相信大家都發現到了一件事情,就是目前使用手記拍出來的照片,都可以在圖片的屬性里面,找到圖片的EXIF信息。什么是EXIF呢?EXIF格式實際含義,其實是在JPEG圖片儲存格式的頭部,插入了成像時的數據,包括拍攝時的光圈、白平衡、感光度、快門、焦距甚至時間日期、拍攝的相機或者手機的型號,等等。目前很多的手機還能在圖片信息內加入了拍攝的地點信息。
可能大家注意過自己手機所拍攝的圖片的EXIF信息,在焦距這一欄大多在4-8之間。單反、單電類鏡頭中,焦距在35mm以內的,都能成為廣角鏡頭,而目前最廣的魚眼鏡頭也只有6mm,價格已經超過百萬人名幣。難道我們都是百萬富翁嗎?且不說6mm的價格,在畫面上,我們手機拍出照片的成像,也只是和一般標準鏡頭20-30mm焦距相機的效果差不多,這是為什么呢?其實在數碼類相機中,相對于老式35mm膠片的相機,都會引入一個概念-----等效焦距,會將數碼類相機的參數數據,換算成標準鏡頭的參數數據,其結果才是其真正的參數。拿什么是等效焦距呢?我們先從什么是焦距開始說起。
目前的數碼相機的焦距,大多都會出現在鏡頭或者機身之中。比如三星最新的跨界產品 三星 Galaxy K Zoom,在它的鏡頭上刻有一行字:4.4-44mm 1:3.1-6.3 24mm。這一行數字其中包含三個意思:4.4-44mm代表著鏡頭的實際焦距為4.4-44mm;1:3.1-6.3代表著鏡頭光圈范圍為f/3.1-6.3;而24mm的意思,就是其最小等效焦距值為24mm。 三星Galaxy K Zoom的光學變焦鏡頭 三星Galaxy K Zoom可以通過鏡頭的伸縮,達到十倍變焦的效果,這是其作為手機和數碼相機的跨界產品的代表功能。目前數碼相機和手機,大多使用兩種變焦方式:光學變焦和數碼變焦。光學變焦的實現,是通過鏡頭的伸縮。借助物理的方式增加焦距,達到一種類似望遠鏡的效果。所以使用光學變焦的三星Galaxy K Zoom的鏡頭可以通過伸縮來照到更遠的景物,并且在照片的質量上不會有太多的影響;而數碼變焦,通俗意義上的原理和放大鏡有些類似,通過直接數字放大實景圖像,達到變焦的效果,這種通過感光器數字接收到的圖像,在清晰度上并沒有升高,反而在放大時候有所下降。目前的大部分手機的變焦方式,都是通過數碼變焦來實現。 目前大部分手機都是使用數碼變焦,連iPhone都不例外。 焦距這個參數先天影響著一步相機的成像效果,那什么是焦距呢?數碼相機內的焦距,和光學中類似,指從鏡片中心到CMOS等成像平面的距離,簡單來說,就是點與面的距離。
焦距在先天影響著成像效果的重要因素之一----水平視角。以過去的35mm膠片相機為例,其膠片尺寸一般為36×24mm,這樣的膠片相信大家小時候在照相館經常見到。假如一枚焦距為24mm的鏡頭安裝在35mm的膠片相機上,則其可是角度為74°,這枚鏡頭可以稱得上是廣角鏡頭。
焦距原理示意圖
而一枚72mm焦距的鏡頭安裝在35mm的膠片相機上,其可視角度將降為28°,可以把遠處的物體放大,但是可視角度較廣角鏡頭狹窄了非常多,所以這枚鏡頭可以稱得上是長焦鏡頭;而目前手機拍出的照片,大多EXIF信息中焦距一欄的數字非常的小,但這個并不是意味著這款手機使用了廣角鏡頭,甚至魚眼鏡頭。借小沈陽一句話:這是為什么呢?因為手機使用的感光元件并不是標準,目前的相機感光元件標準都是以全畫幅相機為準,或者可以說,以以前的35mm膠片相機為準。 老式35mm膠片 作為相機產品的老前輩,35mm膠片相機在業內的地位無人能撼動,現在還有許多攝影愛好者使用這類相機進行創作。目前的全畫幅相機也是使用了36×24mm大小的感光器元件,簡單來說,這貨可以把人眼所看到的所有東西都拍下來,一個都不漏。而目前的數碼類相機的感光元件,大多都小于全畫幅相機36×24mm這樣的感光器元件尺寸,所以在同焦距帶來的可視角度上,小了非常非常多,所以等效焦距的存在,不同規格的相機和鏡頭之間進行比較時,提供了一個標準的依據。這個公式很簡單,用全畫幅相機的感光元件的對角線長度,除以手中設備的感光元件的對角線長度,得出的系數就是這部設備的等效焦距轉換系數,用這個轉換系數乘以該相機拍出的照片實際焦距,得出的數字就是該照片的等效焦距數值。
那這個等效焦距是怎么樣使用呢?一般來說,只要知道該款相機的感光元件尺寸就可以了解。相對于單電或者單反,手機相機的等效焦距在計算方式上并沒有區別,只是部分數據的單位換算不一樣。一般來說,一英寸的長度換算成我們常用單位--毫米,是1in=25.4mm,但是手機中的感光元件缺不同,它仍然沿用了上世紀使用在CRT顯示器上的換算方式,針對沒有參與成像的真空管區域不計算在內,所以在手機相機的感光元件的換算過程中,1英寸實際上被換算成了16mm。 在前文我們提到,作為標準的全畫幅相機的感光元件,他的尺寸是36×24mm,按照勾股定理,其平面的實際對角線長度大約為43.2mm。以目前旗艦類手機使用的最多的SONY IMX214堆棧式CMOS圖像感光器為例,用1英寸換算成16mm帶入,其CMOS對角線實際約為5.22mm,而目前大部分感光元件長寬比基本為4:3,然后通過勾股定理不難得出其尺寸約為4.2×3.1mm。
部分尺寸CMOS的轉換系數
可能到這里讀者會有些疑問,為什么IMX214官方數據說明的對角線長度為5.867mm,與我們前面計算出的數字不相符呢?其實目前很多廠商在標注1英寸一下的CMOS感光元件尺寸的時候,會將未參與成像的部分CMOS感光元件面積計算在內,從而導致官方提供的感光元件尺寸,要比我們實際計算出的尺寸數值上大。所以IMX214堆棧式感光元件實際上尺寸約為4.7×3.5mm,對角線長度約為5.867mm。 vivo Xshot采用了Sony IMX 214堆棧式CMOS 既然知曉了這款CMOS的尺寸,我們也可以計算出我手中這不vivo Xshot的轉換系數了。已知全畫幅相機的CMOS對角線長度約為43.2,而Sony IMX214堆棧式感光元件的對角線長度約為5.867,43.2/5.867的計算結果約為7.36。這就是vivi Xshot的的感光元件轉換系數。
使用vivo Xshot所拍樣張信息
在以上使用vivo Xshot 拍攝的照片EXIF信息中,我們看到這張照片的焦距約為5mm,根據轉換公式,5×7.36就可以得出這張照片的等效焦距36.8mm。
等效焦距對于手機用戶的真正意義,在于知曉了自己手機感光元件的大小,只要通過手機拍攝一張照片,利用照片的EXIF信息就可以判斷出,自己的手機攝像頭是否為廣角。 諾基亞 808 PureView 手機上焦距的數值,無論是數碼變焦還是光學變焦,其數值都是先天硬件所限定的。但是等效焦距這個名詞,并不意味著您的手機和單反的某些參數是一致的。在某種意義上來說,在視角和景深等因素上,這個數據也只是接近,而不能算是完全一致。
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