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手機和單反相機攝影的區(qū)別

發(fā)布于 :2023-01-09 09:16:04

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一、數(shù)碼感光元件的區(qū)別

在膠片相機時代，負(fù)責(zé)記錄光線的是膠片。而到了數(shù)碼相機時代，記錄光線的電子元件是CCD。數(shù)碼相機中的CCD指“電荷耦合器件”，是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種圖像傳感器。手機中的感光元件是CMOS。

感光元件

一般來說，CCD的尺寸越大，能容納的感光元件越多，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低，表現(xiàn)在成像效果上越好，也就是圖像細(xì)膩、層次豐富、色彩還原真實，相同條件下，能記錄更多的圖像細(xì)節(jié)，也就是我們說的畫質(zhì)更好。這就是俗話說的“底大一級壓死人”。但是大尺寸的CCD加工制造技術(shù)要求高，成本也非常高。所以不同數(shù)碼設(shè)備采用的CCD的尺寸不盡相同，從手機到入門數(shù)碼相機，從高端全畫幅單反相機到中畫幅數(shù)碼后背，感光元件CCD的尺寸相差非常大。例如，華為P20 Pro的4000萬像素攝像頭的感光元件尺寸為1/1.73英寸，佳能全畫幅相機6D的感光元件尺寸為36毫米X24毫米。

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CCD尺寸對比

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專業(yè)相機CCD尺寸對比

CCD的尺寸是決定照片畫質(zhì)的主要因素。隨著制造工藝的改進，相同的面積中可以集成更多的電子元件，所以CCD集成的像素也越來越高。不過，也有通過軟件技術(shù)將像素提高的，例如某手機正常情況下拍攝的照片是1000千萬像素，通過軟件插值算法，將照片輸出為4000千萬像素，這種情況下對畫質(zhì)的改善就很有限。

sony無反相機

sony imx398手機攝像頭

從CCD/CMOS的原理上來說，由于手機攝像頭先天的CMOS尺寸不足，感光能力較弱。在光線良好的情況下，如戶外陽光充足的時候，拍攝出來的照片跟單反拍攝的差別很小。而在夜晚弱光情況下，CMOS接受不到足夠的光線，所以拍攝的照片噪點比較多。在使用手機攝影時，一定要注意環(huán)境光線的強弱對照片的影響。

二、鏡頭的區(qū)別

1.焦距的區(qū)別

我們經(jīng)常聽說過廣角鏡頭、長焦鏡頭等說法。這里面的“焦”指的是鏡頭的焦距。鏡頭焦距的長短決定著拍攝的成像大小，視場角大小，景深大小和畫面的透視強弱。鏡頭的焦距是鏡頭的一個非常重要的指標(biāo)。

鏡頭焦距的長短決定了被攝物在成像介質(zhì)（膠片或CCD等）上成像的大小，也就是相當(dāng)于物和象的比例尺。當(dāng)對同一距離遠(yuǎn)的同一個被攝目標(biāo)拍攝時，鏡頭焦距長的所成的像大，鏡頭焦距短的所成的像小。根據(jù)用途的不同，照相機鏡頭的焦距相差非常大，有短到幾毫米，十幾毫米的，也有長達幾米的。

焦距和視角

在拍攝的距離不變的情況下，采用不同的焦距，拍攝出來的圖像的差別如下圖。可以看見，焦距越小，視角越廣，拍攝的內(nèi)容越多。焦距在24-35mm的鏡頭被稱為“廣角鏡頭”，焦距在20mm一下的為“超廣角鏡頭”，焦距在100mm以上的被稱為“長焦鏡頭”。

焦距和視角的演示

根據(jù)折算，一般手機上的鏡頭焦距等效為全畫幅相機的27mm或者32mm，因此屬于廣角定焦鏡頭。廣角鏡頭具有焦距短，視角大的優(yōu)點，可于較近距離拍攝范圍寬闊的景物，前景較為突出，景深范圍顯著地大于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、遠(yuǎn)攝鏡頭，畫面縱深感強烈。宜用于室內(nèi)近距拍攝，及拍攝山川、建筑、人群等場面。使用廣角鏡頭近攝時，前景被夸張，能產(chǎn)生較為嚴(yán)重的透視畸變。

2.變焦的區(qū)別

什么是變焦？顧名思義，就是可以改變鏡頭的焦距。站著不動，把鏡頭調(diào)成長焦，可以拍攝到遠(yuǎn)處的景色，調(diào)成廣角，可以拍攝視角更廣泛的照片?，F(xiàn)在的單反相機和手機據(jù)說都能變焦，那兩者的變焦是一樣嗎？

玩過單反的小伙伴都知道，拍攝時只需要擰動變焦鏡頭或變焦環(huán)就能夠?qū)崿F(xiàn)變焦，單反相機的這種變焦形式叫“光學(xué)變焦”?？梢?，光學(xué)變焦是通過物理性的焦距變化實現(xiàn)遠(yuǎn)近距離拍攝，并不會改變照片的分辨率，照片的像素也保持不變。

光學(xué)變焦

手機拍攝時雙指在屏幕上劃動畫面拉近，這不就是變焦了嗎？對，但這種變焦和相機的光學(xué)變焦不一樣，手機的變焦是數(shù)碼變焦。這種變焦是把原來影像傳感器上的一部分像素使用“插值”處理手段進行放大實現(xiàn)的，說白了就是沒有改變鏡頭的焦距，只是將像素點強行放大！要不手機“變焦”后畫質(zhì)渣渣不忍直視呢！下圖從左到右分別是不變焦、10倍光學(xué)變焦和10倍數(shù)碼變焦拍攝出的照片對對比。

光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦

如iPhone X廣角可拍F1.8的照片、而長焦可拍F2.4的照片，雙攝這種“變焦”明顯比“無損”變焦效果好。不過說回來，雙攝變焦的兩枚鏡頭本質(zhì)上仍然是定焦鏡頭，而不是變焦鏡頭。

iPhone X廣角鏡頭

很多手機所謂的“無損變焦”，其實就是利用感光元件的特殊設(shè)計，通過單張超高像素或者多張合成裁切從而實現(xiàn)“變焦”的效果。手機所謂的“變焦”并不是真正的變焦，只是通過裁切的形式或是雙攝的形式達到變焦的效果，“變焦”后會影響到像素和畫質(zhì)，這和相機的光學(xué)變焦有著根本的區(qū)別。

3.光圈的區(qū)別

光圈，是一個用來控制光線透過鏡頭，進入機身內(nèi)感光面的光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。對于已經(jīng)制造好的鏡頭，我們不可能隨意改變鏡頭的直徑，但是我們可以通過在鏡頭內(nèi)部加入多邊形或者圓形，并且面積可變的孔狀光柵來達到控制鏡頭通光量，這個裝置就叫做光圈。它的大小決定著通過鏡頭進入感光元件的光線的多少。表達光圈大小我們是用F值，其中，F=鏡頭的焦距/鏡頭的有效口徑的直徑。光圈F值=鏡頭的焦距/鏡頭光圈的直徑。

簡單來說，我們拍照的目的是獲得正確的曝光，因此一款鏡頭究竟好不好和他拍出的照片中光線情況有一定的關(guān)聯(lián)。由于空間限制，手機 CMOS 的尺寸相較單反等相機而言較小，因此進光量也較少。為了解決這個問題，手機廠商除了于選擇大尺寸的 CMOS外，另外會選擇大光圈的攝像頭。例如華為 Mate 10 背后的兩個攝像頭都用上了 F1.6 光圈。

我們知道，光圈值一般采用 f 值表示。f 值越大，開口越窄，光圈越小，進光量越少；反之 f 值越小，開口越寬，光圈越大，進光量越多。

不同光圈的大小

除了進光量外，光圈值還影響到現(xiàn)在手機廠商很愛做文章的背景虛化效果。理論上，光圈值越大，背景虛化效果越明顯，光圈值越小，背景就幾乎沒有虛化效果。

但需要指出的是，和相機不同的是，手機鏡頭的焦距往往較短，因此僅僅依靠相機微距拍照所營造的景深效果通常都比較弱。所以，手機攝像頭的光圈值并不能和相機鏡頭光圈值的效果完全對應(yīng)。

以近幾年手機主流的 f/2.2 光圈為例，它的虛化效果僅僅相當(dāng)于全畫幅相機的 f/13 或 f/14 光圈，因此你如果僅僅使用鏡頭光圈去拍攝微距照片，背景只會有一點點虛化。而手機廠商目前主打的所謂媲美單反的虛化效果，絕大多數(shù)都是靠軟件算法實現(xiàn)，因此會存在邊緣涂抹不完全、虛化效果不自然等尷尬情況，更像是經(jīng)過了一次 P圖，加入了高斯模糊效果。也有的手機是通過多個攝像頭，分別拍攝，然后通過軟件合成，模仿鏡頭虛化的效果。

與單反鏡頭不同的是，手機相機光圈是不能調(diào)整的。現(xiàn)在的智能手機攝像頭都是使用固定光圈的，無論拍攝什么場景，這個光圈都是固定的，不能手動調(diào)整，也不會自動調(diào)節(jié)。

4.景深的區(qū)別

所謂景深，就是當(dāng)焦距對準(zhǔn)某一點時，其前后都仍可清晰的范圍。它能決定是把背景模糊化來突出拍攝對象，還是拍出清晰的背景。簡單來說，景深小可以拍出背景虛化的照片，景深大可以拍出清晰的背景。而光圈跟景深的關(guān)系是，光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。

光圈和景深

在此處，攝影師將焦點定在前面的鬧鐘上。上方左圖中，用一個f/2的大光圈，相應(yīng)地，景深較小，另兩個較遠(yuǎn)處的鬧鐘失焦。上方右圖中，在相同的位置使用相同焦距的鏡頭，只是改變光圈的大小，將它換成較小的f/16。換面中更多的部分變得清晰。改變光圈大小是改變景深最好的方法，因為圖像的其他方面不會受到影響。

實際上影響景深的還有焦距，鏡頭焦距越長，景深越小;焦距越短，景深越大。鏡頭的焦距越短景深越大。下方左圖中，使用一只135mm 鏡頭，只有近處的拍攝對象是清晰的。下方右圖中，相同的位置和相同的光圈，將焦點定在與之前相同的位置，一只50mm鏡頭會讓背景處的拍攝對象變得更加清晰。觀察焦距的改變對視角的影響(畫面所包含的景物的多少)和對畫面中事物大小的影響。兩張照片的清晰范圍有明顯的不同。

焦距和景深

鏡頭和拍攝對象離得越遠(yuǎn)景深越大。下方左圖中，在離拍攝對象1 米左右的地方對焦，由近及遠(yuǎn)只有很窄的一段區(qū)間是清晰的。下方右圖中，使用相同的焦距和光圈，但是后退到離拍攝對象3 米外的地方重新在她身上對焦，畫面中更多的地方變得清晰。后退產(chǎn)生的效果和縮短焦距產(chǎn)生的效果相似，畫面中顯示出更多的景物，圖像中更多的部分變得清晰。