繼黑白鏡頭到自由曲面鏡頭、從3倍光學長焦到10倍潛望式光學長焦、到傳感器RGGB到RYYB的超感光陣列，再從AI影像到計算光學，華為歷代Mate系列手機在很大程度上成為了移動影像技術發展的風向標。
隨着Mate 50系列手機的發布，移動影像又迎來了一個全新的設計——十檔可變光圈鏡頭，通過調節6個光圈葉片的開合，實現進光量的控制。
問題來了，光圈在成像中扮演了怎樣的角色，可變光圈技術又是否值得我們期待？
科普知識：光圈到底是什麼
在很早以前，人們在學習攝影前都需要了解曝光三要素（光圈、快門和ISO），熟練掌握陽光十六法則，需要根據當前拍攝場景的光影確定光圈、快門以及合適感光度的膠片，確認無誤後再按下相機的快門。
很多攝影愛好者都要學習到的曝光三角形
光圈的定義
步入智能手機時代後，移動影像變得越來越簡單智能，我們只需要打開相機APP，打開場景識別，對準拍攝場景，按下電子快門，剩下的工作全部都交由給AI成像算法就好。
在搭配自研ISP或NPU芯片後還能讓手機變身“夜視儀”，在極暗環境也能排除相對明亮的照片。
因此，如今我們在挑選手機時，關注的往往是傳感器尺寸有多大、像素值有多高、是否支持光學防抖等等。
作為曝光三要素之一的光圈，往往被視為一個【不用太過關注的】參數。
實際上，光圈與快門速度才是控制相機視覺屬性的兩大核心參數，可以開闢出更多的創意效果。
所謂光圈，它其實是鏡頭內部的一個“看得見摸不着”的機械部件，由多組葉片構成，葉片中間是一個可調大小的孔。
沒錯，光圈定義的就是鏡頭中這組葉片中心的開口，影響單位時間裡有多少光線可以透過這個小孔照進相機底層的CMOS感光元件。
通過調整光圈的大小，就能控制曝光量的多少。
光圈的作用
F值是用於描述光圈“大小”的參數，它的計算公式是“焦距÷鏡頭光圈直徑”得出的相對值，比如F/1.4、F/2.8、F/4等等。
需要注意的是，F/後面緊跟的數字越大，光圈恰恰越小，意味着通過的光量越少。
本圖來自數碼博主@巨人攝影
F後面的數字越小，光圈反而越大，通過的光量就越多，也就是我們常念叨的大光圈。
在夜晚或環境光線不足時，只有更大的光圈才能保證充足的進光量，從而捕捉更多的暗部細節，提升畫面亮度，降低噪點，而且在同等曝光時長情況下快門速度更快。
光圈所能夠產生最顯著的視覺影響就是景深的變化：光圈越大，景深範圍越小（淺），背景的虛化效果越明顯，可以讓拍攝主體更突出，適合拍特寫；光圈越小，景深範圍越大（深），背景越銳利，場景中所有元素都清晰，適合拍風光。
本圖來自數碼博主@小狼啊小狼
換句話說，光圈並非越大越好。
當手機進行拍照時，需要根據拍攝的場景匹配合適的光圈，如果一味追求大光圈反而會得不償失。這就好像小貓的瞳孔，白天光線充足時會眯成一條縫，夜晚則會瞳孔則會變圓變大。
沒有最好的光圈，只有最合適的光圈。
模擬時代：背景虛化是如何實現的
專業的單反（或微單）相機可以搭配各式鏡頭，其中就不乏可以手動調整光圈的型號。
在手機領域，鏡頭模組的尺寸普遍只有單反鏡頭的數十分之一，很難容納複雜的機械結構。
為了適用於更多拍攝場景，手機的習慣打法是搭配多種不同焦段和光圈的鏡頭，必要時還可以聯合成像。
一般來說，新款智能手機的主攝和人像鏡頭最喜歡搭配大光圈，而超廣角和長焦鏡頭的光圈則普遍很小。
那麼，小光圈的手機就註定與背景虛化無緣了嗎？
先拍照 後對焦
答案自然是否定的。
早在2013年，以諾基亞Lumia 1020為代表的手機（4100萬像素，1/1.5英寸傳感器，F/2.2光圈）就能實現“先拍照，後對焦”的功能了（Lumia 920、Lumia 925、Lumia 928、Lumia 1020和Lumia 1520等機型後續也均得以支持）。
到了2014年，以榮耀6 Plus為代表的Android手機也先後引入了類似功能，在相機APP里以“大光圈”模式拍照，在預覽照片時可以重新選擇焦點並在F0.95~F16之間調整光圈大小，改變景深的深淺。
時至今日，大光圈模式幾乎已成智能手機的標配。
需要注意的是，先拍照後對焦這類功能並非改變相機鏡頭的物理光圈實現的。
最早的Lumia和隨後的Android手機採用的是迥異的兩種思路。
Lumia手機選擇的方案是，拍攝一張照片時鏡頭從頭到尾移動，每一個焦點的圖像都記錄下來，相當於我們在按下快門的瞬間就將所有能對到焦的點全部拍下來了。後期選擇焦點的時候，則會直接根據我們所選擇景物所對應的焦距，導出該焦點平面相對應的圖像，一顆鏡頭就能搞定。
Android手機的實現思路則是藉助雙攝虛化。
開啟大光圈模式後，主攝負責記錄全景，副攝則用於記錄景深信息，判斷主體和背景，兩者結合保存為一張普通照片。後期再對焦時，系統會根據我們所選擇的對焦點判斷是主體還是背景，然後將主體扣取出來，對背景進行高斯模糊處理。
Lumia的方案計算量大，背景虛化較淺，在拍攝人像時在等效24mm端虛化的效果很一般。Android手機的雙攝虛化對成像算法要求很高，高斯模糊所帶來的虛化可能不太自然，在某些場景下還會出現摳圖錯誤，物體邊緣處理翻車的“事故”。
隨時拍照隨時調
隨着智能手機搭載處理器AI算力的不斷提升，以及相關成像算法的不斷成熟，絕大多數新款手機都能在相機APP里直接調整光圈大小，在拍攝預覽時就能隨心調節景深效果，按下快門後直接生成滿意的作品，隨時拍照隨時調，甚至不需要第二顆鏡頭的參與。
類似功能有些品牌集成在了專業模式中，還有一些則放在了人像模式下，很多新品甚至依靠前置單攝就能錄製景深虛化的人物視頻，在算法的加持下一切皆有可能。
然而，這種在相機APP調節的光圈並非鏡頭的物理光圈，準確來說應該算是電子光圈，依靠多幀合成的方式，來實現小光圈長曝光的拍攝效果。
大家可以嘗試一下，在相同的取景範圍里，使用手機的電子光圈分別在F/1.6和F/16狀態下拍一張照片，你會發現兩張照片的曝光是相同的，其中的差別只是背景虛化的程度不同而已。
而且這個虛化效果也沒有單反大光圈鏡頭拍出的自然，有無瑕疵全靠鏡頭本身的素質以及AI成像算法。
俗話說，打鐵還得自身硬，想讓手機可以完美適配光亮和昏暗的場景，拍出最佳景深的照片，還是需要手機鏡頭處於最合適的光圈範圍。
如果手機鏡頭也能獲得類似單反鏡頭的可調光圈功能，一切不就完美了嗎？
回顧過去：可變光圈的發展史
華為認為，成熟的手機影像系統，包含軟、硬件多維，需要構築“光（光學設計）、機（機械結構）、電（光電轉換）、算（圖像算法）”四大技術底座。華為Mate50系列首發的十檔可變光圈鏡頭，就屬於對其中的光學設計升級。
不過，可變光圈可不是華為的首發，早在13年前可變光圈就已經在手機領域出現了。
諾基亞首發可變光圈
在手機歷史上，第一次引入可變光圈設計的產品，還要數諾基亞在2009年推出的N86，不僅配備了機械快門（最高 1/1000s），還提供了F2.4、F3.2、F4.8三檔可以自動調節的光圈，無法手動切換。
N86之所以加入可變光圈設計，是為了中和最高1/1000s的機械快門，避免強光下不會過曝。
Android手機的接力賽
繼諾基亞N86，可變光圈在手機領域的第二次露面已經是8年後。
2017年底，三星發布的心繫天下W2018，以及2019年初發布的Galaxy S9/S9+系列手機的主攝就都具備F/1.5和F/2.4兩檔可變光圈，通過巧妙的設計實現了物理光圈自由切換。
在自動模式下，光線充足時會啟用F/2.4光圈，拍攝出清晰銳利的畫面，防止在大光圈下出現光線暈染的情況，還原真實的畫面色彩。在低光場景中，光圈便會自動擴大到F/1.5，取景區域畫面會感到亮度明顯提高。微距或專業模式下可以手動切換成F/1.5光圈，可帶來比軟件實現的虛化更加真實細膩的景深效果。
注意上方主攝的光圈大小變化
同樣是2019年，OPPO旗下的R17 Pro也主打可在F1.5和F2.4兩檔之間切換的“靈動光圈”功能。當環境光線昏暗，R17 Pro的主攝可自動將光圈放大到F/1.5，在白天或光線明亮的環境，鏡頭光圈則會收縮到F/2.4，避免大光圈可能產生的邊緣畫質以及高光溢出的問題。
可惜，OPPO的靈動光圈在經歷R17 Pro之後便“一世而終”，三星的可變光圈在Galaxy S10系列之後也“退隱江湖”。
最近一款採用可變光圈設計的手機是索尼在2021年推出的Xperia Pro-I，主打1英寸的Exmor RS感光元件以及F2和F4兩檔可調的光圈。F2.0光圈可實現“超淺景深”，背景呈現美麗自然的虛化，使用F4.0拍攝時遠景近景更清晰，成像更銳利。
展望未來：淺析華為的超光變主攝
和已經存在的可變光圈設計相比，華為Mate 50系列手機主打的“超光變主攝”有何不同？
更複雜的機械結構
無論是諾基亞、三星、OPPO還是索尼，前文提及手機採用的可變光圈都僅能在兩個（或三個）固定檔位之間進行切換，並非在一段光圈值範圍內實現自由變化。
華為Mate50系列主打的“超光變主攝”，則實現了首發十檔可變光圈鏡頭設計，可以帶來類似傳統相機上鏡頭光圈可調節的使用體驗。
從早前網上曝光的華為專利，以及Mate 50系列手機的宣傳資料來看，所謂的“超光變主攝”，是由5000萬像素的RYYB超感光傳感器、高精度環形磁場微控馬達，以及由6組光圈葉片組成的可多檔調節葉片鏡片群構成。通過調節6個光圈葉片的開合，實現進光量的控制。
多檔可變光圈的效果
華為Mate 50系列手機的超光變主攝存在兩種運行邏輯。其一是進入專業模式，在這裡可以進行完整的從F1.4到F4.0十檔可變光圈可調，方便攝影愛好者通過手動調節找到最匹配當前光線環境和個人品味的黃金光圈點位；
其二則是在默認的自動模式下，相機APP提供四檔光圈，可根據不同場景智能匹配光圈大小。在夜晚、光線不足的條件下，使用大光圈提升鏡頭的進光量，從而帶來明亮的拍攝效果；在白天多人合影拍攝時，使用小光圈可確保前後人物都清晰，畫面邊緣細節豐富；在高倍變焦場景下，使用大光圈可進一步提升畫質，捕捉清晰銳利的影像。
在10檔可調可變光圈的幫助下，華為Mate50系列手機可以帶來更精準的人像分割計算能力，也為人像拍攝帶來了漸進有層次的光學級虛化，人像主角立體突出，營造大片氛圍。
同時，可變光圈還能帶來專業光學級虛化能力，可精準對焦項鏈、珍珠等細小物件，帶來亞毫米級精度的拍攝體驗，還能隨心調整景深範圍和虛化程度，實現更大的創作空間。
理性看待可變光圈的意義
在華為之前，無論是三星、OPPO還是索尼，都將可變光圈作為了手機研發道路上的“過客”，擁有過，宣傳過，但最終還是選擇了分手。
究其原因，一方面是可變光圈會增加鏡頭機械結構的複雜度和尺寸，成本高昂還會面臨潛在的使用壽命隱患。
榮耀Magic系列手機倡導的多主攝融合計算攝影技術
另一方面，則是在大尺寸傳感器、多像素合一的融合技術、多幀合成的手持超級夜景、HDR以及計算攝影理念的加持下，利用AI已經足以模擬出以假亂真的景深效果。
此外，拍攝人像、微距或遠處風景時，還能交由更專業的輔攝像頭解決（如潛望式長焦鏡頭），主攝只要做到大底大光圈就好了。
因此，可變光圈最終還是敗給了成本以及AI計算攝影。這一次，可變光圈重新被華為“拾起”，並進行了優化創新，從過去的非A即B，改為了媲美專業單反相機鏡頭的十檔光圈可調，這種可以連續性調整光圈的過程讓不少攝影愛好者大呼過癮。
但是，這也僅限攝影愛好者。對於普通用戶，可能在整個手機的生命周期里也不會使用專業模式拍照，日常使用中也能發覺自動模式下四檔智慧光圈對最終成像的增益效果。
實際上，超光變主攝是華為Mate系列手機跳出內卷化陷阱，繼續保持專業影像定位的必要創新。
在徠卡與小米聯姻後，華為被迫推出了自己的影像品牌XMAGE，在延續家族前輩特色的計算光學、原色引擎以及超潛望式長焦鏡頭之餘，需要找到另一個可以彰顯影像專業性的賣點，而只有專業單反相機才能實現的可多檔調節的可變光圈，無疑就是一種很好的突破口。
正如華為宣傳那般——光圈可變，硬核掌控。
可以讓用戶自由掌控光圈的變化，這是其他手機廠商在短期內都不會涉足的領域，而這也已經足以吸引攝影愛好者為之側目了。
至於普通消費者，可變光圈只能作為選購手機時的加分項，並非必選項。
