用现在媒体的流行语来说，早年的诺基亚时代，手机还不流行“做减法”，毕竟减法是加法的逆运算，而且关乎被减数、减数和差（我瞎说的）。年诺基亚Pureview这款手机的拍照设置中，我们还能看到对焦选项。我记得其中有俩选项，一个叫“无穷远”，一个叫“超焦距（hyperfocaldistance）”。

那个时段，我在看纽摄，看到“超焦距”就略高潮，可惜那时候没有不要脸地发文聊起此事。不过，在时代发展了6年，市场教育了用户6年的现实中，似乎能搞清楚超焦距的人仍然相当罕见（连不懂啥是景深的媒体人都大把）。

想起我们早年在用诺基亚手机拍照的时候，并没有人知道“对焦”是怎么回事，好像就是按个快门完事儿。后来时代进步了，有人跟我们说，拍照还要对焦（还要测光？），要不然就会“脱焦”“跑焦”“失焦”“肉”。以前怎么没听说这种事？

最近很有幸拿到一台诺基亚G，作为一台面向入门市场的功能机，这台手机的拍照就没有“对焦”这种事。那这样的摄像头，究竟是怎么拍照的呢？这是我在这篇文章想稍微聊聊的一件事。

顺带一说，本文仍然面向普通消费用户和手机爱好者，期望借用诺基亚G这款手机来普及一些文化知识，而且是最基础的理论知识，并不涉及高深的摄影理论。

在聊超焦距之前，我们来聊一个更有意思的东西，叫EDoF，全名叫ExtendedDepthofField，扩展景深技术，听起来太有逼格了有没有。早年的诺基亚手机，也曾有一段时间钟情于这一技术，比如诺基亚E55、E7。这究竟是个什么？

我们看上面这张照片，这是国外AllAboutSymbian网站编辑用诺基亚E7拍摄的。

没有基础光学知识的一般人可能很难看出这张照片有何特别之处。但玩摄影的一定看得出，即这张照片由近及远，几乎都是清晰的——或者说都在景深范围内（或者说景深很广）。

注意观察女孩前方的土壤，及画面后方的草地。即便如手机这种小底设备，常规拍摄，在这样的拍摄距离内，也几乎不可能让前后景都如此清晰——这就是应用了EDoF技术的典型。

如果你觉得这张照片还不能说明问题，那么再看下面这张[2]：

这两张照片来自理光年宣传其EDoF影像设备的宣传册。从拍摄对象的大小来看，这已经是微距级别的拍摄了。在这样的拍摄距离内，一般画面会成为第一张图那样，对焦对到PCB板上，那么前景会出现虚化——即位于景深范围之外。

但在应用EDoF技术之后，景深范围获得了极大扩展（如第二张），前后都清晰，照亮你的美。

所以EDoF技术就常规拍照来说，最大的价值在哪儿呢？就是拍照的时候省去了对焦的烦恼（或者说几乎不需要对焦），毕竟前后都清晰，还对什么焦呢？

曾有一度，EDoF被认为是移动成像的一个发展方向，毕竟“对焦”这种事是需要学习成本的。另外EDoF还有一些在当时看来的优势，比如说：

在过了研发阶段之后，批量生产的成本更低；

更稳定的视频影像输出；

无快门与自动对焦延迟，拍摄动态画面更方便；

无需担心焦点问题就能即刻成像，用户不需要任何摄影知识。

还有像是快门按键不再需要设计两段（因为那时候，快门实体按键第一段是用来对焦的），而且更重要的是，EDoF摄像头比带自动对焦单元的摄像头要薄得多。

1年，韩国HynixSemiconductor从现代集团分离；5年兼并了美国ICmedia，成为当时全球最大的CMOSSensor制造商。从4年开始，ICmedia对市场的预测接连出现重大失误，甚至在7年着重选择了EDoF技术——包括3T向4T像素过渡问题等诸多决策失误导致了ICmedia在8年彻底退出手机摄像头图像传感器市场。[3]

市场的走向很多时候并不以行业领导者为转移。诺基亚采用EDoF技术的周期也很短暂，因为EDoF技术的图像质量问题而放弃。

其实不难想见，这种技术几乎给“浅景深”判了死刑，而且就当时的解决方案来看，“微距”拍摄成为一种奢望，加上对进光量的要求，成像质量的确是堪忧的。

在我看来，人们对“摄影”的需求，本身携带了“逼格”属性。很多普通人买单反、微单，就是为了“背景虚化效果”，也就是浅景深。大底的浅景深总是被“逼格”攒“逼格”人士追捧的，传说中人像拍摄用大光圈，不就为了背景虚，且逼格满，文艺气息浓嘛（我瞎说的），用EDoF？别逗了，那我构图得花多大力气啊。试想上面这张图要是背景没虚，我发到朋友圈可怎么装逼啊？

终究，到现如今“对焦”技能成为一个全民普及的技能。而EDoF的“实用”主义（怎样都拍得清楚），还是敌不过人类对“逼格”的追求啊。

选读：EDoF黑科技的实质

我刚入行电子泛科技媒体的时候，早期“评测”过荣耀6Plus。这款手机支持“先拍照、后对焦”，其实现方案是双摄。这款手机在算法上有办法让画面由近及远都在景深范围内，似乎还有办法让原本模糊的前景更清晰。具体的我已经记不清楚了——当年挺多采用多帧合成，即对焦到不同距离拍下多张照片（包括诺基亚的LumiaCameraApp也支持这一功能），再做合成来实现先拍照后对焦，以及实现景深最广的手机也不少见了，我当时觉得EDoF的实质应该也是类似的。

但实际情况比这要复杂，EDoF实际是个硬件层面的概念。一般的EDoF摄像头并没有自动对焦机构（比如驱动马达、对焦镜组），这样一来摄像头也就可以做薄了。其基本思想是，采用定制的镜头，不同镜片用于给不同的色光对焦[4]。哎呀，听起来又高级了。

这里又不得不提传统拜耳CMOS图像传感器的像素，是由RGB红绿蓝三色像素组成的。这种图像传感器每一个像素只能感应一种颜色的光。EDoF的镜头在结构上是“不对称（asymmetrically）”的，使场景光谱的红绿蓝不同区域分别对焦。

在按下快门之后，差不多类似于拍了3张照片，每张对应红绿蓝的其中一种像素。然后ISP对照片可视区域的每一部分进行分析，保证画面每个区域都采用最锐利的部分，组合出一张景深范围最广的照片。

但就诺基亚手机当年的EDoF摄像头而言，这种技术是真的和微距无缘，E55手机的“最近对焦距离”在1米开外。也就是说，1米范围内的东西拍下来都是虚的（说好的景深很广呢！）。1米是个什么概念呢？现在的手机，最近对焦距离（被摄物到图像传感器的最近距离，仍能让被摄物合焦）超过10cm，我们就说它不行了。

1米？妹子们根本拍不了食物了好吗？自拍还需要保证单臂1米...不过貌似后来改进过的技术已经能让这个距离缩短到30cm以内了（但似乎底依然无法做大），详见理光的宣传册。

EDoF作为“成像”技术的组成部分，虽然并未在摄影领域获得发展，但现在似乎仍然活跃在某些领域，比如蔡司用于人工晶状体（IOL）的镜片[5]，更多的我就不了解了。

当然了，诺基亚G复刻版的摄像头没有用上EDoF技术，这也是早年诺基亚旗舰才有的待遇。所以我花这么大篇幅说了一堆废话。但在“不支持自动对焦”这件事情上，EDoF是最能表现其实现方式的一种技术，而它的本质就是尽可能扩展景深范围。在这一点上，“超焦距”与其目标是一样的。只不过“超焦距”并不是某种技术。

在聊超焦距之前，我们还是可以复习一下究竟什么是“景深”，对此想作更具体了解的欢迎看我之前的一篇知乎回答：欧阳洋葱：用算法合成的背景虚化效果与用大光圈镜头拍出的效果相比差距有多大，主要区别在哪里？，里面对景深作了比较通俗的解释。

为了解释超焦距的概念，我们这里还是要把景深的概念讲清楚的。

我们平常拍照时，对焦是在做什么呢？就是选择拍摄场景中最清晰的位置。在我们使用手机点触对焦的时候，所点的这个位置，理论上成像应该是最清晰的——实际上应该是穿过这个点的垂直平面都是清晰的，如上图所示的“焦平面”。

拍照的过程，其实就是无数个光点（注意不是像素点），落到图像传感器上的过程。如果这个光点越小，则在人眼看来，它们组成的图像越清晰。就焦平面来说，这个平面内投射到图像传感器（成像面）上的光点是最小的，所以它最清晰。

而在焦平面往前或往后的区域，光点就会开始变大，反映到画面上，就是清晰度下降。如果光点很大颗，那么它们组成的图像就是模糊的。在人眼看来，一定范围内的清晰度下降其实是分辨不出来的。所以人眼认为，在焦平面之前和之后一段距离内的东西都是清晰的。

我们就将这个人眼认为清晰的区域称为“景深”，或“景深范围”，如上图。如果这个区域很小，则我们说景深“浅”，背景（前景）虚化效果好；如果这个区域很大，那么也就是景深范围很广，由近及远都清晰（也就是EDoF技术期望达成的效果）。

那么这个范围能不能量化呢？是可以的，但景深范围公式难以直观看出现实意义。蔡司提出过一个界定允许弥散圆的标准，我觉得特别直观和易于理解。

上面我们提到可大可小的“光点”本质上就是弥散圆。蔡司提出

（注意，这实际上需要结合人的视力、观看距离和照片尺寸），则该点位于景深范围内，否则就是焦外了。

究竟什么样的照片是有逼格的？那我们就在这里做个定义吧，就是景深浅、背景前景虚化效果好的照片，就是有逼格！！！（喂！不要反驳我啊）从这个意义上来说，EDoF扩展景深拍出来的照片就是没逼格的，而超焦距也是为了景深最大化，也没逼格，差评。

回到文章开头说的Pureview的对焦选项，有个是“对焦到无穷远”。它是干嘛用的呢？在我们拍摄山川河流、湖泊大海、星辰银河、月亮宇宙、多元宇宙、平行宇宙……的时候，通常选择对焦点是比较随意的，毕竟是拍很远的东西，远到百米、千米开外，这个时候对焦位置接近无穷远。

对摄影有了解的同学知道，景深范围的一大影响因素是“物距”，大约就是被摄物和相机之间的距离。如果被摄物离相机很近，那么画面的景深也将非常浅，比如微距照片。而被摄物如果非常远，那么景深范围也将变得很广。

在对焦到无穷远的时候，景深范围几近最大化，至少就近处某个距离内到无穷远，都在景深范围内，或者说由近及远的画面都清晰。

利用“对焦到无穷远”这个特性，基本上就一定程度实现了“免对焦”，毕竟对焦到无穷远时，景深也很大很大很大了，还需要对焦吗？虽然这种手法，还是没有EDoF那么溜，毕竟EDoF是英文....（在说什么啊）

选读：景深世界的逼格

要说摄影界的逼格，那不就是旁轴、机械、手动什么的吗？反正就是跟电子、数字不沾边的嘛。而早年的电子、数字技术发展很初级，或者说根本没什么发展。

以前的很多镜头上还真的有景深标尺，这是逼格的某种体现。比如上面这个徕卡镜头，最上面那排数字表示的是光圈（选择采用何种光圈拍摄），第二排就是拍摄距离（单位英尺），最后一排又是光圈——不过这个标尺刻度是用来参考查询的。

比如说，如果我们在用这个镜头拍摄时采用f/2.8光圈，则在对焦完成后（假定第二排对准下方中央黑线25英尺这个刻度，表示被摄物和相机大约距离25英尺），观察最下排的那串数字。既然我们用了f/2.8光圈，那么就看最后一排两个2.8刻度范围内对应的第二排数字区间。对应到第二排，眼睛大略看一下差不多对应20-40英尺。这是什么意思呢？如下图：

在离相机大约20-40英尺拍摄距离范围内，“怎么拍都清晰”，这个区间就是景深范围。

将第二排的标尺拉到无穷远（中轴线对在无穷远标志上），表示对焦到无穷远；如果拍摄光圈仍然采用f/2.8，那么我们再观察最后一排2.8刻度范围内，第二排的读数，左边大约是英尺，右边就没数字了（无穷大）。这里的意思是说，对焦到无穷远时，画面景深范围在距离相机英尺到无穷远，如下图示意。

掌握之后是不是感觉非常有逼格？其实当代的很多镜头也有这个距离标尺，在手动对焦时，对焦到无穷远还是相当实用的一个选择。

那么诺基亚G是采用这种对焦到无穷远的策略，实现免对焦的吗？很多人觉得是这样的。实际上，对焦到无穷远，虽然景深也变得无穷大了，但仍然有一个区间是在焦外的。

我们可以尝试去拍个山川河流，对焦到无穷远，景深好大好大了。此时在近处放个杯子（如距离相机10米），则当杯子入境的时候，十有八九杯子作为前景是虚化了的，即不在景深范围内。

这里我们可以引入超焦距的概念了。当我们用成像设备对焦到无穷远的时候，从某个距离开始到无穷远都在景深范围内，拍下来都清晰。此时，从相机到该距离范围内仍然是处在焦外的（景深范围之外）。我们就将这段距离称作“超焦距”。

比如在上面那段“选读：景深世界的逼格”的最后一部分对焦到无穷远时，英尺（大约30米）即是这颗镜头在f/2.8光圈及？？焦距下的超焦距（我不知道这颗镜头是神马型号的定焦，欢迎留言指点）。在超焦距范围内的前景，所摄画面都是不清晰的。

要对超焦距进行没那么严格的定义的话，可以说，用镜头的某个光圈值与焦距对焦到无穷远时，景深范围（清晰与不清晰）的临界点为超焦点（hyperfocalpoint），而相机到超焦点的距离即为超焦距。

实际上，超焦距也可以通过计算获得：当光圈为F16时[6]，

这里，K是焦距折算系数，也就是相对全画幅相机的那个系数。比如尼康APS-C画幅相机的这一系数就是1.5。从这个公式不难发现，超焦距会随着镜头焦距的拉长急剧变大（景深范围变小）。

注意这个公式还是有个前提条件的，就是光圈为F16，在光圈每增大1档时，得到结果再乘以1.4（在此也不难看出，光圈越大，超焦距将会越大）。

针对全画幅相机和APS-C画幅相机，就对应焦距与光圈，超焦距是有现成的表可查的，如上图。手机上貌似还有专门的App是可以计算超焦距的。

其实有了这堆公式之后，诺基亚很多手机的超焦距都可以计算了。不过我数学真的不好，而且连光圈多少是增大1档都搞不清楚，所以有兴趣的同学还是自己去算吧。

到这里，至少已经把超焦距的概念给说清楚了。这个时候，就Pureview的对焦选项，“无穷远”和“超焦距”，感觉有毛区别吗？实际上，这里涉及到一个比较绕的说法。

当我们用成像设备，对焦到无穷远的时候，可以获得该光圈及焦距下的超焦距。但另一方面，我们还可以选择“对焦到超焦距”。即在知道超焦距以后，并不对焦到无穷远，而是对焦到超焦距。什么叫对焦到超焦距？

比如上面选读内容中的那颗镜头，相应光圈及焦距下，超焦距是英尺，那我们就在英尺的位置放个东西，然后重新对焦到这个东西上，情况会怎样呢？

这里直接给个结论：

相比“对焦到无穷远”，对焦到超焦距拍摄的画面多出了一部分景深范围（从超焦点到相机的一半距离）。实际上，在对焦到超焦距时，就获得了该镜头可以达到的最大景深范围。

此时再体会一下Pureview对焦设置中对焦到超焦距是个什么概念（不过貌似这手机发布这么多年，也没人给算一算这个超焦距究竟是多少，这个艰巨而光荣的任务就交给你们了）。

实际上，当代绝大部分不支持自动对焦的手机，就是采用这种对焦到超焦距的方案，实现景深的最大化，几乎达到拍什么都清楚的程度。如GoPro，还有大疆的不少航拍设备都是这么做的，当然也包括诺基亚G。

我们这篇文章并没有深入探讨为什么在对焦到超焦距时，景深范围可以达到最大，对此感兴趣的同学可以去看一看维基词条中的hyperfocaldistance[7]，里面会有更具体的解释。

就风光摄影而言，为了达到景深范围的进一步扩大，Photoshop提供了多张不同对焦点照片的后期合成功能，算是“景深合成”。可见“浅景深”从来不是“逼格”的代表。

抛开必须用大范围景深和成本考量的情况不谈，不管是EDoF技术，还是对焦到超焦距，或后期再做景深合成，其目标都是尽可能的扩大景深范围。不过有趣的是，就今天的手机拍照来看，普罗大众似乎并不喜欢由近及远都清晰的画面，及其带来随手拍的特性——可见当年ICmedia的预测果然是没能摸透大众想法。

与其相反的是，现在的供应商们都在绞尽脑汁为小底设备加上背景虚化的模拟效果（双摄），而且在尽可能加强设备的自动对焦性能。另一方面，随着如今多帧合成算法的加成，如果景深扩展要移动设备上实现，将来也可能只是一瞬间的事，无需EDoF如此大费周章。

最后，理论上，怎么样我也应该有点诚意，算一算诺基亚G摄像头的超焦距的。在不知道这颗摄像头图像传感器尺寸的情况下，依然有一些踪迹可寻，从所摄照片的EXIF信息来看，这颗摄像头镜头部分的焦距是2.93mm，光圈f/2.6。从取景视野来看，并不是如今手机常见的等效28mm焦距，估计是35mm左右。凭借这些信息应该已经可以大致推算。

就看你们的了（给你们个思路，先算图像传感器大致多大，获得等效系数，然后用光圈去套F16的那则公式；问为什么我不算？我数学这么差，肯定要算错的）。

给个G的样张，理解下超焦距的前景依然是虚化的：

参考来源：

[1]EDoFversusAuto-focus:Understandingthe