从一个、两个再到三个，手机的摄像头越来越多，甚至连无人机都用上了三摄。为什么这些设备的摄像头越来越多？摄像头越多拍照就越好吗？ 我们看到物体无时无刻不在主动发射或被动反射光线，这些光线携带着物体的亮度和色彩信息。当我们使用手机拍照时，手机镜头会把这些光线汇聚在一起，投射到CMOS图像传感器上。图像传感器的表面有上千万个不同颜色的滤光片，滤光片底部则是感知光线强度的光电二极管，滤光片只允许特定颜色的光线透过。光电二极管可以感受光的强度并输出数据，图像传感器就能感知到每个像素所对应的红绿蓝单色亮度。 为了模拟人眼的成像效果，相机像素一般采用RGGB排列，与屏幕上RGB合起来的一个像素点不同，相机中的RGGB其实是四个独立的像素。手机的图像处理器通过复杂的反马赛克算法，根据像素点周边其他像素点的颜色，计算出每个像素点的RGB颜色值，从而得到一张丰富多彩的图片。镜头汇聚光线，图像传感器感知光线的信息。一颗镜头加上一个图像传感器，再加上镜头底座等其他组件，就组成了我们手机里的单颗摄像头。 为了增加卖点，从2016年开始，很多手机都开始在主摄之外搭载更多的摄像头。早期的多摄方案主要分为景深、黑白和多焦距三种类型。 景深摄像头可搭配主摄，提供物体的距离信息，从而将人物从背景中抠出来，给背景加上虚化，突出主体。然而，随着软件算法的进步，单颗摄像头也能实现类似效果，这种方案逐渐被淘汰。 黑白摄像头是为了提升照片的画面细节。传统的图像传感器通过不同颜色的滤光片来感知每个像素点的颜色，但彩色滤光片会过滤掉其他颜色的光线，损失一部分进光量。黑白传感器去掉彩色滤光片，每个像素都能记录完整的光线数据。一颗黑白摄像头和一颗彩色摄像头把输出的图像结合，就能得到细节更丰富的图像。随着图像传感器尺寸越来越大，进光量也大幅提升，即便有滤光片的存在，画质也很不错，所以这种方案慢慢被淘汰。 第三种方案是添加不同视角的摄像头，即多焦距方案。相机APP会有一倍两倍的标识，点击以后画面就会相应放大，这个放大的倍数实际上对应了不同的视角，而决定视角的参数是镜头的焦距。焦距越短的镜头视角越广，被称为广角镜头；焦距越长的镜头视角越窄，称为长焦镜头。固定焦距的镜头只能接收固定视角宽度的光线。 如果想拍摄视角两侧更多的景物，需要借助广角镜头；如果拍摄远处的物体，需要长焦镜头。相机可以使用变焦镜头改变镜组的间距，从而改变焦距，光学变焦对画质损失影响很小。通过裁切放大画面则为数码变焦，会导致画面模糊。不同焦距的镜头带来不同的透视效果，透视形变与拍摄距离有关。 总结一下，多焦段的存在主要有三个目的：1）通过广角镜头获得更宽视野角度；2）通过长焦镜头获得更集中的画面；3）调整相机和物体的距离以改变透视关系，并保持合理构图。 手机由于体积限制，难以更换镜头或使用变焦镜头，所以通过多颗视角不同的摄像头构成影像模组实现多焦段。多摄方案可以实现类似光学变焦的效果，不同倍数的摄像头之间的中间焦段则经过算法优化。