雙鏡頭手機徹底解析－ 兩顆眼睛拍照更有趣

雙鏡頭可說是智慧型手機拍照的新趨勢，綜觀2016∼2017年推出的中、高階手機，就有十幾款採用雙鏡頭配置，不僅規格看起來比較厲害，拍照功能也豐富許多，但是你知道為什麼手機要用雙鏡頭的設計呢？

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雙鏡頭手機比起一般手機又有什麼優點呢？它們運作的原理又是什麼？有哪些手機採用雙鏡頭呢？它們的雙鏡頭又有什麼分別？以下透過這篇雙鏡頭解析，幫助大家全面的瞭解雙鏡頭手機。

雙鏡頭手機的類型

「雙鏡頭」的應用可不是只有一種而已，透過不同品牌的研發，目前雙鏡頭技術在手機身上已經發展得相對成熟，應用層面也相當廣泛。目前主流的雙鏡頭類型分為四大類，第一類是利用第二顆鏡頭完成測距、景深判斷，目的是為了拍攝3D 影像或是更真實的景深效果，此類手機以 HTC One M8、M9 Plus、紅米 Pro 為主；第二類是在第二顆鏡頭上採用黑白鏡頭的配置，讓手機可以拍攝更細膩的黑白照片，此類手機以華為的 P9、P10、Mate 9最具代表性；第三類是額外加入一顆超廣角鏡頭，使手機可拍攝更廣闊的畫面，此類手機以 LG G5、G6、V20最具知名度；最後一類則是加入了二倍光學變焦的望遠鏡頭，讓手機可實現遠距離的拍攝效果，這類手機則以 iPhone 7 Pus、ASUS ZenFone 3 Zoom、Oppo 5X 技術所廣為人知。

目前手機的攝影功能已經相當完善，例如新上市的 Samsung Galaxy S8、HTC U11這兩款旗艦機都只有單鏡頭的設計，它們的拍攝品質也都相當優秀，相較起來，照相手機似乎沒有非用雙鏡頭不可的理由？其實鏡頭的數量並非是拍照功能的主要考量，雙鏡頭手機固然具備更大的拍攝彈性，但這也並非意味著單鏡頭手機的拍照品質較差，而僅僅是兩者設計與用途上的不同。對一般消費者來說，並不需要完全迷信單鏡頭或雙鏡頭，視自己的需求來選購才是最重要的。

▲如何分辨單鏡頭還是雙鏡頭？
要辨別手機是否採用雙鏡頭，最直接的辦法就是看手機背面的主鏡頭有幾顆。左邊是採用雙鏡頭的 iPhone 7 Plus，右邊的則是單鏡頭設計的 HTC 10。

▲光學變焦設計
過去如 ZenFone Zoom 等手機曾採用光學式變焦設計，但因為體積較大且光學限制較多，故其下一代機種 ZenFone 3 Zoom 轉投雙鏡頭手機懷抱，獨立設計出一顆焦距2.3倍的第二顆鏡頭。

▲雙鏡頭
雙鏡頭已成為未來照相手機的主流設計之一，即使是只靠手機也可利用雙鏡頭的「人像模式」或是「景深效果」拍出媲美單眼相機的照片。

各式雙鏡頭的運作原理

在了解雙鏡頭手機的類型以及能夠拍攝的題材之後，我們接著就要弄清楚這些雙鏡頭的作用原理。

第1類：3D與景深的應用

第一類型可說是雙鏡頭最早的應用，約莫在五∼六年前，在手機與電視上開始吹起一股「3D」風潮，以達到裸視3D 以及類3D 的效果為號招，當時就有一類的智慧型手機為了能夠拍攝3D照片因而採用兩顆鏡頭的配置。為什麼需要兩顆鏡頭呢？這是為了模擬人雙眼所觀看的視差，如同我們平常用雙眼觀看物體會較有立體感，用單眼則較難分辨距離的原理一致，在2011年推出的代表性手機如 LG Optimus 3D、HTC EVO 3D 這兩款即是採用雙鏡頭視差的原理來拍攝3D 照片。

但是，這類雙鏡頭的3D 應用並未在市場上獲得成功，LG 與 HTC 在這兩款3D 手機之後亦沒有推出更具代表性的續作，而隨著時間推移，雙鏡頭在智慧手機身上又衍伸出一項更具價值的應用。在2014年，宏達電推出了相當知名的 HTC One M8，這款手機的第二顆鏡頭並非是用來拍照，而是當成感測距離使用，即所謂的「Duo 景深相機」，讓 M8可以拍攝出更真實的淺景深效果，從此雙鏡頭的應用才邁向真正的實用層級，隨後 HTC 在2014年推出的 Butterfly 2、2015年推出的 M9 Plus 以及 Butterfly 3皆採用了相同原理的 Duo 景深相機，但由近期兩年的趨勢來看，HTC 似乎已放棄此型態的雙鏡頭手機，改為追求單鏡頭的拍攝品質。

▲3D 類型的雙鏡頭手機
LG Optimus 3D、HTC Evo 3D 這兩台手機雖然採用了雙鏡頭的配置，但它們的第二顆鏡頭者主要提供的是左右視差資訊並藉此拍攝3D 照片。

▲HTC Duo 相機
HTC在M8身上所推出的「Duo 相機」，可說是較成熟的雙鏡頭應用，其原理是利用上下排列的兩顆鏡頭運算出更真實的淺景深效果。

▲Duo 相機拍攝範例
運用HTC Butterfly 3所搭載的 Duo 景深相機，即使是用手機拍攝也可拍出質感不差的淺景深照片。

第2類：改變光學限制的黑白鏡頭

除了3D與淺景深效果之外，第二類的雙鏡頭手機是設計用來拍攝更細膩的黑白照片。看到這裡相信不少人會感到納悶，為什麼手機需要特別獨立一顆鏡頭來拍攝黑白照片呢？直接用黑白（單色）模式拍照，或是把彩色照片後製成黑白不就得了嗎？說到這就必須從相機與手機的成像原理開始講起。無論是透過相機或是手機，平常我們要拍攝照片時，都需要透過所謂的「感光元件」來紀錄影像，然而目前的感光元件技術都僅有偵測光線強弱的機制，而沒有辨認顏色的功能，因此為了紀錄色彩資訊，感光元件前方大多會裝上拜爾濾鏡（Bayer Filter），過濾出 RGB 三色，再分別紀錄三原色的強度資訊來還原成彩色照片。不過這種拍攝方式有一項缺點，除了經過濾鏡的光會被衰減2/3之外，也無法從單像素點辨別完整的 RGB 資訊，需透過補插點運算才行。

因此， 為了排除拜耳濾鏡的影響，黑白鏡頭的感光元件採用了不過濾 RGB 三色、只偵測光線強弱的設計，因此在低光源以及暗部細節的表現會比一般彩色鏡頭來的細膩，此外高感光度的畫質也會更加優秀。華為的 P9、P10的黑白鏡頭正是採用了這樣的原理，同時還具備 Leica 調校的色彩以及可調整的景深功能，以帶來更優秀的拍攝表現。除此之外，也有一些昂貴的相機專門設計來拍攝黑白照片，例如 Leica M Monochrom 以及 Phaseone IQ3 100MP Achromatic。

▲華為 P9的雙鏡頭
華為自 P9開始使用了黑白／彩色雙鏡頭的配置，其中黑白鏡頭在低光源下可補足彩色鏡頭的細節，並由德國徠卡操刀色彩調校，可拍攝出色調更吸引人的照片。

▲拜爾濾鏡的原理
由於感光元件並沒有辨認色彩的能力，在光線進入 CMOS 之前必須先加入分離三原色的拜爾濾鏡，再分別偵測 RGB 三色的強度處理成彩色照片，因此凡是經過拜爾濾鏡的光線都會有所衰減。

▲黑白與彩色鏡頭的差異
華為 Mate 9 Pro 一樣採用了黑白／彩色的雙鏡頭配置，可以看到黑白鏡頭在拍攝夜景時較彩色鏡頭能保留更多的細節，使高光不致過曝，低光也有更好的畫質與純淨度。

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