手机成像技术简谈 - 图文(2)

2019-01-19 18:45

(相机镜头通过光圈叶片的开合来改变光圈孔径,但手机摄像头没有这样的条件)

普通用户仅需了解的是,光圈值是用类似F/1.4,F/2,F/2.8,F/4,F/5.6这样的方式表述的。因为光圈值是焦距与光圈直径的比值,所以后面的这个数字越小,反而表示进入摄像头内部的光越多(注意:此数字越小,并不一定表示光圈就越大)。

因此,如果仅考虑光圈值这一参数,那么标称F/2.0的手机摄像头(如Lumia 920),一般在暗光环境下会比标称F/2.4光圈值的手机摄像头(如Xperia Z)更有优势,因为在快门速度不变的情况下,F/2.0的镜头通光量更多。

(小米发布会上,雷军对光圈的注解,不过景深可没有好坏之分哦)

有人会问,既然把镜头内部的光圈做大可以增加通光量,为什么手机这样暗光拍摄能力较弱的成像设备不考虑把光圈再做大一些呢。实际上,若考虑将光圈进一步做大,手机摄像头的镜头(即由镜片组成的镜组)制造工艺要求就会更高,用料与成本也更多,并且还会增加整个摄像头模块的体积。市面上虽然已经有不少标称F/2.0光圈的手机出现,但实际其镜片的光学素质远达不到优质标准。 另一方面,光圈大小不仅影响通光量,而且还影响着景深——很多媒体在评测时将能否呈现浅景深作为衡量手机摄像头成像素质的标准之一,这就是相当大的误解。不同深浅的景深有各自应用的拍摄场景,如拍摄需要同时将前后景都清晰表现的场景时,我们就需要范围较广的景深,此时就要求尽量小的光圈。此外,光圈确实能够影响景深,但并不能看作是景深的决定因素,景深还受其他因素的影响,如感光元件的尺寸。很多媒体在评测Lumia1020时将其出色的背景虚化效果归结在F/2.2光圈上,这显然是错误的。景深是另一个比较大的话题,这里不做过多展开。

(1)ISO值(感光度)

ISO值可以理解为描述摄像头内部感光元件感光能力的值。ISO值本身是不影响外界进入摄像头内部并最终抵达感光元件的通光量的,但当感光元件的ISO值提高时,其感光度也就更高,画面也会更亮,将ISO值降低则会让画面更暗。

(Xperia Z支持最高ISO值1600)

一般的手机摄像头与成像设备,都会标称一个ISO值区间,即感光元件可在这个ISO值的范围内做感光度的调整,达到调节最终成像亮度的目的。2年前的手机摄像头,ISO值还普遍限定在800乃至400以下,现如今像iPhone 5/Lumia 920这样的手机摄像头已经支持最高3200的ISO值,也就意味着它们可以令成像更亮。 但感光元件的感光度最高上限受到其本身性能的影响,例如目前大部分单反的感光元件ISO上限已达25600,这是手机摄像头望尘莫及的;而且,越高的ISO意味着画面更多的噪点,噪点多也就意味着画质损失严重,画面脏,观感差。

所以iPhone 5虽然能够将许多暗环境的画面拍得更亮,但它是纯粹靠提升ISO值来实现这一目的的,于是整个画面的噪点会显得非常多,几乎到了令人无法忍受的地步。事实上,虽然越来越多的手机摄像头开始支持最高ISO3200,但许多手机在ISO大于800时,画质就已经到了不可用的地步。仅有类似索尼RX1这样的高端数码相机,成像在ISO5000时才有一定的可用度,许多中低端单反在ISO超过2000时也基本已经失去了意义。

反之,ISO值越低,就越能保证画面的纯净度,成像看起来也会越干净。这是许多摄影师宁可用低ISO,也要保证画质不受影响的根本原因。

(Xperia Z拍摄,ISO1600,快门速度1/640秒)


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