如果你比较了解摄影，那你一定知道：大光圈镜头在摄影器材中有着举足轻重的地位，它们的售价往往不菲，并且在体积重量方面表现感人。然而，在手机产品上，我们却能够随处看到搭载大光圈镜头的影像旗舰，难不成，是手机厂商们掌握了镜头设计的“黑科技”，轻而易举就化解了过去相机大光圈镜头上“傻大黑粗”的设计难题？
在下面这组图中，左边是一颗尼康 Z 24mm F/1.8 镜头，右边则是一台 iPhone 13 Pro Max，它的主摄搭载了一颗光圈为 f/1.5 的镜头。
从数据上看，iPhone 13 Pro Max 的主摄光圈值要比尼康镜头更大，但是，尼康 Z 24mm F/1.8 镜头的重量却达到了450g，这几乎是iPhone Pro Max（238g）的将近 2 倍。
（左：尼康 Z 24mm F/1.8 镜头，约 450g；右：iPhone 13 Pro Max，约 238g）
看到这里，哪怕小学物理学的再不好的同学估计也要坐不住了——你这手机光圈比相机光圈还大、重量又比人家轻一半儿，肯定是手机厂商在镜头参数上虚标了呀！
您还别说，这么讲确实有点道理，不过人家手机厂商心里面也委屈，因为按照标准的计算方式，这手机镜头的光圈值确实是实打实算出来的，绝对没有半点儿“水分”。
在回答这个问题之前，我们先来看看摄影术语中对于镜头光圈的定义，以及它对摄影的重要性。光圈是曝光三要素（光圈、快门、iso）中的重要一环，它通常位于镜头内，是一个用来控制光线通过镜头、进入机身内感光面的光量的装置。
（镜头光圈大小示意图）
这里，为了方便大家的理解，咱们就把光圈比做水龙头，光圈值就是水龙头的孔径大小，它用来控制水流的大小。在相同的时间里，水龙头的孔径越大，流到水池里的水就越多，孔径越小，流到水池里的水就越少。对于手机影像系统来说，大光圈镜头能够带来更多的进光量，进而保证暗光环境下具备更优的成像质量。
关于光圈值的计算，有这样一个约定俗成的公式：F（光圈值）=镜头焦距（mm）/镜头有效口径（mm）。就拿前面的尼康 Z 24mm F/1.8 镜头来说，它的镜头焦距为 24mm、最大光圈值为 F/1.8，由此，我们可以倒推出它的镜头有效口径约为 13.33mm。那么，掌握了这个"秘诀"公式后，我们是不是就可以通过已知的2项镜头参数，来轻松计算出最后 1 项镜头参数了呢？毕竟，它不就是个简单的一元一次方程嘛。
然而，当我们把这一公式代入手机影像系统之后，却发现好像不太不行……以 iPhone13 Pro Max 为例，它的主摄等效焦距为 26mm，光圈 F/1.5，换算下来的镜头有效口径约为 17.33mm，这甚至比外围镜头保护圈的口径还要大出不少，明显不符合实际的情况，问题究竟出现在哪个环节呢？
相信有些朋友已经敏锐的发现了“等效焦距”这一重要线索，它就是导致我们公式失效的“罪魁祸首”。要知道，光圈值的计算公式是以全画幅相机的 CMOS 尺寸规格为参照的，而手机 CMOS 的尺寸规格要比全画幅相机 CMOS 小上很多，CMOS 尺寸的区别带来了另一个东西——等效焦距，在同样的等效焦距之下，搭载不同尺寸传感器的相机拥有同样的拍摄视角，而此时不同尺寸传感器相机的实际焦距是不同的。在镜头光圈值的计算公式中，我们需要代入的是镜头的实际焦距而非等效焦距。
在 PS 中查看照片 Exif 参数，可以看到——iPhone 13 Pro Max 的主摄实际焦距为 5.7mm（等效焦距 26mm），这才是 iPhone 主摄镜头中心点到 CMOS 平面的实际距离。因此，它的真实镜头有效口径应该是 5.7（实际焦距 mm）/1.5（光圈值 F）=3.8mm，这样一看，是不是就显得正常多了。
（iPhone 13 Pro Max 照片 Exif 参数，实际焦距：5.7mm）
究其根源，主要是手机厂商在宣传自家的影像旗舰时，往往会着重突出摄像头的“等效焦距”，而在宣传“光圈”时，却有意“模糊”了对于真实焦距概念的普及。要知道，在相同光圈值、不同的实际焦距之下，镜头光圈的通光孔径存在明显差异，实际焦距越长，镜头的通光孔径就越大，反之则越小。
这样一来，大家是不是就能够回答文章开头的那个问题了——尼康 Z 24mm F/1.8 镜头之所以比 iPhone 13 Pro Max 重得多，并不是手机镜头的光圈值虚标，而是因为它们的实际焦距存在巨大差异，如果我们给 iPhone 13 Pro Max 用上全画幅传感器，再配上一颗实际焦距为 26mm、光圈值为 F/1.5 的镜头，恐怕它的重量会比 450g 的尼康 Z 24mm F/1.8 更加突出。
（不同尺寸 CMOS 大小示意图）
由此看来，抛开实际焦距谈光圈，其实是在耍流氓。从这一角度来讲，今天的手机 CMOS 越来越大，想要实现过去小尺寸 CMOS 上的大光圈参数，也就需要越来越大的镜头模组设计。在多方面寻求突破手机影像天花板的今天，这也是摆在未来消费市场和手机厂商面前的一项重要抉择。
那么，你愿意为了更大的镜头光圈而妥协手机的重量和体积么？
本文来自微信公众号 “ZEALER”（ID：zealertech），作者：ZEALER，36氪经授权发布。
