越来越短的iPhone主摄焦段，背后是智能手机影像的进化史
2022年2月25日，沉寂已久的国内手机影像圈迎来了些新变化。除了大家听腻了的大底、高像素、超长焦，一向主打手机摄影的努比亚，带来了一款让不少用户直呼“哇哦”的新产品——努比亚Z40 Pro。
这款产品的主要魅力是，它“另辟蹊径”地搭载了一颗定制的35毫米焦段主摄。不少新数码迷看到后会发问：这颗主摄焦段怎么长了点？怎么与手上的iPhone或其他家的安卓手机不一样？
大概是从2010年开始，那代极具划时代意义的iPhone4的发布，智能手机市场便开始一场“影像画质进步风暴”。
这场风暴从2010年一直卷到了现在。从1/3.2英寸CMOS主摄卷到1英寸大底CMOS、从塑料镜头转到玻塑混合镜头、从单主摄卷到多摄影像系统。
卷了那么多，其中厂商一般不会主动提的，也容易让人忽视的是智能手机的主摄焦段也一直在改变。iPhone 4主摄等效焦段为35毫米（以下简称焦段），iPhone 6为29毫米、iPhone X为28毫米、iPhone 12/13为26毫米，到目前最新的iPhone 14系列进一步缩短至24毫米，安卓手机主摄焦段的变迁也经历过一样的历程。
历代iPhone主摄焦段的变化，本质上也是我们理解这场“影像画质进步风暴”的重要切入点。只有探索过去，才能更好地理解智能手机影像的现在，并尝试展望它们的未来。
01.大底短焦成新趋势
所谓焦段，指的是镜头的光学中心到CMOS间的距离，焦段越短拍摄的画面越广，如16毫米超广角镜头，反之则越窄，如77毫米长焦镜头。
其实，以上这段介绍更适用于焦距，焦距是具体的数值，焦段更多指的是焦距的范围，如24-70毫米镜头。受手机厂商宣传等的影响，焦段一词在智能手机宣传中更普遍，故而本文以焦段=焦距描述。
要了解手机主摄不断变短的原因，首先我们要知道手机与相机不同，相机没有所谓的“主摄”的概念。单反相机可以通过不断更换定焦镜头或变焦镜头，来应对不同的拍摄场景。手机除了受自身尺寸限制外，最初还受CMOS大小、镜头模组规格、ISP性能等的影响，没法自由更换镜头或采用多颗镜头，只能将更多资源押宝在一颗镜头上，这也催生了“主摄”的概念。
因为最初的智能手机只有一颗后置镜头，这款镜头该用什么焦段对用户的使用体验影响非常大，这也就需要一颗相对“中立”的焦段。iPhone 4的做法很巧妙，其采用的35毫米焦段主摄很“中立”，介于广角与50毫米标准焦段之间，可谓“走近一步可拍人像，退几步可拍风光”，适用范围很广，适合新手使用。
说到这里笔者更倾向于认为，最初智能手机主摄焦段的选择，是为了新用户的易用性及焦段场景的普适性，而后的智能手机主摄焦段的选择，更多的是为了画质进步而妥协的结果。
手机受重量与厚度等的影响，天生就是个寸土寸金的料，每一毫米、每一克的增加都至关重要。CMOS传感器越大，不仅要占用更多的空间，相对的还需选用与之对应的更大更厚的镜头模组。
镜头镜片多数是一个中间厚两边薄的产品（或中间薄两边厚），理论上CMOS越大也迫使由多片镜片组成的镜头模组也会更大更厚，即“单位镜片尺寸越大，镜片则越厚”。以35毫米焦段+1/2英寸CMOS为例，1英寸CMOS若要获得35毫米焦段的视野，其镜头模组的厚度会远超前者，出于对手机尺寸与重量的考虑，最终只能选用更薄的镜头模组，焦段也随之变短。
这趟奇妙的轮回是：为了画质不得不上更大的CMOS，又为了考虑手机的重量与厚度，最终只能牺牲焦段，将焦段做得越来越短。iPhone主摄画质不断提升的过程，本质上也是焦段不断变短的过程。
iPhone 4/4s主摄使用1/3.2英寸CMOS，焦段为35毫米；iPhone 5s为1/2.94英寸CMOS，焦段为30毫米；iPhone Xs为1/2.55英寸CMOS，焦段为26毫米；iPhone 13 Pro为1/1.65英寸CMOS ，焦段为26毫米；iPhone 14 Pro为1/1.31英寸CMOS，焦段为24毫米。
历代iPhone主摄基本贯彻了“CMOS越大，焦段越短”的原则。当然，新技术的到来也一定程度抵消这一发展趋势，如更精密的镜头模组、手机内部空间堆叠与玻塑混合镜头等，但这基本也逃不掉“大底短焦”的宿命。
然而，受大底影响的不仅是焦段，光圈同样如此。
02.大底短焦主摄+更小的光圈？
事物的发展多是“牵一发而动全身”的，单个元素的改变会引起一系列连锁反应。底更大的CMOS不仅让手机厂商们挖空心思掏空间，还迫使其他元器件的搭配发生改变。
以往，为了在CMOS没那么大的手机上增加单位进光量，以获得更好的成像画质，厂商们多会在光圈上下功夫。苹果为iPhone 13 Pro的1.65英寸CMOS主摄，搭配的是F1.5的大光圈，到了iPhone 14 Pro时，其1.31英寸CMOS比上一代大了不少，直追安卓旗舰，但光圈缩小到了F1.78。
即在目前的技术条件下智能手机的“底越大，光圈容易变小”，这一观点并非绝对，适用于目前的旗舰手机。
安卓旗舰同样如此，1英寸CMOS的安卓旗舰的光圈，目前基本都不会太大。小米13 Ultra光圈为F1.9、OPPO Find X6Pro为F1.8、vivo X90 Pro+为F1.75。
出现这一现象的深层原因，就藏在镜头中。
智能手机的影像硬件核心系统，主要由CMOS、镜头、镜头模组（将镜片、CMOS、光学防抖等组件封装在一起）组成。
区别于单反相机镜头多采用的“直筒型结构”，手机镜头使用的是“梯形结构”，越靠近CMOS的镜片越大、越靠外的镜片越小，最外层的镜片即“最终进广孔（光圈孔）”，该孔远小于CMOS的实际大小，如下图来自媒体“微机分WeKiHome”的手机主摄拆解图所示。
采用梯形结构堆叠的原因，主要是因为上文所提到的“镜片尺寸越大，镜片则越厚”的因素，考虑手机厚度和重量，小镜片叠加大镜片的组合能够在一定程度上获得相对合理的厚度。如下图来自新评科技拆解的OPPO Find X3 Pro 自由曲面超广角镜头的镜片。
最后，除了镜片厚度，迫使手机厂商用大底小光圈组合的另一因素是大底画质边缘劣化的问题。
还是那句本文中多次提到的“镜片中间厚两边薄”特征，大底CMOS易存在成像画质边缘下降，或近距离拍摄出现虚影等问题，通过减小光圈能在一定程度上弥补这一劣势。
03.尾声
焦段之美，就在于它们每个都有自己的主场。智能手机影像的发展已跨过单摄，向高画质多摄大步迈进，以往稍显鸡肋的小底长焦与超广角得到了前所未有地增强，大底+多摄组合的概念可能就是未来智能手机发展的新方向。
以iPhone 4为原点，回望过去十几年来走过的路，人类在追求手机影像画质提升之路上的欢喜、迷茫、彷徨，全都是为了更完美地留住那一瞬间的感动。
那一瞬间呢？可远、可近、可暗、可明，单主摄的画质与焦段终归满足不了所有用户的期待。无主摄之概念所带给用户的美好，一定会如OPPO Find X6系列那句Slogan一样——不分昼夜，无论远近。
智能手机影像的进化史，因主摄画质而起，最终的进化方向可能也会因主摄画质而落，起起落落之间，本就是世间之通则罢了。
本文来自微信公众号“霉趣”（ID:weixin-nailaoquqi），作者：陈奶酪，36氪经授权发布。
