實(shí)際成像與根據(jù)單透鏡理論確定的理想成像的偏離。一般我們所說(shuō)的像差主要有球面像差、 彗形像差、 像散、 場(chǎng)曲、 畸變五種，光圈的大小主要影響的是球差和彗差。在縮小光圈的情況下，可以讓光線盡量從成像素質(zhì)更好的鏡組中心區(qū)域通過(guò)，減輕離軸光線對(duì)成像的負(fù)面影響，以減小球差和彗差。 根據(jù)鏡頭本身的素質(zhì)不同，縮小光圈帶來(lái)的減小像差的收益也不相同。部分高素質(zhì)鏡頭在最大光圈下就擁有極佳的成像素質(zhì)，縮小光圈并不能帶來(lái)太大的成像提升。而一些低素質(zhì)鏡頭，在縮小光圈的情況下，甚至能在一定程度上媲美某些高素質(zhì)鏡頭。

不過(guò)一味縮小光圈并不可取，因?yàn)槌擞绊懴癫钔?，光圈的大小還會(huì)影響衍射效應(yīng)?！把苌洮F(xiàn)象”是畫(huà)質(zhì)降低的原因之一，它是光在傳播過(guò)程中，遇到障礙物或小孔時(shí)，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象。在攝影方面，當(dāng)光圈小于一定值后，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯，因此會(huì)造成圖像分辨力降低，畫(huà)質(zhì)銳度不足。這種現(xiàn)象會(huì)隨著縮小光圈而變得更加的顯著。 正因?yàn)楣馊Υ笮⊥瑫r(shí)會(huì)影響像差與衍射，抑制像差需要縮小光圈，抑制衍射需要增大光圈，所以在攝影中有一種說(shuō)法叫做最佳光圈，用來(lái)描述鏡頭在某個(gè)光圈范圍內(nèi)能獲得其最佳的成像畫(huà)質(zhì)。

通過(guò)我們上面的介紹，我們可以知道光圈并不是一味的越大越好，在攝影中我們經(jīng)常要根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)調(diào)整光圈的大小。但是這一般描述的都是相機(jī)攝影的場(chǎng)景而非手機(jī)攝影，為什么呢？歸根結(jié)底是手機(jī)的傳感器尺寸和整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸都太小了，所以對(duì)于手機(jī)攝影而言，其最根本的問(wèn)題是進(jìn)光量不足，而要提升進(jìn)光量就要增大傳感器尺寸和光圈，這也是手機(jī)攝影過(guò)去二十年一直在做的事。 而可變光圈某種程度上應(yīng)該說(shuō)是可縮小的光圈，因?yàn)楣馊刹豢勺儾⒉挥绊戠R頭的最大光圈值，并且增加額外的可變光圈結(jié)構(gòu)還會(huì)影響有限空間內(nèi)光學(xué)系統(tǒng)的堆疊，使光學(xué)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。在縮小光圈對(duì)于手機(jī)攝影并沒(méi)有明顯好處的情況下，手機(jī)普遍采用固定光圈結(jié)構(gòu)也就是理所當(dāng)然的事了。 例如最早采用可變光圈的諾基亞，其曾經(jīng)在 N86 的時(shí)候采用過(guò)三檔可變光圈，當(dāng)時(shí)為了節(jié)約體積采用了電子濾鏡的結(jié)構(gòu)，但因?yàn)槭侨龣n光圈所以體積還是很大。后來(lái)諾基亞發(fā)現(xiàn)小光圈因?yàn)檠苌鋯?wèn)題所以并不會(huì)提升畫(huà)質(zhì)，所以在后來(lái)的 N8-00 、808 PureView 以及 Lumia 1020 中都放棄了這個(gè)占空間且讓結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

包括后來(lái)的 OPPO R17 Pro、三星 S9、S10 系列，它們當(dāng)時(shí)采用的都是 F1.5/2.4 兩檔可變光圈結(jié)構(gòu)，在 F1.5 的激進(jìn)大光圈下會(huì)存在明顯的像差進(jìn)而嚴(yán)重影響畫(huà)質(zhì)，此時(shí)通過(guò)縮小光圈到 F2.4 確實(shí)可以減輕像差提高成像質(zhì)量。但是這里有一點(diǎn)是，做大光圈并不是毫無(wú)顧忌地將通光孔徑開(kāi)大，一個(gè)鏡頭的最大光圈本來(lái)就是在盡量兼顧畫(huà)質(zhì)下的取值，如果給一個(gè)畫(huà)質(zhì)崩壞的超大光圈加可變光圈組合，不如直接做一個(gè)更高畫(huà)質(zhì)的較小光圈。所以后來(lái) OPPO、三星也都放棄了可變光圈，轉(zhuǎn)而在鏡頭的成像素質(zhì)上做打磨。

不過(guò)隨著最近一兩年手機(jī)圖像傳感器尺寸來(lái)到一英寸，可變光圈在手機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值又有所變化。過(guò)去因?yàn)閭鞲衅鞒叽缧〖由鲜謾C(jī)鏡頭本身成像素質(zhì)有限，縮小光圈對(duì)手機(jī)攝影而言是弊大于利，而所謂獲得深景深、長(zhǎng)曝光等作用也可以通過(guò)多幀合成、流光快門(mén)等計(jì)算攝影實(shí)現(xiàn)。那當(dāng)傳感器尺寸到達(dá)一英寸后，大光圈的虛化效果會(huì)更明顯，在沒(méi)有景深合成等計(jì)算攝影的干預(yù)下，想要拍出極深景深的畫(huà)面就非常困難。而這其實(shí)就是小米在發(fā)布小米 13 Ultra，首次嘗試可變光圈時(shí)同步推出的街拍模式的應(yīng)用場(chǎng)景。

在極快速的抓拍下，鏡頭甚至來(lái)不及完成對(duì)焦動(dòng)作，也沒(méi)有充足的時(shí)間留給計(jì)算攝影，那么縮小光圈，在可能犧牲畫(huà)質(zhì)的情況下優(yōu)先確保畫(huà)面合焦，以此提升拍攝的成功率就是切實(shí)可行的。仔細(xì)看小米當(dāng)時(shí)介紹街拍模式時(shí)使用的樣張，可以發(fā)現(xiàn)它們都是在 F4.0 的光圈下拍攝的。理論上如果用 F1.9 確實(shí)可以提升信噪比，但因?yàn)槭敲づ?，如果焦點(diǎn)并沒(méi)有對(duì)在想要拍攝的物體上導(dǎo)致虛焦，那么即使畫(huà)面信噪比再高也沒(méi)有用。 過(guò)去是因?yàn)槭謾C(jī)的光學(xué)系統(tǒng)在快速盲拍下畫(huà)質(zhì)難以令人滿意，所以大部分用戶都不會(huì)去采取這樣的拍攝方式。而當(dāng)手機(jī)影像的畫(huà)質(zhì)進(jìn)步到能夠支撐這種拍攝需求時(shí)，可變光圈也在這里找到了它的用武之地。

那回到小米 14 Pro 上，之前在小米 13 Ultra 上所采用的第一代可變光圈是只有兩個(gè)固定擋位，要么 F1.9 要么 F4.0，沒(méi)有任何步進(jìn)調(diào)節(jié)。同期華為所采用的可變光圈是四檔光圈，可以以 1/3 檔進(jìn)行步進(jìn)調(diào)節(jié)（所以華為將其宣傳為十檔可變光圈，實(shí)際應(yīng)為十級(jí)可變）。而小米 14 Pro 這一次，在傳感器尺寸縮小連帶整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)縮小的情況下，實(shí)現(xiàn)了 F1.42-4.0 的超大光圈無(wú)極調(diào)節(jié)。 無(wú)極可變光圈的優(yōu)勢(shì)自然是可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的調(diào)整，并且使曝光的變化更加順滑。其中精細(xì)化的調(diào)整實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)并不明顯，重點(diǎn)還是在視頻拍攝中可以順滑的改變曝光。因?yàn)樵谝曨l拍攝中，我們常常會(huì)固定某個(gè)快門(mén)速度以獲取一致的運(yùn)動(dòng)模糊和規(guī)避頻閃，如果在拍攝過(guò)程中改變光圈，一般的 1/3 步進(jìn)式調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致畫(huà)面曝光出現(xiàn)突變。無(wú)極可變光圈可以讓曝光的改變更加平順，畫(huà)面的觀感更加舒適。

整體來(lái)看我覺(jué)得可變光圈在手機(jī)上的應(yīng)用需求并不大，常說(shuō)的擴(kuò)大景深效果可以用景深合成實(shí)現(xiàn)，近攝減輕邊緣畫(huà)質(zhì)衰減也可以用 2x、3x 縮放應(yīng)對(duì)。正因?yàn)槭褂眯枨蟛幻黠@，增加可變光圈的結(jié)構(gòu)還會(huì)擠占手機(jī)光學(xué)系統(tǒng)有限的空間，增加整體設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，所以早期嘗試過(guò)可變光圈的廠商都沒(méi)有堅(jiān)持下來(lái)。而小米最近的兩款可變光圈機(jī)型 13 Ulta 和 14 Pro，看得出來(lái)小米還是有去設(shè)想可變光圈實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，總算是讓可變光圈不那么噱頭。你覺(jué)得手機(jī)上有必要用可變光圈嗎？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的看法。