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科技 PureView:卡尔蔡司完美镜头背后的制作实访

本帖由 漂亮的石头2012-03-07 发布。版面名称:新闻聚焦

  1. 漂亮的石头

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    Nokia 808 PureView里的卡尔蔡司镜头比方糖还小,Lumia 800里面的镜头也仅比针头大一点点,但这两款产品却能拍出与专业照相机蔡司镜头相媲美的照片。这是如何做到的呢?跟随实访者的脚步,我们来了解一下。
    Hubert Nasse博士是一位镜头爱好者,也是卡尔蔡司相机镜头部门的资深科学家,负责在蔡司实验室里严格地测试镜头。

      “工作时,我按照最高的科学标准测试镜头,”他说,“实际上也就是检测一个镜头是否达到蔡司指标——当然,我们要检测的镜头不仅仅只有一个。当你每天与镜头打交道时,便领会了他们的真实工艺。蔡司镜头甚至拥有特定的气味——对我来说,这是专业的味道。”

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      Nasse使用Carl Zeiss K8测量机(上图)调试镜头,一次测试需要同时用到三个测量机,测量不同的锐利参数。将一个专业镜头放在机器上并进行调整参数,测量值就会迅速上升,并落在70%~90%左右的范围内。数字越大,表示镜头锐利度越高。放在机器上的专业镜头,是测量的最低标准。也就是说,专业镜头的锐度在测试时就已经注定要低于Lumia镜头。

      “这就是为什么手机镜头会这么好的原因了。”Nasse说道。

      两个差异如此大的镜头,为什么能拍出相同的图像质量?Nasse解释说:“(因为)正式的光学参数是相同的。”但仍有重大差别。

    [​IMG]

      这样的比较是有条件限制的,比较全幅(24x36mm)传感器2/50mm摄像镜头和2.4/8mm手机镜头之间的绝对性能,后者拍出的照片更锐利。但总体上来说,大镜头拍摄出的照片比小镜头的要好,因为相片不会被压缩到像手机传感器那么小的地方,进而使得压缩度会比较小。

      传统的相机镜头的制造材料是一块名为“的空白(blank)”的玻璃,由被电脑操控着的精密工具抛光而成。而手机中的镜头材料是塑料,在模型中压印成形。

      “影响塑料制成更大镜头的唯一因素是物理尺寸。在不同的温度下,大塑料品的表面积扩张和缩小变化太大,但温度对适合放在手机中的小镜头没有影响。”

      塑料给了手机镜头一个明显的优势——如酒窝般的小巧。

      Christian Bannert,卡尔蔡司相机镜头部门R&D负责人,在白板上画了一些示意图:“玻璃只能在球形中制造,并借助一定程度的.或者抛光制成非球面形状。但这样的形状存在一个很大的问题,一旦制成小巧的广角镜头,例如在相机手机中的镜头,光就会被折射。”在这种情况下,极端的非球形镜头——例如酒窝状——可以减少折射光。

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      回到实验室,Hubert Nasse讲解了相机镜头和手机镜头的另外两个不同点:“传感器的大小,和传感器与镜头表面之间的距离。在手机光学系统,传感器更加接近镜头。”

      手机设计者追求的是手机的时尚感和薄度,而光学设计者渴望的是空间:“你需要一定的体积,光学设计者总希望能获得更多空间...在狭小的空间内制造镜头是一个很高的要求。”

      在观看镜头检测的手机R&D项目经理Oliver Schindelbeck也表示:“过去几年的竞争是,制造尺寸越来越小、像素越来越高的摄像头,同时还要提升图像的质量。”

      减小相机和镜头的大小,提升了系统的灵敏度,并使产品更具竞争力:

      “我们已经取得了巨大的进步...现我们拥有了高度小于7mm,但成像质量确实很好的摄像头,给人们留下了深刻印象。”

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      Schindelbeck正为在诺基亚与卡尔蔡司镜头之间的合作创建里程碑而努力:

      “我们与诺基亚生产的第一个模型用在N90身上(第二个合作产品用于N8)。这一个模型在打破200万像素大关上至关重要。对卡尔蔡司来说,这是在保证输送良好的卡尔蔡司图片质量的前提下,最小的传感器像素。小于200万的像素太低,以至于不能充分利用高质量镜头的优势。”

      但需要注意的是,少于200万的像素确实会影响图片的质量,但不意味着更高的像素是绝对必要的。纸张打印或者PC显示屏就通常不需要很高的分辨率。

      “将性能减少到一个数字,并不能给你真实的相机反应,”Oliver Schindelbeck表示,“800万像素比500万像素要好,这样的说法是错误的。像素并不能告诉你着色、噪点,或者其它真正重要的因素的质量。”

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      卡尔蔡司团队和诺基亚一起设计和开发镜头,监督制造过程,检测制造镜头机器的准确性,以及检测每一款手机的成品镜头。严格的精确度是必不可少的。

      “我们一开始就和诺基亚一起工作,查看光学系统设计、规划光镜头系统,讨论镜头本身的限制以及质量规范。接着,我们对供应商进行详细说明,保证他们能接受我们的必要标准。我们从第一个原型开始检查质量坚固性和第一个原型的图像处理,直到最终原型的完成,期间不断进行调整。”

      这一团队非常认真地看待卡尔蔡司品牌。下午时,他们设法在桌子下面测试他们的Nokia Lumia手机,并解释称,他们要拍摄大量照片,以查看在低光和现实生活条件的表现。

      Oliver Schindelbeck表示,世界各地均有可以切割和抛光镜头,或者制造零部件的制造商,但是:“只有完成了所有这些步骤,并保证每一个环节都符合质量标准,我们才能高兴地说——这是一个卡尔蔡司镜头。”

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      回到实验室,Hubert Nasse称,一个完美的卡尔蔡司镜头可等同于一个巨大的摄影镜头。他要进行的下一个测试是Nokia Pure 808镜头,我们期待着他认真工作后带来的优越成果。

    文/威锋网
     
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