iPhone X 不是真的二倍变焦？全面解析苹果隐而未宣的

iPhone X 已在台湾时间11/3 在台开卖，T 客邦也抢先入手与大家一同测试iPhone X 相机的新功能。虽然从帐面上来看，iPhone X 大抵延续了iPhone 7 Plus、8 Plus 的双镜头规格，但实际上两者还是有细微的不同，重点就在于那颗二倍变焦镜头上。


先说从iPhone 7+ 用到iPhone 8+ 的双镜头


在iPhone 7 Plus上市时，我们曾经详细解密了它双镜头的作用原理（解密iPhone 7 Plus双镜头：12个Q&A彻底研究这两个镜头如何协同工作），结论是iPhone 7 Plus的第二颗镜头（望远镜头）的实体焦距并不到主镜头的二倍，之所以能达到二倍变焦的视野，是由于第二颗镜头所采用的感光元件较小颗，因此即便焦距并未达到二倍，但等效换算下仍具有二倍的等效56mm视野。






▲iPhone 7 Plus 双镜头采用等效28mm 主镜头加上等效56mm 望远镜头的配置


iPhone 7 Plus 镜头规格


主镜头：光圈f/1.8，等效焦距28mm，实体焦距4mm
副镜头：光圈f/2.8，等效焦距56mm，实体焦距6.6mm
再说iPhone X 的双镜头


至于iPhone X的双镜头是怎么回事呢？在发表会以及官方网页上，苹果指出iPhone X同样采用主镜头与二倍镜头的设计，并且望远镜头光圈较大，达到了f/2.4，相较iPhone 7 Plus、8 Plus的f/2.8大了1/3EV多，理论上可带来较高的进光量，并可稍稍改善望远端的画质。但实际上iPhone X的双镜头并非仅如规格所示，仅有光圈增大而已，而是采用全新的二倍镜设计。






▲iPhone X 主镜头一样是等效28mm，第二颗镜头也是两倍设计，但真的是如此吗？


一倍镜的设计是相同的


我们分别用iPhone 8 Plus 与iPhone X，在同样地点上脚架拍摄，观察两者的视角（焦距）是否相同。根据图档的Exif 资讯，iPhone 8 Plus 与iPhone X 主镜头焦距都是6mm（实体焦距），在实拍的视角上也几乎相同，可推断主镜头的设计相同，都是等效28mm、光圈f /1.8 的光学设计。






▲从EXIF 资讯来看，iPhone X（左）与iPhone 7 Plus、8 Plus（右）在主镜头规格上是相同的。








▲iPhone X 与iPhone 8 Plus 位于同一地点拍摄，镜头视角（焦距）也是相同的。


二倍镜的设计却不同


接下来的二倍镜测试呈现很有趣的结果，我们同样使用iPhone 8 Plus 以及iPhone X 在同一拍摄点架脚架拍摄，可看出两者的视角略有差异，iPhone X 视角稍广了一点， iPhone 8 Plus 则是稍窄了一点，看来除了光圈变大（f/2.8 → f/2.4）之外，可能镜头（甚至感光元件）都有所修正。






▲iPhone X 相机介面与iPhone 7 Plus、8 Plus 相同，同样具备2X 的变焦按钮


但是iPhone X 在相机介面上同样在变焦钮上显示「2X」，如果平平都是二倍变焦，那么理应视角相同，这与我们测得的结果不符。实际上检视图档的Exif 资讯，也可看出两者的实体焦距不同，iPhone 7 Plus、8 Plus 都是6.6mm，但iPhone X 却是6mm。






▲将iPhone X 与iPhone 8 Plus 位在同一位置，开启二倍镜头拍摄，可看到iPhone X 的视角较广一些，并不如iPhone 8 Plus 二倍镜头的视野。

▲实际上我们开启EXIF 数据检视，亦可看出iPhone X 二倍镜头的焦距确实较短，为6mm。

那么，iPhone X 第二颗镜头的焦距是？

假设iPhone X 与iPhone 8 Plus 在第二颗镜头上采用相同尺寸的感光元件，焦长转换率也相同，那么iPhone X 等效焦距换算是：

iPhone 8 Plus的焦长转换率是：

• 56mm / 6.6mm = 8.48x
  

iPhone X套用相同的焦长转换率，换算等效焦距为：

• 6mm x 8.48mm = 50.9mm
  

得出iPhone X二倍镜等效焦距其实是50.9mm。但这时又衍伸出第二个问题了，以上「相同焦长转换率的假设」是奠基在感光元件尺寸不变的前提下，有没有可能iPhone X在第二颗镜头上采用不同尺寸的感光元件呢？

我们用一台M4/3 相机，以等效焦距50mm 的镜头（实体焦距25mm），位在同一地点拍摄，观察iPhone X 与M4/3 相机的视角差异，借此验证iPhone X 的焦距是多少。（之所以选择M4/3 相机的原因，是因为其长宽比与iPhone 同样都是4：3 而非3：2，在计算对角线视角时会较接近iPhone 的视角。）

▲为了验证iPhone X 的镜头焦距，我们使用M4/3 相机等效50mm 位在同一地点拍摄，可看出镜头视角与焦距较接近iPhone X。

结论：二倍镜不是真的二倍

从实拍图可以看出相机等效焦距50mm 与iPhone X 所拍摄出的视角极为接近，这可证实两件事：一是iPhone X 并未改采不同尺寸的感光元件，二是iPhone X 二倍镜不是真正的二倍。而经由以上验证，可获知iPhone X 二倍镜等效焦距是50.9mm，变焦倍率实际上是：

• 二倍镜焦距50.9mm /主镜头焦距28mm = 1.82倍
• → 1.82x 才是双镜头真正的变焦倍率
  

虽然苹果官方并未公布iPhone X二倍镜头的等效焦距，但由此已可证实iPhone X的双镜头数据。与iPhone 8 Plus相较，iPhone X的二倍镜焦距较短、光圈较大，基本已可将两者视为完全不同的镜头设计了。行文至此，关于iPhone X双镜头的规格已大致真相大白，但此时，我们又衍伸出另一个小问题...

另一个问题：iPhone X 的镜片组有更新吗？

iPhone X 二倍镜焦距较短、光圈较大，iPhone 8 Plus 则是焦距较长、光圈较小。有没有可能iPhone X 与iPhone 8 Plus 采用相同的镜片组，而仅是微调焦距来换得更大的光圈值呢？根据光学计算公式，光圈的计算公式是：

• 焦距/ 有效孔径＝ 光圈值（f/n，n = 光圈值）
  

「有效孔径」指的是「光线所能通过镜组的最大口径」，基本可视为「镜片孔径」。固定焦距，口径越大光圈越大，反之若固定镜片口径，焦距越长则光圈越小。我们依此公式来计算iPhone X 的镜头孔径：

iPhone 8 Plus的最大镜头孔径：

• 焦距6.6mm / 光圈2.8 ＝ 镜头最大孔径2.35mm
  

iPhone X的最大镜头孔径：

• 焦距6mm / 光圈2.4 ＝ 镜头最大孔径2.5mm
  

2.5mm > 2.35mm，可证实iPhone X第二颗镜头采用尺寸较大的镜片组，与iPhone 8 Plus确实是不同的光学设计。

▲即便采用相同的主镜头规格与二倍变焦功能，但iPhone X 在相机演算与二倍镜头上仍做了一些微乎其微的修正。

我们的建议是...

坦白说，iPhone X 的1.82 倍变焦比起iPhone 8 Plus 的2 倍变焦，这之间的差异可以说是微乎其微，对构图与是脚上的影响亦几乎很难察觉，若非经过详细的对照比较、检视EXIF 资讯，其实不容易分辨出两者二倍镜上的差异。

而即便iPhone X 变焦倍率不足二倍，这也几乎不会影响到使用者使用相机功能的观感，换个角度来说，苹果在iPhone X 第二颗镜头上增加了防手震功能，并将光圈加大到f/2.4，仍可说是提升了相机的规格，而在演算法以及白平衡等色调上的改进，即使是从简单的测试照片也可看出iPhone X 二倍镜的表现是明显优于iPhone 8 Plus 的。

▲虽然变焦倍率实质不到2 倍，但iPhone X 的二倍镜具备光学防手震、更大的f/2.4 镜头，以及更好的相机演算法，这些对使用者来说可能才是真正有感的更新。

为何iPhone X 不采用整数二倍的望远镜头？

有很多因素，我们推测可能的原因有：

• 借更新镜组来改进iPhone 8 Plus 原有的二倍镜头的品质
• 在相机介面上标示1.82 倍太落漆，不如直接沿用2 倍，反正也没差多少
• 等效焦距50.9mm 更接近相机镜的「50mm 标准焦段」，视角构图较直觉
  

当然，这也只是我们的片面推测，苹果官方并未提出任何解释。行文至此，我们也仅能说挖掘到一点iPhone X规格之下的小秘辛，然而与其细究1.82倍和2倍的差异，不如把重点放在「二倍镜新增的光学防震」、「更大的光圈」，以及「更好的相机演算」上面，这些才是会真正影响到使用者观感的重要因素，1.82倍变焦的真相，笔者还是认为拿来当成技术宅聊以娱人的饭后话题，点到即止即可。