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手机拥有大光圈 还要算法加持才能拍出好虚化?

字号:TT 2019-07-08 08:40 作者:HEA 来源:同升国际s8s
同升国际s8s-HEA.CN报道:当不同像素的照片放在同一个分辨率谈论时,两者的画质差距则会缩小,这意味着手机相机所拍摄的照片即便在高像素的情况下,也无法进行放大印刷,导致手机相机无法取代专业摄影机。
【同升国际s8sHEA.CN 7月8日原创】近几年来,手机摄像头成为各大手机厂商展现技术力的地方,但却不谋而合地汇聚到了“虚化”和“夜景”两个大方向上,比如苹果在带Plus后缀的机型上加入一颗长焦镜头以实现人像模式;而谷歌则通过算法,在单镜头的前提下,实现了将夜晚变成白天的夜景模式。 然而让人感到疑惑的是,现在光圈值动辄f/1.5的手机镜头,为什么还需要通过增加镜头或者通过算法的方式,实现大光圈镜头的效果呢? “光圈”作为摄影的基础概念,指的是用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面光量的装置,其数值的公式为“光圈值=焦距/光圈进光孔直径”比如“50mm镜头/25mm光圈进光孔=光圈值f/2”。所以在不考虑其他变量的情况下,光圈值越小,镜头的通光量也越大,虚化效果也越强。 按道理说,f/1.5的光圈值已经足够大,然而在没有其他辅助硬件或者算法的加持下,手机镜头产生效果却和理论不相符,比如产生的虚化效果并不足够以及夜景表现差等等。问题出在哪里? 实际上,包括手机镜头在内,一张画面的成型实际上是多方面综合成果,其中一个关键的元器件是传感器。作为胶片在数码时代的替代品,传感器实际上是将光信号转变为电子信号的电子元件,一般包括CMOS和CCD两种,其中CMOS因具备集成度高、功耗小、速度快、成本低的特点而被广泛用于数码相机以及手机上,其成像质量低于CCD,容易在电流变换过于频繁的情况下过热而产生噪点。 一般来说,传感器在不同级别的相机里存在尺寸差异,比如所谓的全画幅相机,采用的就是尺寸为24mm*36mm如佳能5D系列,往下还有尼康D7100采用的15.6mm*23.5mmAPS-C传感器比如尼康D7200,而佳能的APS-C与尼康猎游差异,规格为14.9mm*22.3mm,此外还有松下GH5采用13.5mm*18mm的4/3传感器。 由于传感器在机身中所占据的空间并不小,因此在手机上采用的传感器尺寸一般为1/2.3英寸的CMOS传感器。一般来说,不同尺寸的传感其存在不同的等效系数,影响焦距和光圈在不同尺寸传感器上的表现。 比如在不同尺寸的传感器上,相同的镜头焦段,最终呈现的取景范围存在一定的差距,比如以50mm在全画幅上的取景范围为1的话,那么在APS-C上呈现的是75mm在全画幅相机的效果,也就是进行了一定的裁切。而光圈也同样,APS-C相机上的光圈值为f/2,那么呈现出的虚化效果却是f/3在全画幅上的效果。 由于全画幅的等效系数为1,那么逆推即可得出APS-C的等效系数为75mm/50mm=1.5,而正确的公式是以全画幅为标准,那么等效系数=43mm/感光元件对角线长度,全画幅传感器的对角线长度为43mm,因此全画幅传感器的等效系数为1,APS-C的等效系数为1.5。 以此类推,1/2.3英寸底的对角线为7mm,与全画幅的43mm相除,得出大约8.1的等效系数。而等效光圈=光圈值*等效系数,以手机的光圈为例,手机上的f1.5光圈所呈现的虚化效果约等同于f/1.5*8=f12。因此,即便手机镜头具备光圈非常大,但是由于传感器尺寸太小的缘故,最终也只能呈现出f/12的小光圈效果。 此外,传感器尺寸还会影响到相机的通光量,比如在其他条件一直的情况下,全画幅相机能够获得正确曝光的画面,而4/3传感器的曝光量则会减少1/4,造成欠曝。而在不使用专业模式的手机相机上,为了保证曝光的正确性,光圈与快门时间都开启到极限,并提升ISO数值,伴随着ISO的提升,画面噪点被放大而导致信噪比降低,画质变差。 值得注意的是,在同尺寸传感器的条件下,相机的像素低的画质反而比像素高的稍好,原因在于像素越多,单个像素的面积越小,获得的通光量也就越少,接收到的有效信号也就越少,最终导致信噪比降低,画质变差。而相对的像素越少,单个像素的面积越大,获得的通光量也越大,接收的有效信号也就越多,信噪比也越高,画质越好。 不过当不同像素的照片放在同一个分辨率谈论时,两者的画质差距则会缩小,这意味着手机相机所拍摄的照片即便在高像素的情况下,也无法进行放大印刷,导致手机相机无法取代专业摄影机。 (同升国际s8s® HEA.CN)
责任编辑:编辑S组

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