騰訊《潛望》 作者：濮祥
月球表面的環形山是 OPPO、華為兩家中國手機公司比拼的最新參照物。
在間隔两天聲勢浩大的發布會後，OPPO Reno 與華為 P30 Pro 終於一起站在了聚光燈下。10 倍變焦，現在是手機行業關注度最高的話題。
智能手機的創新越來越多地依靠中國公司。從屏幕指紋、摺疊屏，再到 10 倍變焦，如果倒推研發時間，這些項目開始運轉，往往都在 2016 年到 2017 年之間。當時，智能手機競爭的焦點是全面屏和人工智能芯片，而具有多倍變焦拍照功能的“潛望式鏡頭”正處於公司內部的立項階段。潛望式結構，區別於傳統雙攝鏡頭的並列排布，將原本垂直於前後機身，豎著排放的攝像頭在手機內橫向排放，並以特殊的光學三稜鏡讓光線折射進入鏡頭組，實現成像。這種結構在大幅度增加攝像頭焦距的同時，不可避免地使相機模組整體呈現L型。
從 2016 年 2 月開始至 2017 年 MWC 展會期間，OPPO 影像工程師吳立眾和同事率先在業內實現了雙攝像頭方案的 5 倍光學變焦技術，做出 2000 台樣機用於測試和 MWC 展示。然而因為這是三星、蘋果都沒有採用的創新型技術，產業鏈不夠成熟，導致成本 400 元以上的高昂成本，另外，消費者能否接受也是個挑戰。最終，OPPO 當時沒有商用這一技術。
OPPO 在變焦技術上落地時，猶豫了大半年。這半年期間，華為研發迅速跟上，頗有點“半路截胡”的意味。
最終結果在 2019 年年初顯現。2019 年 1 月 16 日，OPPO 在北京召開了一場名為“十所為見”的技術溝通會，拿出了 2017 年 MWC 上發布的 5 倍無損變焦技術的升級版——10 倍混合光學變焦技術。
華為也在搶時間。“華為一般是做好說，沒做好不會對外講。”華為公關回應騰訊《潛望》時稱。3 月 26 日在法國，華為全球發布帶有 10 倍混合變焦功能的 P30 Pro 手機，配有 10 倍混合變焦功能，同時突出 50 倍數碼變焦與夜拍，是“望遠鏡”+“夜視儀”，可以清晰拍攝月亮。
隨後 Reno10 倍變焦版和 P30 Pro 兩款機型， 4 月 10 日和 4 月 11 日在國內接踵亮相。
變焦拍攝背後是這兩家公司在技術領域的激烈競爭。
“越級”研發的潛望變焦技術
最早啟動研發這技術的是 OPPO，而 OPPO 在做 10 倍混合光學變焦之前，有一個從 3 倍、5 倍至 10 倍的過程。其中 5 倍技術未被規模化商用到手機中去，是這個過程中一個重要節點，將 OPPO 光學變焦研發之途一分為二，此前 OPPO 主要的對手是自己，此後華為加入了競賽。
“2016 年二三月份，為立項開發 5 倍變焦技術，立下了軍令狀。”吳立眾在深圳告訴騰訊《潛望》。
在智能手機上實現單反相機才有的高倍變焦功能，是一項前所未有的挑戰。吳立眾和團隊成員為此做過諸多調研。
時任 OPPO 達芬奇實驗室負責人魯志偉也聯同吳立眾在供應鏈公司中尋找了很久，最終了解到以色列公司 Corephotonics（以下簡稱 CP）在解決長焦鏡頭時提出的潛望式結構的創想。
早期智能手機創新一般流程分三段：第一段，歐美專業領域的公司產生先進技術和設計理念；第二段，美國大公司挑選技術之後進行收購，研發，在產品上跑通，小規模落地；第三段，大公司將產品放在亞洲進行代工，實現大規模產業化。
但手機產業激烈的競爭，逼着中國手機廠商自己不斷往更上游尋找創新。當時吳立眾和團隊成員商量，“想把美國人這段砍掉，我們直接去找有想法的，覺得可行就自己來。”2016 年初，在 5 倍變焦預研階段，OPPO 與以色列公司 CP 成立了聯合開發團隊。
不過，魯志偉和吳立眾很快發現，潛望式難度大，需重新考慮鏡頭、馬達、模組，修改 Sensor 的 CR 的角度等，很多領域上，都要突破以往的行業認知。這些只靠 OPPO 無法解決，需要調動公司內外部資源，一起整合上游供應鏈。
這時曾推動 OPPO 許多研發項目的劉君加入了進來。劉君負責過 OPPO 很多技術攻關項目，從全球最薄的 Finder 手機，到 R9 手機最窄邊框。
2016 年，OPPO 召集了包括 CP、稜鏡公司信陽光學、馬達公司磁化、舜宇光學、索尼、驅動公司安森美等 7 家供應商一起，在順義開了三天閉門會議，討論 5 倍無損變焦。潛望式設計複雜，與傳統稜鏡、對焦系統、攝像頭需求等都不同，對玻璃稜鏡材質、大小、防抖、精度要求更高，現有的產品和解決方案無法滿足。吳立眾告訴騰訊《潛望》：“其實 CP 提的方案，那個時候是非常雛形的，整個高度，整個尺寸、大小，都不符合我們的要求，所以我們又去尋找更合理的方式。”
比如，從穩定性和可靠性上，吳立眾團隊認為在長焦鏡頭防抖方式上，最好捨棄簧片+懸絲懸吊結構設計的防抖機構，而採用滾珠方式。技術細節開始一步一步成型。
5 倍無損變焦技術推演和研發方向定下后，到了拿出真金白銀的階段。劉君領着吳立眾等人，與舜宇光電方面一起見了面。舜宇光電對此事高度重視，由總經理王忠偉帶隊，項目經理是楊禕。“劉君調動的資源很多。”吳立眾說。
面對風險，各家供應商都拿出了誠意。舜宇作為模組廠商，做這個新事情要投錢投人投設備。騰訊《潛望》了解到，舜宇為此，投入的物料價值即達三五百萬元。信陽的稜鏡廠商什麼條件都沒談，花了上千萬買了設備，直接開了一條產線。馬達廠商磁化拿到 OPPO 投入的錢后也開了新產線。當時幾家的共識：“是趨勢，願意投錢干。”
華為突然切入 OPPO 更換供應商
從 2016 年 3 月至 12 月，各方緊密聯繫，以 OPPO 所在的長安工業園為中心，基本每周開一次會，把各家方案進度湊在一起，互相銜接協調。中間過程大致是用 6 個月時間定下方案，又用 3 個時間生產出樣品。
2016 年底，帶有 5 倍變焦的 2000 台樣機出爐。2017 年初一部分在 MWC 上展出。據騰訊《潛望》聯繫到的舜宇光電柳方經理證實，舜宇參與研發 5 倍變焦研發的人員都要簽訂內部保密協議，公司內部很多人都不知道。“但是時間先後上，OPPO 在硬件研发上走在了華為前面。”
不過，很快華為與舜宇啟動合作，也跟進變焦技術，甚至為了搶佔先機，直接切入了更高倍數的變焦。一向不吝惜技術投入的華為也是邊做邊建立專利壁壘，通過這種方式，在此前的方案基礎上，迅速搶佔方案優勢。舜宇柳方透露，華為是舜宇大客戶，一半出貨量供應華為。變焦模組之前，華為與舜宇合作的 P20 系列三攝方案，在市場上大獲成功。
於是吳立眾團隊切入 10 倍變焦后又進一步切換了模組廠商，選擇了三星電機。“我們要做得倍數更大，硬件選型要更好。”吳立眾告訴騰訊《潛望》。不過更嚴苛的硬件也意味着，更艱巨的選型調優，但產品已經蓄勢待發。
“抖動搞得我要死要活。3 月 21 日出發去 MWC2019 巴展，前一天才搞定那一版。”同在影像團隊的李龍佳說，這一版主要解決跳變問題：一顆攝像頭和另外一顆攝像頭只有算法對齊才能解決跳變。
跳變是做這類攝像頭結構都要面臨的問題。具體應用上，10 倍變焦模組有三個攝像頭，配有三個傳感器，還有馬達。用戶操作變焦時，後台要控制鏡頭切換，切換的過程中會出現跳變。如何在放大和縮小過程中，平滑地鎖定某一影像、不抖動，是一個挑戰。主攝與廣角、主攝與長焦，兩兩之間要做平滑算法調節。如果再考慮到視場角跳變時出現的色彩與亮度跳變，難度將大大增加。
OPPO 影像工程師郝振聲解釋：“OPPO 的做法是兩顆攝像頭同時拉起就會提前喚醒，會根據前端显示的亮度和前端显示的色彩，影射到即將显示的攝像頭上提前做一些影射。”
“相當於預先調用一個攝像頭‘陪跑’，跳變解決。”為此，OPPO 工程師安傑和郝振聲在上海，帶着二三十人的團隊與高通十幾個人的團隊，加虹軟算法，一起忙活超過兩個月，基本解決問題之後還在不斷地優化。
不止鏡頭不止手機
在選型方案不斷完善優化過程中，潛望式結構依然有兩大問題，是所有團隊必須要解決的。
第一，如何優化選型的品控和穩定性；
第二，如何將模組以更好看的方式堆疊進手機當中。
第一個問題，是無論手機廠商 OPPO、華為，還是模組生產商舜宇、三星電機和歐菲科技，面對潛望式攝像頭，都要解決一個核心難點：新增的玻璃材質轉向稜鏡控制和可靠性挑戰，還有後面鏡片大小和數量瓶頸、算法優化等。一項新技術如果不能抗跌落，將無法用於便攜式手機之中。
尤其對於 OPPO 而言，品控實在是一條高壓線。吳立眾最初拿到這種簧片控制方案后，先後從新思考和台灣 TTK 拿到馬達，厚度 6.5 毫米。但吳立眾必須要要挑戰的是 5.7 毫米，“第一時間就把它斃掉了。”
在 OPPO 工作多年，吳立眾有着典型技術男形象，說話率直，對穿着和髮型不太在意。但是，他知道 OPPO 是一家對外觀有深深執念的手機公司。
這源自於過往正反兩方面經驗。最早做智能手機時，OPPO 推出過厚度為 15.6 毫米的手機，直到做出薄至 6.65 毫米的手機 Finder 時，才樹立了智能機市場的地位，頗受好評。後來 2016 年大賣 3000 萬台的 R9 系列，美觀、輕薄仍然是成功因素之一。
影像領域有一句話叫“底大一級壓死人”，“底”指的是手機鏡頭裡的圖像傳感器。手機拍照，光線收集的多少取決光圈的大小，光線信息接收多少取決於圖像傳感器的大小。不過，越大的底鏡頭模組整體厚度就越大。近些年，傳感器逐漸變大，1/3 英寸，擴大到1/2.8、1/2.6、1/2。更大的底，更厚的鏡頭模組塞進手機，對 OPPO 而言，形成巨大的觀念和技術挑戰。
但是回到潛望式結構，對超薄的追求，那個時候逼着吳立眾必須找到新解決方案，最終做出滾珠控制方案，頗有些福禍相依味道。
過去手機鏡頭多是塑膠鏡頭，潛望式鏡頭中新增的1-2 塊玻璃材質轉向稜鏡，並且在長焦拍攝環境下，一點點抖動都會對穩定成像帶來災難。最初級的解決方案，是找到合適的稜鏡，在稜鏡連續鑲上金屬，再通過周邊磁場驅動控制，反向運動進行補償。傳統解決這一難題的是簧片+懸絲懸吊防抖結構設計。
用簧片控制稜鏡的運動方式，靠周邊四根細小柱子和懸絲連接，帶來三個問題，第一，簧片控制的共振點精度不夠，只有一個單軸Y軸；第二，可靠性不好；第三，稜鏡運動軌跡不夠線性。
經過摸索與論證，OPPO 選擇了滾珠控制方案。相對於簧片方案，滾珠方案操作上有兩個軸，可以實現兩個向度上的轉動，而且更容易實現，滾輪自身可以在受到擠壓和碰撞時承受更多力，可靠性過關，且耐磨損。
吳立眾給出一個數據，簧片+懸絲 OIS 抗跌落性測試，跌到 8000 到 10000 次，支撐件會出現微裂。滾珠式可以承受跌掉 40000 次。OPPO 為此，專門找到一家韓國公司來做設計和製作。
吳立眾和同事們的這些創見後來成為 OPPO 申請的專利，為其在潛望式結構上留下了自己印跡，以此與行業所採取的簧片方案相區隔。
另外，為了降低鏡頭模組厚度，OPPO 還採用了D-cut 工藝，有效地去壓縮鏡頭厚度，“我們也想一把干到位，又超薄，又多倍，又希望它要做到極限薄，外觀又要好看，品控還要到位。其實就是極致主義的一個體現。”吳立眾告訴騰訊《潛望》。
當然，華為是一家技術見長的公司，後來有自己一套處理方法。華為終端產業線總裁何剛在 P30 發布期間表示，“影像表現等產品成熟度達到了華為的要求，並且通過了嚴格的跌落測試。”
10 倍之後競爭開始
外觀執念破除，轉而與三星電機合作之後，從 2018 年 4 月始，8 個月時間，OPPO 10 倍混合變焦項目“踏實了。”李龍佳告訴騰訊《潛望》。
他與同事們在 5 倍光學變焦基礎上實現優化，稜鏡防抖從一軸變成了兩軸，自動對焦方向放在潛望結構中呈水平方向。為了防止稜鏡撞裂，這次設計在稜鏡兩邊增加防護，並進行毛化處理。並通過技術手段解決潛望結構帶來的眩光。
最後攝像頭模組被控制在 6.76 毫米厚。另外，“潛望式結構”比傳統方式節省 55% 的空間。加上獨特的“共馬達”設計，將超清主攝和長焦攝像頭的對焦馬達合二為一，可節省 13% 的空間。多出來的空間，可以放入更大尺寸傳感器。
這次 OPPO Reno10 倍變焦版搭載 4800 萬像素主攝，配備1/2 英寸的索尼 IMX586 傳感器。長焦端 Reno 10 倍變焦版選型了更高像素 1300 萬的攝像頭，OPPO 這次有備而來。
3 月 23 日，OPPO 在巴塞羅那公布 10 倍混合光學變焦技術，其中“10 倍”指的是從廣角到長焦等效焦距 16mm-160mm 的 10 倍變焦，之所以這麼限制，李龍佳告訴騰訊《潛望》：“是因為這一焦段範圍，能夠真的實現 800 萬像素及以上的成像，對於用戶而言拍照體驗是沒有影響的。更多倍數的變焦，按照目前的硬件選型當然也能做到”。
這個算法立馬遭到華為終端 CEO 余承東在微信朋友圈中的質疑：“這不是 10 倍變焦，根本沒有做到！不應該從廣角焦段算起，沒有這麼算的。應該從正常 28/27 毫米焦段算起。”由此可以感受到火藥味十足。
但是，翻閱華為終端官網，P30 系列同樣採用了 10 倍混合變焦的表達，而且沒有對像素等信息作出限定。吳立眾進一步解釋：“5 倍、10 倍是一個很微妙的說法，5 倍、8 倍，還是 10 倍，是相較於鏡頭模組而言的，看整個模組覆蓋了怎樣的範圍，之前是雙攝方案，5 倍參照主攝，今天 10 倍方案是三攝像頭，參照物是廣角。”
“OPPO 的算法更接近的是專業攝影人的表達，”《攝影之友》主編劉東指出，“專業單反攝影都是強調的焦段範圍。”
看法之爭是為博得營銷優勢，能否搶佔市場，依然需要看產品的綜合競爭策略。兩款產品公布之後，OPPO 以 3999 元的定價攔截 P30 Pro，而華為的品牌如日中天之時，線下體驗店依然火爆。
2019 年，華為、OPPO 終於在 10 倍變焦功能上相遇相殺，誰能勝出尚未可知。放在更長時間維度上，未來，是主張灰度前行、狼性突進的華為公司文化與基因更適應環境，還是秉持抱朴守一、本分為人的 OPPO 文化呈現更頑強生命力，這一切都將要在產品與服務比拼上給出答案。
拍照對決，10 倍變焦只是節點。
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