科技文章 科技新潮 華為 Pura 80 系列 Pura 80 Ultra 小編分享 感光元件 深度分析

華為 Pura 80 Ultra 影像技術真.詳細分析:拆解超強主鏡頭 + 一鏡雙目長焦鏡頭!

華為早前就在香港推出了 Pura 80 兩部手機,其中的 Pura 80 Ultra 是他們定位最高的機皇級旗艦手機。而今次華為 Pura 80 Ultra 依然主打領先的影像性能。在官方的發佈會上也強調了很多不論是主鏡頭或是長焦鏡頭的硬件升級。今篇文章就跟大家詳細分析背後的原理。

華為早前就在香港推出了 Pura 80 兩部手機,其中的 Pura 80 Ultra 是他們定位最高的機皇級旗艦手機。而今次華為 Pura 80 Ultra 依然主打領先的影像性能。在官方的發佈會上也強調了很多不論是主鏡頭或是長焦鏡頭的硬件升級。今篇文章 Daniel 就跟大家詳細真.分析背後的原理。

首先就先介紹一下華為 Pura 80 Ultra 吧,手機採用了 6.78 吋 1-120Hz AMOLED 螢幕,能達到 3000nits 峰值亮度;使用了海思 Kirin 9020 處理器及預載了 EMUI 15.0;而擁有 5170mAh 之餘也支援 100W 華為 SuperCharge 和 80W 華為無線 SuperCharge。之後當然就是最重要的相機規格吧!

華為 Pura 80 Ultra 相機模組

廣角鏡頭:50MP、f/1.6-4.0 可變光圈、1″ 感光呎吋、像素大小 1.6µm、四合一大像素、等效 22.5mm 焦距、RYYB 陣列、16EV 動態範圍、OIS
長焦鏡頭(3.7X):50MP、f/2.4 光圈、1/1.28″ 感光呎吋、像素大小 1.22µm、四合一大像素、等效 83mm 焦距、RYYB 陣列、傳感器位移 OIS
長焦鏡頭(9.4X):12.5MP、f/3.6 光圈、等效 1/2.56″ 感光呎吋、像素大小 1.22µm、等效 212mm 焦距、RYYB 陣列、傳感器位移 OIS
超廣角鏡頭:40MP、f/2.2 光圈、四合一大像素、等效 13mm 焦距、RYYB 陣列
紅楓原色鏡頭:150 萬多光譜通道

今次華為 Pura 80 Ultra 相機最亮眼的當然就是「一吋超高動態」的主鏡頭和所謂「一鏡雙目」的長焦鏡頭。接下來我們就逐個逐個分享吧。

LOFIC 技術助一吋鏡頭擴大動態範圍

其實在上一代 Pura 70 Ultra 華為已經採用了一吋感光元件,但是當時是採用 RYYB 陣列的 Sony IMX989,今次華為就轉用了國產的「一吋超高動態」元件。而「一吋超高動態」這個官方名詞可說是字字珠璣,明示這個感光元件除了擁有 1″ 的感光呎吋外,還擁有超高的動態範圍。事實是這個鏡頭擁有達 16EV 的動態範圍(96.3dB),相比同樣為 1″ 感光呎吋 Sony LYT-900 的 14EV 高出不少了。這個感光元件同樣擁有 1.6µm 像素大小,而令 Pura 80 Ultra 這個一吋可以做到 16EV 動態範圍的背後原理就是橫向溢流整合電容(Lateral Overflow Integration Capacitor,下稱 LOFIC)。

LOFIC 其實並不是新事物,但是把 LOFIC 如此複雜的結構放在手機感光元件就的確少見。LOFIC 透過配備一個額外的容器來盛載平時「溢出的電子」(簡單的說法是相片爆了的光),這樣後期相片合成時就可以獲得不論是暗部還有「爆光」部分的影像,從而得到超高動態的照片。

LOFIC 的原理
LOFIC 的原理

RYYB 陣列 – LOFIC 的最佳拍檔

當然華為引以自豪的 RYYB 陣列也能提高感光能力。自從 P30 Pro 推出華為就堅持把旗艦手機使用 RYYB 陣列,其實 RYYB 陣列是手機上傳統所見 RGGB (Red-Green-Green-Blue) 濾光鏡陣列的演變版,並使用黃色 (Y) 代替綠色 (G),由於黃光是紅光和綠光的混合光,所以可令本身綠色濾光鏡的進光量提升,之後再透過演算法就可以反推算出紅光和綠光,從而提升到整體的進光量。華為當然也表示 RYYB 陣列的進光量是比 RGGB 陣列高出 40%,雖然早期還是會出現色準偏黃的情況,但是經過多年演算法的改善加上 ISP 影像訊號處理器處理能力提升,對低光環境的確有提升。

華為 Pura 80 Ultra 一吋超高動態主鏡頭
華為 Pura 80 Ultra 一吋超高動態主鏡頭

最特別是 RYYB 陣列一直以來都被指雖然能提升低光環境時的進光量,但是缺點是日光或高光場景時會吸收過多的光線導致過曝。不過這個問題也多得今代透過 LOFIC 技術解決,所以今次 Pura 80 Ultra 的拍攝性能的確值得期待。

行業首創「一鏡雙目」雙長焦鏡頭

繼續上一代華為 Pura 70 Ultra 的伸縮鏡頭,今次在 Pura 80 Ultra 華為選擇加入雙端長焦鏡頭。先說說雖然機背相機模組依然有兩個長焦鏡頭的開孔口,但是其實他們都是共用同一個的感光元件和稜鏡,並透過電機移動以增加焦距,達到長焦的效果。今次華為 Pura 80 Ultra 原生可以做到 3.7 倍的光學變焦,之後並可以透過「一鏡雙目」模組放大 1.27 倍,之後再配合 2 倍 In-Sensor Zoom 剪裁變焦,總共可以做到 9.7 倍的光學變焦。雖然 9.7 倍變焦是透過 ISZ 達成,但是本身這個長焦鏡頭感光呎吋達到 1/1.28″,是現時最大長焦感光元件,而經過 ISZ 後在 9.7 倍也能達到等效 1/2.56″ 的感光呎吋,其實已經冠絕了一眾今年的旗艦手機。

焦距(等效)華為
Pura 80 Ultra
Samsung
Galaxy S25 Ultra
小米
Xiaomi 15 Ultra
OPPO
Find X8 Pro
vivo X200 ProApple
iPhone 16 Pro Max
原生長焦焦距83mm115mm100mm135mm85mm120mm
感光呎吋1/1.28″1/2.52″1/1.4″1/2.51″1/1.4″1/3.2″
~10X 變焦焦距212mm230mm200mm225mm230mm240mm
等效感光呎吋1/2.56″1/5.04″1/2.8″1/4.18″1/3.78″1/6.4″
各旗艦手機長焦鏡頭在 10X 的等效呎吋

華為機械式 DNA never die!鏡頭開孔增設小開關

不過其實為了今次這個「一鏡雙目」的設計華為也下了不少心機。不只是說用了多少道生產程序,而是整個模組的設計都有不同的亮點。首先針對拍攝時另一個鏡頭開孔會透光的情況,官方使用了一個十分聰明又簡單的方式解決,就是安裝一個齒輪讓稜鏡和遮擋板能相反地移動到不同的鏡頭開孔,令稜鏡在短焦鏡頭時遮擋板可隔絕來自長焦鏡頭的光線,反之亦然。

華為 Pura 80 Ultra 的電磁鐵驅動電機
華為 Pura 80 Ultra 的電磁鐵驅動電機

中學知識很重要!用畢氏定理減薄厚度

除了移動電機外,感光元件的放置原來也有玄機。今次華為放置了在潛望式模組中史上最大的 1/1.28″ 感光元件,若以一般的垂直方式放置需要極厚的空間,會大大加重了手機的整體厚度,所以華為今次就選擇類似 Samsung 去年公佈的 ALoP 技術,把感光元件傾側放置,並配以一個非直角三角型稜鏡進行反射,這樣就可以減薄到整個相機模組的厚度,以減低手機突出的部分。

華為 Pura 80 Ultra 長焦鏡頭的第二塊稜鏡
華為 Pura 80 Ultra 長焦鏡頭的第二塊稜鏡

滿滿的物理學:一個三角型稜鏡兩次反射

不過其實這個稜鏡也是非常講究的,參考華為針對這個雙端長焦鏡頭模組的技術專利「光學鏡頭、 攝影機模組及電子設備 CN120103587A」其中一部分就有說明這塊非規則三角型的特點。一般潛望式鏡頭模組的稜鏡都是透過直角三角型稜鏡或是梯型稜鏡(OPPO 的艦式反射長焦)。參考華為的專利文件(下圖),華為的這塊稜鏡就比較特別,首先光線是會以 90° 穿過「31」的玻璃面,之後直接去到最接近感光元件的「32」由於入射角太大(以專利中的例子是 45°),所以光線會進行全內反封,並以 25° 入射角反射到「33」的鏡面,之後以 15° 這個遠低於臨界角的光線穿着「32」進入濾光片「30」再進入感光元件「20」,從此走完整個光學結構。

華為專利中不規則三角型稜鏡的光學路徑
華為專利中不規則三角型稜鏡的光學路徑

總結

今次華為相機的確有驚喜的部分,可見華為終於擺脫了要用軟件補救硬件的時代,相信未來華為會改以尋求國產供應商的產品或直接合作開發新元件供華為旗艦手機使用。大家不得不承認今次華為 Pura 80 Ultra 在相機的硬件上毫無疑問已經重回行業最高一批的水平。不過當然硬件還需軟件配合,至於實際上這個硬件規格那麼強勁的相機系統在實拍時會如何呢?這樣就看看我們會不會有機會真機上手評測吧。

有興趣了解華為 Pura 80 Ultra 詳細規格的話可看這裏:

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