智能手机厂商为何加码投资「可变光圈」?该如何测试?DXOMARK带你识别关键挑战!
更大的传感器、更复杂的算法与强大的AI技术--我们正处在智能手机影像技术“井喷”的时代。随着手机硬件能力的进步，一个曾经属于专业相机的能力一-可变光圈(VariableAperture)也正逐渐成为手机影像系统演进中的重要变量。
在DXOMARK的测试与研究中，这个看似简单的”调整光圈大小”的功能，实际上涉及到光学、计算摄影与成像链路的系统协同，具有相当的复杂性。智能手机可变光圈最早在2018年的三星Galaxy S9上以“双光圈”的形式引入，受限于当时较小的传感器规模，其整体体验有限，行业重心也由此转向计算摄影与多摄系统的发展。再之后，随着硬件升级，华为Mate 50Pro等设备引入了更成熟的连续可变光圈方案，这个技术才在旗舰影像系统中渐渐重新获得关注。
可变光圈:从实验到回归
相机的"瞳孔"--到底什么是「光圈」?
光圈是控制进光量的镜头开口，类似于人眼的瞳孔，通过f值来表示大小(数值越小，光圈越大，进光量就越多;反之则进光量越少)。它影响两个关键的摄影维度:曝光亮度与景深虚化--前者决定了画面的明暗，后者决定了画面的清晰范围与背景虚实。
固定光圈——成熟的标配
目前大多数智能手机仍采用固定光圈设计，即在任何拍摄场景下光圈大小保持不变。要知道，在智能手机上实现可靠可量产的可变光圈方案本身就是一项重大挑战，特别是在早期可变光圈并不被认为是智能手机必要功能的时候，固定光圈成为了大多数厂商的稳健选择。
固定光圈的特点:结构简单，易于在工程上实现，稳定可靠，通常依赖HDR合成、软件或AI来优化图像质量，但是其大部分对光线和景深的处理都交给了"计算摄影”。
可变光圈固定光圈VS智能手机相机
可变光圈可以根据场景光线自动调节固定光圈在所有场景中只能使用一种光圈档位。
可变光圈——成像前的"光学优化”
与完全依赖软件处理的方式不同，可变光圈允许在拍摄过程中通过物理方式调节镜头开口大小，并根据具体场景的变化控制进光量。这意味着相机不再仅仅依赖后端算法进行图像优化，而是在图像生成的前端就对成像质量进行调节。
可变光圈的特点:更好的低光表现，更理想的景深效果，更不错的对焦一致性，并且也使得创作者的拍摄变得更为灵活。
为什么可变光圈能提升你的画质
●低光拍摄更出色(捕捉更多光线)
●合影更清晰(景深控制更精准)
● 对焦更自然(减少对AI虚化的依赖)
●各类场景下画质更稳定一致
复杂多变-测试的挑战! 「可变光圈」
如今，可变光圈的应用已经十分广泛，它是智能手机影像、车载影像以及运动影像技术中的关键一环，每一个光圈档位其实就对应了一种完全不同的光学配置，它的灵活性恰恰也给测试带来了极大的难度，即每个档位下输出的图像质量都必须被单独评估。
挑战1:景深表征(虚化)在多距离场景中分析不同光圈下的清晰范围
可变光圈系统的核心功能之一就是控制景深表现，较小光圈常会增加清晰成像的距离范围，而较大光圈则能增强主体分离效果。为了测试所有这些不同景深阶段的图像质量，就需要设计包含多个距离层级的测试场景。通过分析所有距离下画面的清晰变化，才能量化可变光圈的景深性能。
难点:在测试时，需要同时兼顾「可重复客观测试数据」与「用户真实的观感」
挑战2:锐度评估(清晰度)从画面中心到画面边角
光圈显著影响着光学锐度，而不同光圈设置下的细节还原能力、边缘表现和画面整体锐度的一致性都有所不同。如何在受控条件下量化设备的细节还原能力，需要采用专门的图像质量测量方法。由于光学性能在画面不同区域的表现存在差异，对于锐度的分析不能只局限于画面中心，而是应当覆盖整个画面，
难点:不能仅分析画面中心，因为容易忽略场曲率效应以及离轴像差。
挑战3:曝光性能光圈变化影响整个成像链
可变光圈系统通常用于优化不同光照条件下的进光表现，其曝光性能的评估不仅需要考察相机在光照变化中的适应能力，还要判断光圈调整是否真正带来了有效的画质提升。但如今，曝光结果往往不由单一的光学元件决定，考虑到完整成像链路的综合分析十分有必要。
难点:成像链路中的传感器、HDR处理和计算算法都有可能对最终的曝光产生影响。
挑战4:自动对焦在变化中寻求稳定
光圈变化也能影响自动对焦性能，不同的光圈设置会对对焦速度、精度与稳定性产生影响，这在复杂光照环境下会表现得尤为突出。因此，客观评估需在多种场景下进行重复的对焦测试，以验证影像系统在不同光圈配置下是否能提供稳定的表现，这在车载与运动相机的应用中尤为明显。
难点:每种不同的曝光参数会对对焦产生不同影响。对成像精度的要求越高，对测试的要求也就越严格。
DXOMARK实验室解决方案我们确保「可变光圈」测试结果的可重复性
受控的实验室环境，极为严苛的测试协议，在景深、锐度、曝光与自动对焦彼此高度关联的影像系统中，我们能将可变光圈的自身贡献从复杂的系统响应中剖离，并进行可重复的单独测试。结合标准化实验室测试和感知分析，从科学数据与用户的真实反馈中得到可靠的可变光圈测试成果。
随着智能手机影像系统不断演进，可变光圈正从专业相机能力转变为手机成像中的关键光学变量，为不同光照条件下的进光与景深控制提供了更高灵活性，并在光学层面补充了计算摄影的能力。但它并非替代计算摄影，而是与传感器及算法共同构成更完整的成像链路，其真实影响需要从系统层面综合理解。
在这一过程中，DXOMARK通过标准化实验室测试与感知分析相结合的方法，对可变光圈在景深、曝光、锐度与自动对焦等多个维度的表现进行系统评估，并在可控、可重复的条件下还原其真实影像价值。随着光学与计算进一步融合，可变光圈将持续成为手机影像系统的重要发展方向，而科学、客观的测评方法也将成为理解这一能力的关键基础。