对焦基本靠手，变焦基本靠走，虚化基本靠抖，防抖基本靠肘，测光基本靠Chou，除尘基本靠嘴，模特基本没有，都是因为镜头太狗。这是摄影圈里耳熟能详的笑话，但我万万没想到的是，英伟达和加州大学想出了一个真正靠谱的计算变焦技术。
镜头放大和透视
严格来说，“变焦基本靠走”这句话是完全不正确的。变焦是指改变镜头的焦距。对于定焦来说，焦距是固定的，不会因为移动而改变。对于变焦镜头来说，可调焦距是在一定范围内的，焦距范围不会因为移动而改变。移动会改变镜头的实时放大倍数。
镜头上标注的“4.5X”是指最高放大倍数。
镜头放大率是指在胶片/传感器表面上获得的图像尺寸与物理尺寸的比率。放大倍数有最大值，但没有最小值。当相机不断靠近被摄主体时，被摄主体在画面中的比例越来越大，也就意味着放大倍数在不断增大。它的效果就像是通过镜头变焦来增加远处的被摄体占据画面空间的比例，所以才有了“变焦基本靠走”的说法。
左：24毫米定焦镜头，右：17-40毫米变焦镜头
变焦除了让远处的被摄体“变大”，更重要的价值是用不同焦距的透视效果达到不同的表现效果。下图是佳能做的示意图。通过对比可以发现，即使被摄主体(人像)所占的画面比例差不多(放大倍数差不多)，人的形象和背景效果也可以相差很大。比如16mm以下，人像是“蛇脸”，背景内容丰富，近大远小的透视效果；但在100mm时，脸部的立体感大大降低，背景很小，画面前后的空间有一种被压缩的感觉。NVIDIA联合加州大学开发的计算变焦技术，就是在镜头焦距不变的情况下，通过“移动”相机，进行多次拍摄，实现不同焦距的透视效果。
计算变焦
变焦计算的关键是后期计算，但前期捕捉图像信息同样重要。2017年，双摄像头是智能手机最受欢迎的功能。如今，大多数双摄像头都是由一个广角镜头和一个中长镜头组成。成像时，两个镜头同时拍摄，中间区域重叠。经过后期处理，可以达到准光学变焦的效果(见下图)。这样做的好处是可以不移动改变焦距，缺点是变焦范围很小。如今的双摄像头智能手机只能实现2倍的光学变焦，而且要花费两倍的硬件成本。
手机双摄是通过视角不同导致的图像信息差异来计算深度信息，模拟光学变焦的效果。那是不是说如果前后图像的视角有差异，拍摄的图像信息有差异，也能达到同样的效果呢？答案是肯定的，NVIDIA的计算变焦也是这么做的。
即使焦距不变，当拍摄距离变化时，也会带来不同的透视效果，图像信息也会发生相应的变化。如果相机沿着相机与被摄对象的连线移动，前后两张照片的视角会有差异，被摄对象的放大倍数和背景信息也会不同。通过计算可以获得粗略的距离信息。如果运动过程中拍摄的照片数据足够多，那么距离信息就会足够精确，从而可以得到整个场景中不同场景的距离，实现高倍准光学变焦。
下图是缩放计算的后期处理截图。在界面上有两个FOV(视角)和两个深度(深度)参数可调。FOV用于控制主体和背景之间的视野，深度用于控制不同主体的空间位置。四个参数的组合可以达到变焦的效果，而且变焦范围很大。
计算缩放后处理截图
知道距离信息o
计算变焦模糊照片时，超宽视角下模糊效果不明显。
没有必要增加额外镜头和CMO传感器的成本。计算变焦可以把定焦镜头变成变焦镜头。相信很多摄影爱好者都会激动。今天用数码相机的计算能力计算变焦太难了，拍摄路径也不是直线前进。计算变焦短时间内取代变焦镜头是无望的，无人机和自动驾驶才是计算变焦的真正应用。为了控制重量，兼顾画质，无人机大多采用广角定焦镜头，光线较大。使用数码变焦无人机，可以轻松拍摄中长焦照片。在自动驾驶时，可以使用数字变焦计算前方场景的距离，输出的图像不仅视角宽，透视平，就像人眼看到的一样，非常有利于AI和人眼基于图像判断距离。(文章来自Aihuo.com)
