iPhone X 不是真的二倍變焦？全面解析蘋果隱而未宣的雙鏡頭規格

iPhone X 已在台灣時間 11/3 在台開賣，T 客邦也搶先入手與大家一同測試 iPhone X 相機的新功能。雖然從帳面上來看，iPhone X 大抵延續了 iPhone 7 Plus、8 Plus 的雙鏡頭規格，但實際上兩者還是有細微的不同，重點就在於那顆二倍變焦鏡頭上。

寫在文前

本篇文章牽涉到部分鏡頭光學原理，在物理公式計算上可能會較為艱澀，若理解不易、有數字障礙、懶人不想看長文的，也可直接觀看文末「結論」以及「我們的建議」，可藉此迅速釐清本文的觀念與重點。

先說從 iPhone 7+ 用到 iPhone 8+ 的雙鏡頭

在 iPhone 7 Plus 上市時，我們曾經詳細解密了它雙鏡頭的作用原理（解密 iPhone 7 Plus 雙鏡頭：12 個 Q&A 徹底研究這兩個鏡頭如何協同工作），結論是 iPhone 7 Plus 的第二顆鏡頭（望遠鏡頭）的實體焦距並不到主鏡頭的二倍，之所以能達到二倍變焦的視野，是由於第二顆鏡頭所採用的感光元件較小顆，因此即便焦距並未達到二倍，但等效換算下仍具有二倍的等效 56mm 視野。

▲iPhone 7 Plus 雙鏡頭採用等效 28mm 主鏡頭加上等效 56mm 望遠鏡頭的配置

iPhone 7 Plus 鏡頭規格

主鏡頭：光圈 f/1.8，等效焦距 28mm，實體焦距 4mm
副鏡頭：光圈 f/2.8，等效焦距 56mm，實體焦距 6.6mm

再說 iPhone X 的雙鏡頭

至於 iPhone X 的雙鏡頭是怎麼回事呢？在發表會以及官方網頁上，蘋果指出 iPhone X 同樣採用主鏡頭與二倍鏡頭的設計，並且望遠鏡頭光圈較大，達到了 f/2.4，相較 iPhone 7 Plus、8 Plus 的 f/2.8 大了 1/3EV 多，理論上可帶來較高的進光量，並可稍稍改善望遠端的畫質。但實際上 iPhone X 的雙鏡頭並非僅如規格所示，僅有光圈增大而已，而是採用全新的二倍鏡設計。

▲iPhone X 主鏡頭一樣是等效 28mm，第二顆鏡頭也是兩倍設計，但真的是如此嗎？

一倍鏡的設計是相同的

我們分別用 iPhone 8 Plus 與 iPhone X，在同樣地點上腳架拍攝，觀察兩者的視角（焦距）是否相同。根據圖檔的 Exif 資訊，iPhone 8 Plus 與 iPhone X 主鏡頭焦距都是 6mm（實體焦距），在實拍的視角上也幾乎相同，可推斷主鏡頭的設計相同，都是等效 28mm、光圈 f/1.8 的光學設計。

▲從 EXIF 資訊來看，iPhone X（左）與 iPhone 7 Plus、8 Plus（右）在主鏡頭規格上是相同的。

▲iPhone X 與 iPhone 8 Plus 位於同一地點拍攝，鏡頭視角（焦距）也是相同的。

二倍鏡的設計卻不同

接下來的二倍鏡測試呈現很有趣的結果，我們同樣使用 iPhone 8 Plus 以及 iPhone X 在同一拍攝點架腳架拍攝，可看出兩者的視角略有差異，iPhone X 視角稍廣了一點，iPhone 8 Plus 則是稍窄了一點，看來除了光圈變大（f/2.8 → f/2.4）之外，可能鏡頭（甚至感光元件）都有所修正。

▲iPhone X 相機介面與 iPhone 7 Plus、8 Plus 相同，同樣具備 2X 的變焦按鈕

但是 iPhone X 在相機介面上同樣在變焦鈕上顯示「2X」，如果平平都是二倍變焦，那麼理應視角相同，這與我們測得的結果不符。實際上檢視圖檔的 Exif 資訊，也可看出兩者的實體焦距不同，iPhone 7 Plus、8 Plus 都是 6.6mm，但 iPhone X 卻是 6mm。

▲將 iPhone X 與 iPhone 8 Plus 位在同一位置，開啟二倍鏡頭拍攝，可看到 iPhone X 的視角較廣一些，並不如 iPhone 8 Plus 二倍鏡頭的視野。

▲實際上我們開啟 EXIF 數據檢視，亦可看出 iPhone X 二倍鏡頭的焦距確實較短，為 6mm。

那麼，iPhone X 第二顆鏡頭的焦距是？

假設 iPhone X 與 iPhone 8 Plus 在第二顆鏡頭上採用相同尺寸的感光元件，焦長轉換率也相同，那麼 iPhone X 等效焦距換算是：

iPhone 8 Plus 的焦長轉換率是：

56mm / 6.6mm = 8.48x

iPhone X 套用相同的焦長轉換率，換算等效焦距為：

6mm x 8.48mm = 50.9mm

得出 iPhone X 二倍鏡等效焦距其實是 50.9mm。但這時又衍伸出第二個問題了，以上「相同焦長轉換率的假設」是奠基在感光元件尺寸不變的前提下，有沒有可能 iPhone X 在第二顆鏡頭上採用不同尺寸的感光元件呢？

我們用一台 M4/3 相機，以等效焦距 50mm 的鏡頭（實體焦距 25mm），位在同一地點拍攝，觀察 iPhone X 與 M4/3 相機的視角差異，藉此驗證 iPhone X 的焦距是多少。（之所以選擇 M4/3 相機的原因，是因為其長寬比與 iPhone 同樣都是 4：3 而非 3：2，在計算對角線視角時會較接近 iPhone 的視角。）

▲為了驗證 iPhone X 的鏡頭焦距，我們使用 M4/3 相機等效 50mm 位在同一地點拍攝，可看出鏡頭視角與焦距較接近 iPhone X。

結論：二倍鏡不是真的二倍

從實拍圖可以看出相機等效焦距 50mm 與 iPhone X 所拍攝出的視角極為接近，這可證實兩件事：一是 iPhone X 並未改採不同尺寸的感光元件，二是 iPhone X 二倍鏡不是真正的二倍。而經由以上驗證，可獲知 iPhone X 二倍鏡等效焦距是 50.9mm，變焦倍率實際上是：

二倍鏡焦距 50.9mm / 主鏡頭焦距 28mm = 1.82 倍
→ 1.82x 才是雙鏡頭真正的變焦倍率

雖然蘋果官方並未公布 iPhone X 二倍鏡頭的等效焦距，但由此已可證實 iPhone X 的雙鏡頭數據。與 iPhone 8 Plus 相較， iPhone X 的二倍鏡焦距較短、光圈較大，基本已可將兩者視為完全不同的鏡頭設計了。行文至此，關於 iPhone X 雙鏡頭的規格已大致真相大白，但此時，我們又衍伸出另一個小問題...

另一個問題：iPhone X 的鏡片組有更新嗎？

iPhone X 二倍鏡焦距較短、光圈較大，iPhone 8 Plus 則是焦距較長、光圈較小。有沒有可能 iPhone X 與 iPhone 8 Plus 採用相同的鏡片組，而僅是微調焦距來換得更大的光圈值呢？根據光學計算公式，光圈的計算公式是：

焦距 / 有效孔徑＝光圈值（f/n，n = 光圈值）

「有效孔徑」指的是「光線所能通過鏡組的最大口徑」，基本可視為「鏡片孔徑」。固定焦距，口徑越大光圈越大，反之若固定鏡片口徑，焦距越長則光圈越小。我們依此公式來計算 iPhone X 的鏡頭孔徑：

iPhone 8 Plus 的最大鏡頭孔徑：

焦距 6.6mm / 光圈 2.8 ＝鏡頭最大孔徑 2.35mm

iPhone X 的最大鏡頭孔徑：

焦距 6mm / 光圈 2.4 ＝鏡頭最大孔徑 2.5mm

2.5mm > 2.35mm，可證實 iPhone X 第二顆鏡頭採用尺寸較大的鏡片組，與 iPhone 8 Plus 確實是不同的光學設計。

▲即便採用相同的主鏡頭規格與二倍變焦功能，但 iPhone X 在相機演算與二倍鏡頭上仍做了一些微乎其微的修正。

我們的建議是...

坦白說，iPhone X 的 1.82 倍變焦比起 iPhone 8 Plus 的 2 倍變焦，這之間的差異可以說是微乎其微，對構圖與是腳上的影響亦幾乎很難察覺，若非經過詳細的對照比較、檢視 EXIF 資訊，其實不容易分辨出兩者二倍鏡上的差異。

而即便 iPhone X 變焦倍率不足二倍，這也幾乎不會影響到使用者使用相機功能的觀感，換個角度來說，蘋果在 iPhone X 第二顆鏡頭上增加了防手震功能，並將光圈加大到 f/2.4，仍可說是提升了相機的規格，而在演算法以及白平衡等色調上的改進，即使是從簡單的測試照片也可看出 iPhone X 二倍鏡的表現是明顯優於 iPhone 8 Plus 的。

▲雖然變焦倍率實質不到 2 倍，但 iPhone X 的二倍鏡具備光學防手震、更大的 f/2.4 鏡頭，以及更好的相機演算法，這些對使用者來說可能才是真正有感的更新。

為何 iPhone X 不採用整數二倍的望遠鏡頭？

有很多因素，我們推測可能的原因有：

藉更新鏡組來改進 iPhone 8 Plus 原有的二倍鏡頭的品質
在相機介面上標示 1.82 倍太落漆，不如直接沿用 2 倍，反正也沒差多少
等效焦距 50.9mm 更接近相機鏡的「50mm 標準焦段」，視角構圖較直覺

當然，這也只是我們的片面推測，蘋果官方並未提出任何解釋。行文至此，我們也僅能說挖掘到一點 iPhone X 規格之下的小秘辛，然而與其細究 1.82 倍和 2 倍的差異，不如把重點放在「二倍鏡新增的光學防震」、「更大的光圈」，以及「更好的相機演算」上面，這些才是會真正影響到使用者觀感的重要因素，1.82 倍變焦的真相，筆者還是認為拿來當成技術宅聊以娛人的飯後話題，點到即止即可。

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