摄影从手机开始:02手机和单反相机摄影的区别

摄影从手机开始-目录

1. 手机是最好的摄影入门工具
2. 手机和单反相机摄影的区别
3. 什么是好照片
4. 浅谈摄影艺术
5. 影响手机照片的关键因素
6. 曝光基础理论
7. 理解摄影构图
8. 掌握人像摄影构图
9.风光构图实战

一、数码感光元件的区别

在胶片相机时代,负责记录光线的是胶片。而到了数码相机时代,记录光线的电子元件是CCD。数码相机中的CCD指“电荷耦合器件”,是将光信号转换为电信号的一种图像传感器 。手机中的感光元件是CMOS。

感光元件

一般来说,CCD的尺寸越大,能容纳的感光元件越多,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低,表现在成像效果上越好,也就是图像细腻、层次丰富、色彩还原真实,相同条件下,能记录更多的图像细节,也就是我们说的画质更好。这就是俗话说的“底大一级压死人”。但是大尺寸的CCD加工制造技术要求高,成本也非常高。所以不同数码设备采用的CCD的尺寸不尽相同,从手机到入门数码相机,从高端全画幅单反相机到中画幅数码后背,感光元件CCD的尺寸相差非常大。例如,华为P20 Pro的4000万像素摄像头的感光元件尺寸为1/1.73英寸,佳能全画幅相机6D的感光元件尺寸为36毫米X24毫米。

CCD尺寸对比
专业相机CCD尺寸对比

CCD的尺寸是决定照片画质的主要因素。随着制造工艺的改进,相同的面积中可以集成更多的电子元件,所以CCD集成的像素也越来越高。不过,也有通过软件技术将像素提高的,例如某手机正常情况下拍摄的照片是1000千万像素,通过软件插值算法,将照片输出为4000千万像素,这种情况下对画质的改善就很有限。

sony无反相机
sony imx398手机摄像头

从CCD/CMOS的原理上来说,由于手机摄像头先天的CMOS尺寸不足,感光能力较弱。在光线良好的情况下,如户外阳光充足的时候,拍摄出来的照片跟单反拍摄的差别很小。而在夜晚弱光情况下,CMOS接受不到足够的光线,所以拍摄的照片噪点比较多。在使用手机摄影时,一定要注意环境光线的强弱对照片的影响。

二、镜头的区别

1.焦距的区别

我们经常听说过广角镜头、长焦镜头等说法。这里面的“焦”指的是镜头的焦距。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小,视场角大小,景深大小和画面的透视强弱。镜头的焦距是镜头的一个非常重要的指标。

镜头焦距的长短决定了被摄物在成像介质(胶片或CCD等)上成像的大小,也就是相当于物和象的比例尺。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时,镜头焦距长的所成的像大,镜头焦距短的所成的像小。根据用途的不同,照相机镜头的焦距相差非常大,有短到几毫米,十几毫米的,也有长达几米的。

焦距和视角

在拍摄的距离不变的情况下,采用不同的焦距,拍摄出来的图像的差别如下图。可以看见,焦距越小,视角越广,拍摄的内容越多。焦距在24-35mm的镜头被称为“广角镜头”,焦距在20mm一下的为“超广角镜头”,焦距在100mm以上的被称为“长焦镜头”。

焦距和视角的演示

根据折算,一般手机上的镜头焦距等效为全画幅相机的27mm或者32mm,因此属于广角定焦镜头。广角镜头具有焦距短,视角大的优点,可于较近距离拍摄范围宽阔的景物,前景较为突出,景深范围显著地大于标准镜头、远摄镜头,画面纵深感强烈。宜用于室内近距拍摄,及拍摄山川、建筑、人群等场面。使用广角镜头近摄时,前景被夸张,能产生较为严重的透视畸变。

2.变焦的区别

什么是变焦?顾名思义,就是可以改变镜头的焦距。站着不动,把镜头调成长焦,可以拍摄到远处的景色,调成广角,可以拍摄视角更广泛的照片。现在的单反相机和手机据说都能变焦,那两者的变焦是一样吗?

玩过单反的小伙伴都知道,拍摄时只需要拧动变焦镜头或变焦环就能够实现变焦,单反相机的这种变焦形式叫“光学变焦”。可见,光学变焦是通过物理性的焦距变化实现远近距离拍摄,并不会改变照片的分辨率,照片的像素也保持不变。

光学变焦

手机拍摄时双指在屏幕上划动画面拉近,这不就是变焦了吗?对,但这种变焦和相机的光学变焦不一样,手机的变焦是数码变焦。这种变焦是把原来影像传感器上的一部分像素使用“插值”处理手段进行放大实现的,说白了就是没有改变镜头的焦距,只是将像素点强行放大!要不手机“变焦”后画质渣渣不忍直视呢!下图从左到右分别是不变焦、10倍光学变焦和10倍数码变焦拍摄出的照片对对比。

光学变焦和数码变焦

如iPhone X广角可拍F1.8的照片、而长焦可拍F2.4的照片,双摄这种“变焦”明显比“无损”变焦效果好。不过说回来,双摄变焦的两枚镜头本质上仍然是定焦镜头,而不是变焦镜头。

iPhone X广角镜头

很多手机所谓的“无损变焦”,其实就是利用感光元件的特殊设计,通过单张超高像素或者多张合成裁切从而实现“变焦”的效果。手机所谓的“变焦”并不是真正的变焦,只是通过裁切的形式或是双摄的形式达到变焦的效果,“变焦”后会影响到像素和画质,这和相机的光学变焦有着根本的区别。

3.光圈的区别

光圈,是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面的光量的装置,它通常是在镜头内。对于已经制造好的镜头,我们不可能随意改变镜头的直径,但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆形,并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量,这个装置就叫做光圈。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。表达光圈大小我们是用F值,其中,F=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径。

简单来说,我们拍照的目的是获得正确的曝光,因此一款镜头究竟好不好和他拍出的照片中光线情况有一定的关联。由于空间限制,手机 CMOS 的尺寸相较单反等相机而言较小,因此进光量也较少。为了解决这个问题,手机厂商除了于选择大尺寸的 CMOS外,另外会选择大光圈的摄像头。例如华为 Mate 10 背后的两个摄像头都用上了 F1.6 光圈。

我们知道,光圈值一般采用 f 值表示。f 值越大,开口越窄,光圈越小,进光量越少;反之 f 值越小,开口越宽,光圈越大,进光量越多。

不同光圈的大小

除了进光量外,光圈值还影响到现在手机厂商很爱做文章的背景虚化效果。理论上,光圈值越大,背景虚化效果越明显,光圈值越小,背景就几乎没有虚化效果。

但需要指出的是,和相机不同的是,手机镜头的焦距往往较短,因此仅仅依靠相机微距拍照所营造的景深效果通常都比较弱。所以,手机摄像头的光圈值并不能和相机镜头光圈值的效果完全对应。

以近几年手机主流的 f/2.2 光圈为例,它的虚化效果仅仅相当于全画幅相机的 f/13 或 f/14 光圈,因此你如果仅仅使用镜头光圈去拍摄微距照片,背景只会有一点点虚化。而手机厂商目前主打的所谓媲美单反的虚化效果,绝大多数都是靠软件算法实现,因此会存在边缘涂抹不完全、虚化效果不自然等尴尬情况,更像是经过了一次 P图,加入了高斯模糊效果。 也有的手机是通过多个摄像头,分别拍摄,然后通过软件合成,模仿镜头虚化的效果。

与单反镜头不同的是,手机相机光圈是不能调整的。现在的智能手机摄像头都是使用固定光圈的,无论拍摄什么场景,这个光圈都是固定的,不能手动调整,也不会自动调节。

4.景深的区别

所谓景深,就是当焦距对准某一点时,其前后都仍可清晰的范围。它能决定是把背景模糊化来突出拍摄对象,还是拍出清晰的背景。简单来说,景深小可以拍出背景虚化的照片,景深大可以拍出清晰的背景。而光圈跟景深的关系是,光圈越大景深越小,光圈越小景深越大。

光圈和景深

在此处,摄影师将焦点定在前面的闹钟上。上方左图中,用一个f/2的大光圈,相应地,景深较小,另两个较远处的闹钟失焦。上方右图中,在相同的位置使用相同焦距的镜头,只是改变光圈的大小,将它换成较小的f/16。换面中更多的部分变得清晰。改变光圈大小是改变景深最好的方法,因为图像的其他方面不会受到影响。

实际上影响景深的还有焦距,镜头焦距越长,景深越小;焦距越短,景深越大。镜头的焦距越短景深越大。下方左图中,使用一只135mm 镜头,只有近处的拍摄对象是清晰的。下方右图中,相同的位置和相同的光圈,将焦点定在与之前相同的位置,一只50mm镜头会让背景处的拍摄对象变得更加清晰。观察焦距的改变对视角的影响(画面所包含的景物的多少)和对画面中事物大小的影响。两张照片的清晰范围有明显的不同。

焦距和景深

镜头和拍摄对象离得越远景深越大。下方左图中,在离拍摄对象1 米左右的地方对焦,由近及远只有很窄的一段区间是清晰的。下方右图中,使用相同的焦距和光圈,但是后退到离拍摄对象3 米外的地方重新在她身上对焦,画面中更多的地方变得清晰。后退产生的效果和缩短焦距产生的效果相似,画面中显示出更多的景物,图像中更多的部分变得清晰。

拍摄距离和景深

不过手机摄像头焦距都是固定的,而且物理焦距只有4-5mm,因此手机摄像头很难拍摄浅景深照片。这时候需要一定的技巧——尽量靠近主体,让主体和背景形成一定距离。虽然不如在专业相机上效果来的那么明显,但是大光圈确实为手机摄像头带来的更好玩的元素。

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