摄影 on Victor42

手机有希望搭载200mm长焦镜头吗？

hi@victor42.work (Victor42) — Wed, 10 Jan 2024 17:57:00 +0000

之前研究过相机镜头原理和所谓手机光学变焦：https://victor42.eth.limo/post/3645/

里面说到“目前主流旗舰机型通常带有3个摄像头。一个焦距适中，20-35mm，略偏广角一点，拍摄日常事物；一个焦距较短，20mm以下，超广角镜头，拍摄大视野场面和微距；一个长焦，50mm以上，拍小角度远景”。

那么，手机会不会有一天进化到能塞得下200mm甚至更长焦距的镜头呢？带个手机出门就能打鸟了？最近有空继续研究，带着这个问题，又有新的思考和发现。

焦距越大镜头越长

首先要验证我的一个猜想：焦距越大，镜头无可避免越长。镜头内部的关键光学结构是透镜组，由一层层镜片构成，有凸透镜也有凹透镜。

以鱼眼镜头为例，它通过许多层透镜把外界180°视角的光线都收进来，一级一级偏折，“掰”成接近平行的光束。然后光束通过后续几级透镜的调整，清晰投影在感光元件上。

决定镜头长短的因素有很多，其内部光学结构是非常专业的知识，不是我这外行一下子能弄明白的。但有一个核心因素绕不开：焦距。为了简化理解这个问题，我们回顾一下初中物理的光学知识，把镜片组等效成一层透镜。

焦距是镜片中心到焦点的距离。特定弯曲程度的镜片，焦距必然在特定的位置，不会变。被拍摄的物体距离通常远远大于镜头焦距的2倍，属于图中第3种情况，会在感光元件上呈现缩小的实像。

根据成像公式：1/f=1/u+1/v，其中f是焦距、u是物距、v是像距，焦距固定的情况下，拍摄物越远（u越大），成像的位置越靠近焦距（v越接近于f）。由于物距远远大于像距，为了获得清晰的像，感光元件就必须摆在比焦距远一点的位置上。换焦距更大的透镜，感光元件自然就要摆得更远。

所以，一个长焦镜头的内部结构，即使真的简陋到只有一个透镜，为了达到长焦的目的，中间这一大段距离也必须得空着。可想而知，由复杂透镜组构成的真实，其内部也需要足够的距离。

有了这个结论，就知道手机镜头的瓶颈在哪了。这是基础物理规律的限制，无论技术工艺如何先进，也不太可能把200mm镜头做成只有50mm镜头那么短。

物理极限的大山

几年前的智能手机开始出现多个后置摄像头，一个高分辨率主摄搭配一个或多个低分辨率辅助摄像头。无论这些辅助摄像头目的为何，焦距基本都在50mm以下。难道没有厂商想过研发打鸟手机吗？这显然不是想象力的问题。

消费者确实有手机长焦镜头的需求。需求强烈的一批人，在一定程度上放弃了性价比、放弃了手机背面平坦的造型，于是我们开始看到越来越多新机型出现镜头区域凸起的设计。

我把这看作是物理规律露出了它锋利的牙齿，展示它的威力，而工程技术只好让步。如果凸起来也只能塞得下50mm镜头，那200mm镜头怕是要比手机厚度还长，看来手机打鸟是没戏了。

纵观智能手机发展史，我认为各种部件的性能有两种进化趋势：

摄像头像素值、存储容量等指数上升的趋势
镜头焦距、屏幕物理尺寸等对数上升（近似于）的趋势

其中前者还未遇到物理极限，后者则只能无限逼近极限。受限于手机的便携性，手机镜头焦距不能无止境增大，屏幕物理尺寸也一样。硬要做，技术上当然能做到，但这样的手机将变成另一种东西，脱离大众手机市场。

推广到其他产品上，除了一些光速之类的自然规律限制外，大多数的物理限制其实本质是人类身体结构的限制。人类的身体结构几十万年来没有发生巨大的变化，整个文明都是围绕人类的身体结构来打造的。为什么楼梯台阶的高度是这么高，为什么餐桌也都差不多高，为什么交通灯是红黄绿三色，为什么沐浴露要有香味……这些问题的答案最终都指向人类的身体结构。如果人类平均体型比现在大或者小好几倍，感官多一种或者少一种，整个文明都会是另一个样子。

越过山丘

那真的就不能手机打鸟了吗？

不如换个问法：不是怎样把200mm镜头做成只有50mm镜头那么短，而是怎样把200mm镜头塞进手机？

变短做不到，塞进手机却可以。人的创造力可以在工程技术上找到办法，虽然限制就是限制，无法突破，但是可以被绕过。

想起我买现在这台手机时，在官网查看它的各项参数，那是我第一次见到“潜望式镜头”这个名词。当时没多想，现在研究这个问题时，忽然就理解了它的含义。很直观，像潜望镜那样把光线折90°。虽然镜头长度太长，机身厚度装不下，机智的工程师们发现：“把它的宽当做长不就行了嘛！”

我拿到这台手机时，还好奇过，为什么3个摄像头中有一个是方的。这是潜望式镜头的一个特征，虽然躺在机体内的镜头仍然是圆形镜片，但方的镜头孔、方的反光镜都有利于增加进光量，以弥补潜望式镜头藏太深光线不足的劣势。

奔涌向前

想到这里，忽然对创新有一个新的认识。虽然道理之前也听说过，但今天的发现让我有直观感受。

某一项具体的创新，巧妙地解决了大问题，让产品有了质的飞跃，值得歌颂。但看待创新这件事时，不能拘泥于这些具体的巧思，它们也许并没有人们想的那么可贵。单单是让镜头躺下这个点子，全世界真的只有一个人能想到吗？难的是想到之后坚持投入人财物攻坚克难，一路解决遇到的问题。

从相当长的时间跨度来看，这类通过工程技巧绕过物理限制的创新，迟早会发生。即使不由这个人提出，类似的创新也可能会以另一种形式被其他人提出。只要有消费需求在，哪怕是潜在的、消费者自己都没有意识到的，需求的力量足以催动生产者想各种办法来达到目的。

半导体存储芯片算是尖端科技了吧？当制程小到不能再小，逼近量子极限的时候，出现了一种声音，认为芯片性能的提升到了尽头，存储容量的提升也到了尽头。现实是，立体封装技术的出现，直接绕过量子极限，充分利用垂直方向的空间，推动存储容量继续攀升。半导体这样的精密产品，处处是物理极限，但整个产业依然在极限的边缘舞蹈，突破一个又一个限制，奔涌向前。

看来，真正可贵的，是人类社会表现出的这种群体创新能力，这是一种变通的、不断探索和填满知识边界、把现有科技条件发挥到极致的能力。维持一个能够激发而非抑制这种群体创新能力的社会形态，才是推动文明发展的关键。

原来几倍光学变焦是这么回事

hi@victor42.work (Victor42) — Tue, 31 Oct 2023 10:04:00 +0000

研究了一会儿相机原理和手机镜头，新学到一些东西：

对专业相机来说，决定焦距与光圈的部件在镜头上，决定快门与感光度的部件在相机上。
光圈值的格式是f/x，它的含义就是公式的字面意思，两数相除。f是镜头的等效焦距，x是一个倍数，指光圈孔径是焦距的多少倍。
x是分母，因此光圈值f/x里的x越小，光圈值越大。
光圈值之所以这样表示，而不是直接表示成绝对的光孔直径，是因为对于不同焦距的镜头，只要这个x倍数一样，曝光和虚化效果就基本相同。这应该可以通过三角函数证明。
焦距决定了镜头最清晰的画面，也就是焦点在什么距离，光圈的大小决定了焦点前后多远范围的画面也能保持清晰。光圈大，清晰的范围就小，前后景虚化越明显，反之亦然。
手机摄像头由于物理空间限制，较少采用可变焦距、可变光圈这类复杂结构，而是在几个固定焦距、固定光圈的独立镜头间切换。
目前主流旗舰机型通常带有3个摄像头。一个焦距适中，20-35mm，略偏广角一点，拍摄日常事物；一个焦距较短，20mm以下，超广角镜头，拍摄大视野场面和微距；一个长焦，50mm以上，拍小角度远景。
手机摄像头并不会越变越多，拍摄对象就这么几类。
由于手机镜头多是固定焦距、固定光圈，实际上能调的主要是快门和ISO。但许多手机还有焦距调节的功能，这是靠算法实现的，焦距并没有真的改变。
手机摄像头光圈较小，所以景深大，从很近到很远的画面都是清晰的。手机能区分画面中物体的远近，当手动设定“虚拟焦距”时，软件把该焦距之外的物体用算法处理模糊，模拟出大光圈的效果。
这种算法模拟的焦距变化，无法与物理焦距相提并论。算法会出错，尤其人像模式，比如把人手上的物体误当做背景的一部分，出现人物清晰而手中物体和背景一起模糊的异常效果。

这就解释了我这台 OPPO Find X6 相机的奇特现象：默认1倍是清晰的，用的是24mm焦距主摄。0.6倍画面拉远，四个角形变明显，因为切换成了15mm超广角镜头。2倍画面拉近，但画质变差了，因为它只是取了1倍画面的中央部分强行放大了。3倍画面拉近，又变得和1倍一样清晰了，因为此时切换成了65mm长焦镜头（像素值与主摄相同）。6倍画面拉近，又变糊了，这是在3倍画面基础上裁了中央部分放大。

几倍光学变焦，其实是个手机厂商的噱头。不提并不代表没有，提了也没什么了不得。只要长焦镜头的焦距是主摄的好几倍，那就相当于是几倍光学变焦。

2015网页摄影图的流行趋势

hi@victor42.work (Victor42) — Sun, 08 Mar 2015 13:11:00 +0000

[国外设计第77期]

提到设计，运用摄影图是其中一项基本手段，每件设计都或多或少都会用到。本文要剖析的并非摄影图本身，而是网页设计中运用和掌控摄影图的流行趋势。

其中有些显而易见、广为人知，其他则频频使用，却鲜有提及。当我们将同类趋势收集整理成套，对此概念的认识则会超乎我们想象。而且，像这样把各种趋势对比着看，我们似乎会发现当下采用的方法并非最佳，可以找到更好的替代方案。

1. 巨幅背景图

首先考虑一项最盛行的趋势。以下是一系列运用巨大照片作为背景图的网站。毫不夸张地说，这是一种快被消灭掉的方式。但这并不是说就该禁止使用。每种趋势都有它的意义。撰写这个章节时，我的任务就是寻找那些没有把这种风格作为权宜之计的网站。相反，我找的网站都带着目的运用它，背景摄影图在传达网站信息方面，扮演着重要角色。浏览以下案例时请牢记这一点。

2. 背景搭配前景内容

有的设计师聪明地将摄影图同时作为背景和前景元素，对巨幅背景图做的这种变通深得我心。在这些设计中，照片以装饰性的形式填满整个背景。同时突显了照片中的某些元素。这通常是通过纵深来实现的，产品或前景元素被置于焦点区域。这种视觉区域的混合，使照片具备一种格调，同时内容也意图鲜明。这种颇具挑战的方式，需要对照片有所规划和协调，以下是我最喜欢的一些案例。

3. 单色照片

对设计师而言，把照片“PS”一下来适应设计并不新奇。这个系列采用同一种特定方式，将这个概念发挥到极致。设计师将照片转为单色，尤其是非黑白的方式。尽管多数时候，这或许是风格上的决策，但我认为不止于此。颜色可以确定基调，传达出微妙的信息。通过在照片中运用单色调，设计师能反映出单一的情感。蓝色使人感到安全、稳固和协同。红色使人感觉兴奋、鲜活、充满能量，诸如此类。通过将照片转为单色风格，它呈现出一种新的传达方式。

4. 柔和色照片

这个系列的案例风格可能极度盛行，但老实说，它确实很时尚，而且有点使用过度。但是当我挖掘这类风格的案例时，我发现它并没有我们想象中那么流行。这些网站基于色调柔和的照片。更明确地说，这些照片都有一种褪色、近乎复古的风格。最常见的是搭配白色文字，置于照片上方（下面5个案例中都有）。这种方式与潮流风有密切关联，去年非常流行。最后，我很惊奇地发现，在我找到的这些案例中，几乎每个都利用了装饰性字体，置于照片之上。

5. 营造基调和氛围的照片

作为老师，我发现有些事总要我一遍遍地指导学生。其中之一就有关照片的选用。通常设计师会使用装饰性照片，不会直接传达出任何网站相关信息。比如，第一个案例是一组太空摄影集。它表面上并没有表达出任何品牌相关内容。在从前，我的观念中对这类装饰性照片的选用相当严格。随着对于照片运用的深入探索，这个观念逐渐趋于缓和。这就是我喜爱剖析趋势的原因，这样我们可以打破主观臆断，为我们的设计发现崭新的途径。这些案例证明，营造基调和氛围的装饰性照片，对设计的成功非常有意义。钻研这些案例，看看你是否同意。

6. 整理术

最后，来看一组在照片中运用了整理术的网站。整理术是将物体平行或者90度排列，来创造一种条理。这种方式非常小众和独特，设计师们很少使用这种风格。同样的，这种风格通常和潮流风设计有关，但不止于此。这些照片反映出内容之外、照片本身的含义（这当然是有意义的）。它们暗示着照片背后的品质，透露出一丝秩序、方法和条理。这些是好的品质，尤其是用来指代设计师和机构。

结论

摄影图片是设计师最天然的工具。通过研究这些使用方式和多种多样的风格，希望你能发现新鲜的灵感。总而言之，我希望这个简陋的案例集能帮你发现新鲜创意，为你的工作带来启迪和挑战。

原文链接

蓝草庄园:巧用PS匹配颜色给照片调色

hi@victor42.work (Victor42) — Thu, 23 Oct 2014 23:16:58 +0000

今天心血来潮给以前做过的梦配了一张图。梦中那个叫做蓝草庄园的地方，是未来世界的一处度假圣地，漫山遍野盛开着蓝紫色的草。

不过这样一张图并不好找，直接用普罗旺斯的薰衣草田就太不负责任了。我索性自己PS了一下，顺便在此分享一下PS过程。

##关键词：匹配颜色、替换颜色

这个技巧可以很轻松地把一张图片的色调，印到另一张图片上，产生神奇的效果。下面开始示范：

首先，找到一张草地图片。这张光线昏黄，色彩也很单一。不过构图和层次感很棒。

蓝草庄园是个宁静悠远的地方。这张图片，无论色调还是氛围，都有这个味道。

把两张图片都用PS打开。切换到草地图片，选择菜单中的图像——调整——匹配颜色。

在弹出的窗口中，把源设成雪山图，确定。还可以通过上面的3个滑块进行一些微调。

神奇的事发生了，有没有！雪山图的色调被吸过来了，而且很自然。不过图片右上方的亮光区域看着碍眼，这种冷色的光使得画面有一丝阴森的感觉，还得再调调。

选择菜单中的图像——调整——替换颜色。

弹出一个窗口，同时鼠标指针变成了滴管。接下来的操作很好理解，替换颜色，顾名思义。用滴管吸取图片中的某种颜色，窗口中上方的色块就是你吸取的颜色。

再点下方的色块，选择要换成什么颜色。调整Fuzziness（好像是叫“容差”）可以扩大/缩小替换颜色的影响范围。不过这不是距离范围，而是色阶范围，比较接近的颜色会一起被替换掉。

我们选个黄昏的颜色。

天边已经发出暖光了。不过亮光范围太小，光线太暗。仍然有一大片笼罩在冷光中，而且光源还特别诡异，与黄昏格格不入。

再来一次替换颜色，吸取冷暖交界处的冷色，换成比之前稍暗一点的黄昏色。

很好，夕阳和蓝草，在明暗交界处映出美妙的酒红色。丁达尔中还依稀可见草絮飞舞。不过图片左下方有个白点很碍眼，估计是反光之类的。用修补工具抹掉它。

大功告成！正是梦中的景色。

##总结

匹配颜色+替换颜色，这招的应用范围很广。可以给低端设备拍出的暗淡照片润色，也可以做出一些胶片风格的小清新图，还能把正常的照片处理成奇特的色调，甚至能美白皮肤。当然，我建议，这招最好不要对食物照片使用，结果很可能会帮你省下一顿中饭。

妈湾的美丽集装箱

hi@victor42.work (Victor42) — Sat, 18 Jun 2011 22:51:22 +0000

来深圳的第二个周末，决定出去认识一下这个城市

乘公交漫无目的地穿梭，发现公交线路上有一站叫妈湾，会不会是海边呢？不管了，上路！

途径某一站时候，司机提醒我们，去月亮湾的在这里下车了

月亮湾才是海岸吧，我今天就是想去妈湾，怎么了！？

从深圳的地图上看，南山区能看到大海的两个地方，都是狭小的海湾，想必没有令人心旷神怡的辽阔海岸

到站下车，果然是海边，只是视野中没有半滴海水，倒是遍布五彩斑斓的集装箱

来对地方了！！

没随身带着相机，只得用手机将就，说实在的，我不喜欢处理过的照片

马路的另一侧，堆积着各色土石，顶端被压平，忽然有种到了高原的感觉

清一色的CHINA SHIPPING，噢好像有几个混充进来的

另一堆集装箱，不得不说，沿海城市的云非常漂亮

来个正脸照，当然，对集装箱来说，这边是屁股……

另一组冷色调的集装箱

抬头仰望，又见彩虹，倒挂的彩虹！！have u seen this before ?

是不是有点俄罗斯娃娃的感觉

坐落于荒野中的集装箱阵，有一股肃穆的气场

这一股莫名的街头味是肿么回事

这张PS失败，算是示意图吧

杭州下雪了

hi@victor42.work (Victor42) — Fri, 04 Feb 2011 23:56:56 +0000

杭州下雪了

仓促的一场雪

来不及去西湖聆听这场华丽的交响

但这一个纯白的下午

足够将今年所有想要丢掉的情绪都深埋雪中

萌动着下一季的绚烂