传说中神器：华为Mate 30黑科技，或改变整个影像业

    你想你的手机也拥有10-20倍的长焦，在大型足球比赛中，拍摄到运动员的脚趾头吗？也许这种技术就要出现在2019年了。

    大屏君近日注意到，将于2019年四季度上市的华为新手机Mate 30，被传闻将采用10倍变焦的技术，首次实现手机产品的摄影“长焦化”。而其实现这种跨越的黑科技，既是“液体镜头”技术——后者在天文、内窥镜等领域已经有不少应用案例，被誉为人类数千年来“光学处理技术”最具革命性的“创新之一”。

    关于华为这项黑科技的消息，最初是在2018年11月，华为公开了这项新专利。对此，行业评论认为，这说明该专利技术已经成熟，并且实验产品已经研发。2019年1月份，又有消息称“供应链”厂商已经确认华为新机的“液体镜头”技术，为这一黑科技的应用再次“板上钉钉”。

    对此，大屏君觉得，即便2019年看不到“液体镜头”的应用，至少这些信息已经足以说明“手机等消费电子界”在认真考虑液体镜头技术了。如果手机等大众产品应用该技术，则对于“液体光学处理设备”的发展，有着巨大的推动作用——规模价值之下，成本下降、性能提升将更为可期。而这样的变化，必然对另一种更高度依赖光学处理的设备“投影”产生深远影响。

    镜头——投影系统中的“王”

    光学镜头对于投影机而言有多么重要呢？一般人只觉得“投射、放大”画面需要镜头。其实，投影机内部的光源处理部分也需要光学镜头。即一个投影机，至少光路有两组独立工作的镜头系统。所以大屏君说，光学镜头的技术革命，某种意义上就是投影机的“应用革命”。

    在过去10年中，投影机产品的技术创新主要有三类：第一是LED、激光和HLD等新光源的创新，实现了高效长寿固态光源应用，改变了光源耗材成本困境。第二是4K显示技术的创新——不过，这一技术进步不甚给力，直到今天也没能全面普及。第三，则是镜头系统的创新：一方面，新的固态光源，本身就需要光源处理光路部分的镜头产品重新设计；另一方面，短焦镜头、特别是反射式短焦镜头，大大改变了投影机的应用场景。

    比如，目前流行的“激光电视”产品，其最根本的变化是采用了光学抗光幕和“超短焦反射技术”。反而是，是否采用激光光源并不是“这种电视化体验必须的技术”。理论上，超短焦的反射式镜头技术，来自于“背投电视”的内部成像光路。但是，对于今天的超短焦反射式镜头而言，传统背投电视那种50-70英寸的投影面积是不够看的——实际上，激光电视大多数产品投射画面高达100英寸以上，面积超过两个70英寸电视画面。

    所以，大屏君必须指出，今天的超短焦反射式镜头，固然继承了背投电视内部的镜头和光路设计创意，但更是“绝对极限化”的“短焦反射”工程产品。这一产品的成功，亦改变了投影机的应用形态，在家用、工程、教育市场，创造了崭新的应用价值。

    大屏君对过去10年投影技术的变化分析可以看到，“光学镜头”的进步，是投影产业“重要”的创新点，乃至于“革命性”的创新点——激光电视这个新品类就是最好的证明。而如果“液体镜头”能够成功大规模应用，那么投影的世界也将有新的改变。

    液体镜头，到底哪里更好

    从目前的消息看，华为液体镜头的技术，更多在于“实现手机摄像的长焦变焦”。不过，具有更强的变焦能力，这不是液体镜头唯一的优势。对于液体镜头的技术优势，大屏君有如下总结：

    第一，  焦距更灵活——虽然手机最需要的是液体镜头带来长焦效果，不过液体镜头对焦距的影响不仅仅是“长焦”，也包括“短焦”端和光圈的调节能力。或者说，液体镜头中的液体镜片的“凹凸”曲率是电动调节的，可以灵活实现短焦、长焦、大小光圈的大范围变换。而传统镜头实现这种变化，则需要一大堆结构复杂、加工困难的光学镜片。这一点，对于投影机而言，意味着短焦产品也许可以进一步创新。

    第二，  成本更低廉——传统镜头的成本主要体现在“镜头镜片”加工上。液体镜头可以减少镜片使用量，并不需要精密的光学打磨，其成本自然更为“低廉”。对于投影产业而言，微型投影机大多数采用1.2:1的定焦镜头，其原因就在于“短焦、长焦、变焦”都意味着成本——1.2:1的镜头是最佳的成本和使用场景匹配。但是，如果液体镜头成熟，微投就可以在低成本下，实现短焦、长焦和变焦效果的同时具备。

    第三，  更快的对焦速度——无论是手机摄像头、数码相机、还是投影镜头都要面临对焦的问题。对焦速度是否迅速，是很重要的体验价值之一。液体镜头完全基于电磁原理的高速控制，可以实现毫米级别的快速对焦，且没有电动镜头的噪音和震动，也没有电动镜头的机械磨损导致的虚焦问题。这一点，对于所有的投影应用场景都会非常有用。

    第四，  更小的体积和空间——液体镜头中不一定采用一片液体镜片，可能是多片。但是无论如何，液体镜片自身曲率可变性，改变了传统镜头变焦依赖空间距离调节的唯一方式（当然，大屏君认为液体镜片也可以结合距离调节法应用），同时也可以极大程度减少“镜片组”的使用，进而减少玻璃镜片的数量，而且成像品质上几乎不用担心光学面光滑度问题。这些变化，意味着液体镜头实现同等功用时，比光学玻璃镜头要更小、更轻——这也是为何手机企业率先看中这一技术的原因之一。对于投影机而言，虽然镜头不是“重量和体积”的关键，不过厂商不会介意更轻巧的设计。

    总之，大屏君觉得液体镜头的优势真的太大了。在继承所有传统光学设计的成果、经验，不需要改变终端产品内部结构的同时，依靠镜片技术和调控体制的转变，液体镜头就可以实现许多此前难以做到的功能——实际上，这些神奇应用已经不少：

    液体镜头的神奇应用

    大屏君找到的第一个液体镜头的案例是“省钱”的典范。英国 Columbia大学(UBC)的科学家已经研制的直径236英寸（6米）液体发射境面望远镜(LMT），作为全球第13大的反射式望远镜，其反射曲面是由一个盛满水银的容器以5RPM的速度旋转形成的。——这架望远镜的造价仅为100万美元左右，而用传统技术建造同样大小的一架望远镜约需1亿美元。液体抛物面镜片直接为项目节省了99%的成本。科学家表示，这种技术也许能够让普通人未来也能用上“最顶级”的光学天文望远镜。加拿大和美国也建设了类似的天文望远镜。

    第二个液体镜头的应用案例是“高速拍摄”。美国伦斯勒理工学院的研究员设计并测试了一种自适应性液态照相机镜头,它可每秒捕捉250个图像,比其他摄像技术需要更少的能量驱动.这一研究成果发表在《自然~光子学》（国际顶级期刊）杂志上。且研究人员认为，这种镜头的对焦驱动最快可达到每秒10万次。

    第三个案例是“与消费者最近”的液体镜头案例。CeBIT 2004上三星展示过供手机用液体镜头（Liquid Lens）相机模块，它采用的是Varioptic公司的专利。据介绍，采用液体镜头后相机模块可以做得更薄，而且镜头不需要做物理运动，因此还能大大减少耗电量。此外，索尼、奥林巴斯也都注册了很多关于液体镜头的专利。目前，耀影光电已经可以为包括医疗在内的客户提供大量液体镜片产品。

    总之，大屏君要说的是，液体镜头不是新技术，已经有漫长的研发历史和很多使用案例；但是，液体镜头依然是前沿科技，需要不断的产品研发和创新。尤其是应用于投影机、传统的摄像和照相机上，液体镜头还需要突破大尺寸化等技术限制。

    不过，任何颠覆性的科技进步都不是“一天完成”的，甚至那些技术都曾经看上去“根本是天方夜谭”。但是，最终就是有那么多神奇的技术和产品诞生了！相信液体镜头也会如此。而且在手机等消费电子产品、物联网智能设备的人工视觉等场景的规模应用，将是其技术进入高速爆发阶段的起点。2019年，也许我们就能见证这一奇迹。

    在此基础上，大屏君深信液体镜头，就如同任何其他的光学技术进步对投影机的革命性改变一样，将是未来投影产业升级、创新的重要支撑点——尤其是在微投产品上，这一技术得到率先应用和成熟的概率很高，产品体验价值的提升必要性也很大。我们有足够理由期望未来的某一天，液体镜头投影机能够普及。