手机摄像头科普:成像质量是综合成绩

2015-10-20 17:46来源:网络 作者:佚名责任编辑:王麻子 查看评论

很多网友有这样的疑问,自己买的单反拍照效果不如手机,手机拍照比单反好看,其实这是错误的认识。本文带来手机摄像头科普,其实成像质量应该是综合成绩,如细节色彩白平衡等等的。

效果作为目前手机的重要指标之一,已成为手机的必争之地,苹果与三星多年以来在最佳拍照手机的争夺上日益焦灼。从iPhone 4S采用800万像素后置摄像头开始,苹果在这一领域领先多年。当安卓达到了惊人的2070万像素,却仍在成像效果上无法匹敌iPhone“仅有”800万像素摄像头时,大家终于认识到影响手机拍照质量的不仅仅是像素。除了像素之外,影响成像质量的还有传感器、镜头素质还有软件算法。三星在过去几年一直在默默的提升软硬件实力,随着S6/S6 Edge及后续机型的推出,终于在拍照上搬回一城。

像素的迷信

单反拍照效果不如手机

人们对像素等于拍照质量的误解是有一定历史原因的,当手机和PDA上刚刚出现摄像头的时候,只有区区30万像素,成像质量确实比较糟糕。随着技术的快速发展,手机像素一路飙升到夸张的4100万像素(诺基亚808),笔者认为其中有两个比较明显的跨越式发展,第一个是30-130万跨越到320-500万像素,这基本上是一个从“无”到有的过程,手机拍照成为了真正有实用意义的功能,但此时的拍照效果仍差强人意,随身摄影仍是卡片相机的天下。

第二个跨越是从500万跨越到800-1300万,手机拍摄效果进一步提升,以iPhone为代表,在很多场景中手机已经可以取代卡片相机。在这两个跨越中,像素的提升起到了很大的作用,因此才给广大用户留下了一种高像素=高画质的错误印象,比如索尼的Z3,拥有2070万像素的摄像头,但实际的拍照质量却……当然,我们并不是说高像素没什么用,高像素确实会带来更好的解析力、更多的细节和更大的图像尺寸,这在Note5与iPhone6的对比中尽显无疑。但画质的好坏不是由单一因素决定,而是由像素、传感器面积、镜头、后期算法共同决定的,下面就继续来探究其他几个因素对成像质量的影响。

传感器面积

单反拍照效果不如手机

我们都知道,无论数码相机还是手机,决定成像质量最为重要的一部分就是感光元件,感光元件主要有两种,CCD和CMOS。其中CCD在在成像质量更佳,但工艺复杂成本高,耗电也高于CMOS,并不适合在移动设备上使用,除了早期夏普的一些机型,已经很少能见到采用CCD传感器的手机了。

之前的文章中,我们已经详细的解读了传感器面积与画质之间的关系了,详情请点击《问世间CMOS,μm为何物》 简单的说就是:单位像素面积越大,成像效果越好。1/3.06英寸作为手机传感器的主流尺寸,单位像素面积约为1微米,大于这个尺寸的,我们就可以称之为“大底相机”。但在同等像素数目下,单位像素面积越大,感光元件的面积和厚度就越大,所以传感器面积并不是越大越好。因此各大手机厂商都在像素、传感器体积和画质之间寻找一个合适的平衡点。

镜头组的秘密

单反拍照效果不如手机

对于手机摄像头通常有两个比较重要的参数——光圈和广角。其中广角与焦距成反比,广角越大,焦距越短。而焦距与镜头厚度成正比,即焦距越短,镜头模组厚度越小。所以大广角除了能带来更广的视角更大的拍摄视野外,还能降低镜头模组的厚度。但越是大广角的镜头,光学设计就越复杂,需要采用非球面镜片和高折射率的玻璃来纠正畸变和像差。因此手机上常见的广角多为35-28mm,用户对此无需做太多的纠结。

单反拍照效果不如手机

除了焦距之外,另外一个比较重要的指标就是光圈了。与相机的镜头类似,光圈数值越小,则光圈较大。由于体积和硬件结构的限制,手机镜头的光圈都是固定的。如果其他条件相同,则光圈越大,可以达到传感器的光线也就越多。在弱光环境下,大光圈的画面亮度也就更高。目前拍照比较好的手机光圈一般都达到了F/2.4以上。

除了夜拍效果更好之外,大光圈的意义还在于更大的进光量可以提高快门速度。我们举个例子,拍摄同一张照片,需要一个固定数值的进光量,用大光圈的镜头,我们以1/22秒的速度就能完成拍摄。而小光圈的镜头,想得到同样的进光量,就要延长曝光时间,在这个过程中如果您的手不小心抖了一下,那么不好意思,照片花掉了。更快的快门速度,更快的抓拍速度,这也真是大光圈的另一大意义所在。

单反拍照效果不如手机

数码相机的镜头是由多片镜片共同组成的,根据功能和作用又会分为不同的镜头组,我们举一个例子,一个镜头有7组11枚镜片,既这款镜头共有9枚镜片,这9枚镜片又分为7个镜头组。现在手机的镜头组通常为4片、5片或6片,其中5片通常标为5P,6片则为6P。采用5P或6P镜头的机型往往会被厂商拿来当宣传噱头。理论上由于不同的厂商、不同的产品采用的技术是不同的,因此不能单纯以镜片数和镜头组来判断镜头的素质。

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