“光”是攝影中的靈魂，有人稱攝影就是“用光進(jìn)行的繪畫”，而記錄光的技術(shù)——光學(xué)技術(shù)，是攝影的重要基礎(chǔ)。本期我們采訪了小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)，帶大家一起了解手機(jī)光學(xué)技術(shù)，以及背后工程師們對(duì)光學(xué)創(chuàng)新的所思所想。

1839年，達(dá)蓋爾銀鹽攝影術(shù)的誕生，讓人類找到了比繪畫方式更快捷的方式記錄，凝固人眼所見。

此后近百年時(shí)間里，人們一直在尋求將拍攝影像的器材小型化、便捷化進(jìn)行探索?？梢哉f，相機(jī)攝影史就是一部光學(xué)創(chuàng)新史，而光學(xué)是攝影藝術(shù)殿堂的重要基石。

例如在1914年，奧斯卡·巴納克使用徠卡原型機(jī)Ur-Leica拍攝的威茲勒（Wetzlar）小鎮(zhèn)的街景，照片命名為《韋次拉爾的鐵礦廣場(chǎng)》。這也標(biāo)志著相機(jī)走向了35mm為主的時(shí)代，攝影史上最廣為人知的照片，如經(jīng)典攝影作品《勝利之吻》也是從這個(gè)時(shí)代開始。

伴隨著時(shí)代的進(jìn)步，相機(jī)從最初35mm膠片發(fā)展到了數(shù)碼相機(jī)時(shí)代，但技術(shù)的進(jìn)步并未停止，在過去十年時(shí)間里，手機(jī)攝影蓬勃興起，這也讓攝影光學(xué)延伸出了全新的第二條創(chuàng)新曲線——手機(jī)光學(xué)。

面對(duì)相比專業(yè)相機(jī)的先天性物理限制，手機(jī)光學(xué)創(chuàng)新如何以空間換性能，在方寸之間展現(xiàn)逼近相機(jī)的光學(xué)效果，正成為整個(gè)手機(jī)行業(yè)競(jìng)相爭(zhēng)搶的創(chuàng)新制高點(diǎn)，而中國品牌的光學(xué)創(chuàng)新正日益引人關(guān)注。

“僅以手機(jī)鏡頭光學(xué)舉例，現(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)的綜合實(shí)力越來越強(qiáng)，甚至已經(jīng)趕超絕大多數(shù)的國外大公司。”小米相機(jī)部光學(xué)專家 YIN 說，隨著競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，國內(nèi)品牌每年定制的鏡頭越來越多，技術(shù)難度越來越高，由此也推動(dòng)了中國手機(jī)鏡頭光學(xué)的飛躍進(jìn)步。

拿下6項(xiàng)首創(chuàng)敢為行業(yè)先

2016年，小米相機(jī)部組建了全新的光學(xué)團(tuán)隊(duì)，廣羅頂尖人才，并組建了在美國、日本、歐洲等地的海外研發(fā)團(tuán)隊(duì)。這一年，小米首次遭遇創(chuàng)業(yè)史上的銷量滑坡危機(jī)。埋頭鉆研、苦練內(nèi)功，也就成為了團(tuán)隊(duì)每個(gè)人內(nèi)心深處的一團(tuán)火。

隨著持續(xù)的研發(fā)投入與團(tuán)隊(duì)的不懈努力，小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)逐步打開了局面，近三年來他們拿下了6項(xiàng)行業(yè)首創(chuàng)和首發(fā)，敢捅天花板、敢為行業(yè)先也成為了光學(xué)團(tuán)隊(duì)的最鮮明特色：

2019年2月，小米9透明至尊版首創(chuàng)最大光圈F1.47的7P鏡頭，支持超廣角、微距拍攝，開啟手機(jī)攝影全新視野；

2019年11月，小米CC9 Pro尊享版搭載1億像素鏡頭，并率先發(fā)布8P鏡頭；

2019年12月，Redmi K30 5G首創(chuàng)行業(yè)最小前置鏡頭，實(shí)現(xiàn)了業(yè)界難以置信的4.38mm 小孔徑；

2020年11月，小米開發(fā)者大會(huì)MIDC 2020首發(fā)自研的“伸縮式大光圈鏡頭”技術(shù)；

2021年3月，小米MIX Fold首發(fā)液態(tài)鏡頭，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)焦與微距一鏡兼顧；同期發(fā)布的小米11Pro和Ultra首發(fā)搭載了1/1.12英寸的三星GN2大底傳感器，將手機(jī)CMOS尺寸推到了接近一英寸的級(jí)別。

“小米在光學(xué)研發(fā)上的投入非常大，處在行業(yè)最前列的水準(zhǔn)?！盰IN介紹說，小米的每個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室都采購了目前最先進(jìn)的光學(xué)測(cè)量設(shè)備，能夠測(cè)量各種光學(xué)鏡頭的全方位性能表現(xiàn)，尤其在可靠性、雜光鬼影等方面做深入測(cè)量。

在他看來，小米光學(xué)之所以能夠做到敢為天下先，率先探索新技術(shù)、新工藝，背后最寶貴的財(cái)富是強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。他們都是行業(yè)頂尖級(jí)的專業(yè)，不少人在國內(nèi)外各大光學(xué)廠商效力數(shù)十年，有豐富的光學(xué)理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)光學(xué)、力學(xué)、流動(dòng)學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子等領(lǐng)域都有全面的知識(shí)領(lǐng)域覆蓋。

角逐新時(shí)代從技術(shù)狂奔到體驗(yàn)致勝

隨著近幾年手機(jī)影像技術(shù)的高速發(fā)展，從大底、鏡頭設(shè)計(jì)、鍍膜，到多主攝、變焦、防抖等各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，手機(jī)影像的光學(xué)賽道上千帆競(jìng)發(fā)，角逐日趨激烈。

與傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)不同，手機(jī)可謂看多是一個(gè)“多媒體+互聯(lián)網(wǎng)+通話+影像”的一個(gè)集合體，再加上手機(jī)體積的先天限制，讓手機(jī)內(nèi)部空間變得“寸土寸金”，在如何保證不改變手機(jī)形態(tài)上，最大化提升手機(jī)影像能力？除了感光元件、ISP以及配套的軟件算法外，手機(jī)鏡頭的光學(xué)素質(zhì)表現(xiàn)有著同等重要的地位。

“保證持續(xù)領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)力，就需要在手機(jī)鏡頭光學(xué)性能和鏡頭功能兩方面進(jìn)行提升?！盰IN表示在光學(xué)性能方面，主要聚焦在鏡頭的大光圈、高解析力、低色散、消除雜散光上，而在鏡頭功能方面，要盡可能的覆蓋多焦段光學(xué)鏡頭，增加手機(jī)拍照的可玩性，滿足消費(fèi)者所有拍攝需求。

對(duì)小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)而言，最重要的已不是駕熟就輕的單點(diǎn)突破，而是將多點(diǎn)的創(chuàng)新融會(huì)貫通，構(gòu)建體驗(yàn)致勝的綜合實(shí)力。

例如，在手機(jī)整個(gè)鏡頭模組不斷增加的同時(shí)，如何與大底傳感器實(shí)現(xiàn)更完美的匹配。在小米10 Pro中，手機(jī)主攝的影像系統(tǒng)采用了尺寸更大的1/1.33英寸、1.08億像素的大尺寸傳感器，小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)通過大量的測(cè)試將7P鏡頭模組與大尺寸傳感器完美匹配，而f/1.6的大光圈帶來的極高的進(jìn)光量，鏡頭的光學(xué)素質(zhì)也保證相機(jī)即使在1.08億全像素拍攝時(shí)，依然可以讓照片呈現(xiàn)出細(xì)膩的色彩層次以及豐富畫面細(xì)節(jié)。

當(dāng)下，除了主攝之外，手機(jī)多鏡頭提供不同焦段已經(jīng)成為了手機(jī)的影像標(biāo)配，主攝之外其他鏡頭的成像能力和畫質(zhì)表現(xiàn)，也越來越受消費(fèi)者的關(guān)注。小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)為此也在不斷拓展多焦段的用戶體驗(yàn)豐富度，例如小米11 Ultra搭載了的潛望長(zhǎng)焦鏡頭的光學(xué)素質(zhì)直到現(xiàn)在都是頂尖水準(zhǔn)，給用戶最好的手機(jī)長(zhǎng)焦拍攝體驗(yàn)。小米MIX FOLD上首創(chuàng)的液態(tài)鏡頭，將微距功能融入在長(zhǎng)焦鏡頭里，支持30倍變焦的同時(shí)，有著3cm的最近對(duì)焦距離，讓我們看到了長(zhǎng)焦鏡頭的形態(tài)，也為拍攝增添了不少樂趣。

在YIN看來，手機(jī)影像背后是一個(gè)復(fù)雜而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)過程，手機(jī)成像的好壞，除了光學(xué)鏡頭素質(zhì)之外，還有處理器、ISP、軟件算法、AI算法等等，多方技術(shù)的配合，才能得到一張讓用戶看起來滿意的照片。

比如，目前多鏡頭協(xié)同拍攝可以手機(jī)數(shù)碼變焦帶來的畫質(zhì)下降難題，但處理性能的提升以及AI算法的進(jìn)化，也對(duì)鏡頭品質(zhì)、光學(xué)設(shè)計(jì)提出了高可靠性的新挑戰(zhàn)，光學(xué)工程師們需要在提升鏡頭品質(zhì)的同時(shí)，盡可能降低制造公差帶來的影響。

為此，小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一套光學(xué)系統(tǒng)評(píng)測(cè)軟件，以此來平衡各種因素對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的影響到底是多少，也可以根據(jù)用戶的反饋，對(duì)各種因素加以不同的權(quán)重，來讓光學(xué)設(shè)計(jì)做相應(yīng)的側(cè)重。

從技術(shù)狂奔到注重綜合體驗(yàn)，同時(shí)沉淀手機(jī)光學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，小米光學(xué)創(chuàng)新正在為小米高端化以及移動(dòng)影像的全面升級(jí)，夯實(shí)基礎(chǔ)、筑牢根基。

創(chuàng)新不止

新驚喜即將到來

手機(jī)光學(xué)不斷逼近專業(yè)相機(jī)的征程，要走多遠(yuǎn)，未來還有哪些值得期待的新突破？

在YIN看來，未來手機(jī)鏡頭的創(chuàng)新會(huì)在計(jì)算光學(xué)、平面光學(xué)（IR、Cover Glass、棱鏡）、幾何光學(xué)（潛望、折射）、物理光學(xué)（DOE衍射原件、Mate lens、納米壓?。┑榷喾矫娉掷m(xù)發(fā)力；同時(shí)還會(huì)在光學(xué)材料、鍍膜材料和工藝，組裝設(shè)備、制造工藝以及成本上進(jìn)行突破，這些創(chuàng)新都將為手機(jī)攝影帶來全新的體驗(yàn)。

在這場(chǎng)激動(dòng)人心的演進(jìn)浪潮中，并非每次創(chuàng)新都能夠捅破天花板，一舉改寫移動(dòng)攝影格局，但每次創(chuàng)新都有它探索的意義。唯有創(chuàng)新不止，手機(jī)光學(xué)才能真正惠及用戶，帶來前所未有的影像體驗(yàn)。

今年5月，小米宣布與徠卡達(dá)成影像戰(zhàn)略合作。這次合作深度空前，從光學(xué)、成像、圖像處理、體驗(yàn)等智能手機(jī)影像全鏈路，實(shí)現(xiàn)了雙方影像能力的全面融合。對(duì)小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)而言，這是一次全新的機(jī)遇，可以與百年影像品牌一起，聯(lián)手探索手機(jī)光學(xué)的前沿領(lǐng)域。

現(xiàn)在，小米光學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為7月新品的發(fā)布做好了最充足的準(zhǔn)備，光學(xué)新驚喜也將向每一位米粉呈現(xiàn)，敬請(qǐng)期待。