因此，如果是画质控，不考虑望远端手震、远距离空气散射等会让画质减损的前提下，望远镜头在 16 倍以前的变焦倍率画质都维持几乎无损。但 16 倍以上的变焦倍率呢？这就要靠数位变焦及 AI 运算的功力了。
（本文由 T客邦 授权转载；首图来源：三星）
本次三星 Galaxy S20 Ultra 搭载“1 亿 800 万画素”及“100 倍变焦”功能，双双创下智能手机的里程碑。强悍规格的背后，令人好奇的是，三星如何做到的？
硬件趋近极限同时，智能手机镜头纷纷尝试往更多元的方向发展，例如多镜头应用性、算法提升的夜景拍摄能力、运用景深镜头打造的散景虚化能力，以及更高倍的变焦倍率。相较过往机种，三星 Galaxy S20 Ultra 搭载破格的 100 倍混合式光学变焦功能，这令人额外关注 S20 Ultra 的相机配置。
首先概略复习一下 S20 Ultra 的相机配置，镜头分别如下：
- 广角主镜头：1 亿 800 万画素、79 度视角、光圈 F1.8。
- 超广角镜头：1,200 万画素、120 度视角、光圈 F2.2。
- 望远镜头：4,800 万画素、24 度视角、光圈 F3.5。
虽然看似雷同，但 S20 Ultra 其实更新了全部镜头
虽然倍率相同，但广角镜与超广角镜部分皆与上一代 S10 系列有差，首先是超广角镜头部分，前一代旗舰 S10／S10+ 的超广角镜头视角为 123 度，此次 S20／S20+／S20 Ultra 为 120 度，虽然倍率同样都是主镜头 0.5 倍。广角主镜头方面亦有调整，S10 系列采用 F1.5／F2.4 的可变光圈式设计（双光圈模式），S20 系列主镜头光圈统一改为 F1.8。
此外，广角主镜头镜头视角也有微幅缩减，S10 系列主镜头视角为 77 度视角（相当于全幅等效 26mm），S20 系列主镜头视角为 79 度（相当于全幅等效 27mm）。虽然规格有微幅差距，但实际运用并不会感到明显差异，可视为相当雷同的功能。
关键的望远镜头
当然，最令人感兴趣的还是首度搭载的望远镜头，这颗镜头具备最远 100 倍变焦的实力。先来回顾一下规格：4,800 万画素、24 度视角、光圈 F3.5。虽然原厂没有给确定数据，不过经由视角换算，可得知镜头视角 24 度相当于全幅等效焦距 100mm。
也就是说，S20 Ultra 的四镜头可视为搭载 3 颗定焦镜与景深镜头的协同运作成果，焦段分别是 13mm、27mm、100mm，其中 27~100mm 约可视为 4 倍变焦，这也符合 S20 Ultra 相机界面的操作逻辑，变焦倍率选择钮分别有 0.5、1.0x、2.0x、4.0x、10x、30x、100x。
为何光圈是 F3.5？
至于望远镜头光圈 F3.5 会否太小？其实这是光学原理下必然的成果，因为光圈的光学公式为：
实体焦距 ÷ 光通孔径＝光圈（F 值）
其中光通孔径与镜头尺寸成正相关，一般而言光通孔径较大的镜头，镜片也会较大。白话一点说，公式的意涵是，当镜头光通孔径不变时（可约略理解为体积不变），焦距提升、光圈势必会缩减，若要维持相同光圈，镜头体积势必大幅提升，这也解释了为什么望远镜头尺寸大多较大的原因。
可将目前整理出的规格制成以下简表：
然而，S20 Ultra 如何在视角 24 度（约全幅等效焦距 100mm）的镜头做到 100 倍变焦？关键在于这颗镜头是 4,800 万画素，具备更多可用画素因应 AI 运算及裁切需求。
100 倍变焦如何做到？
举例来说，一般状况下可透过裁切照片达到近似光学变焦的效果，当然以技术面来说，“裁切”并不会改变镜头焦距，镜头透视也会相同（因透视主要与距离有关），但裁切可改变视角，因此若忽视物理光学效应，例如不计入实体焦距的景深效果，并忽视画素损失造成的画质差异，那么裁切确实可达成一部分站在原地光学变焦的效果。
因此，虽然 S20 Ultra 的望远镜头等效焦距为 100mm，但使用 4,800 万高画素感光元件，透过裁切及 AI 运算，仍可支援最高 100 倍的变焦倍率。
所以，现在你知道为何 S20 Ultra 的 100 倍变焦会称为“混合光学变焦”及“AI 超高分辨率变焦”了吧？它有光学变焦成分，但也并非完全仰赖光学变焦，仍有包括数位变焦机制。
讲这么多，不就是数位变焦吗？
这么说也不完全正确，发表会时笔者实际测试 S20 Ultra 的 100 倍变焦功能，运作逻辑是这样的：4 倍变焦后的倍率会启动望远镜头，4 倍变焦前的倍率仍使用 1 亿 800 万画素的主镜头完成拍摄需求。
简单计算一下，S20 Ultra 的望远镜头是 4,800 万画素，而从 4~100 倍无论哪个变焦倍率，S20 Ultra 皆可输出 1,200 万画素的望远照片。4800÷1200=4，换言之望远镜头在 4 倍倍率内都是“无损变焦”。别忘了，望远镜头本身起始倍率就是 4 倍，4×4=16，因此可获知 S20 Ultra 在 16 倍变焦之前确实可做到无损变焦。
若要获得最佳画质？
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