从景深谈一谈Lumia 920的摄像头

2013-1-7 18:58:12 | tags | views

先前cnBeta.com上有人发了一篇文章,在为Lumia 920的平反文字里谈到王自如的920评测视频在相机评测部分有失偏颇。国内Windows Phone媒体WPDang在后期进行的评测视频里也说,王自如的某张评测样张“中心清晰,边缘虚糊”根本不成为一个问题,还说王自如缺乏摄影常识。依据是,焦点位置清楚,周围虚化,乃是Lumia 920的大光圈f/2.0所致,大光圈有突出主体,虚化背景的特质。所以小编有兴致就此问题和大家谈一谈这其中所谓的“摄影常识”。



上面的截图即是发表在cnBeta.com上的另外一篇文章,其中便谈到“大光圈可造成对焦点的周围虚化”。并且文中也提及了“景深”的概念。在此小编开始想告诉大家的是,这篇文章里关于“边缘虚化”以及WPDang所做Lumia920评测说王自如不懂摄影常识的论调,都是不正确(或不科学)的。

小编第一次接触到景深的概念是在参加某个电视剧剧组拍摄的时候,当时对景深仍旧一知半解。后来学习摄影技术常识时终于把这个问题搞清楚了。不过在此我们先谈一谈对焦。

所谓的对焦即是让我们拍摄的照片某一个所要摄的主体位于取景的焦点之上,这样此主体在整个画面上是最清楚的。但这个所对的“焦点”究竟是什么呢?

1.关于焦点

我们在说小孔成像原理的时候才会说到焦点,所谓的“对焦”,对的正是这个焦。但“焦点”虽然名曰点,实际上用相机所对的乃是一个平面,谓之“焦平面”。也就是说我们在拍照时,对准想要拍摄的物体后,对焦当然落在该物体上,然而与该物体(或者该焦点)处于同一个平面的其他物体在成像上也都是清楚的。小编简单用相机简单拍了两张照来说明“焦平面”究竟是什么。





在上面的图片里,第一张所对的焦点在手机上,所以与他处于同一平面的眼镜也是清楚的,后方的书本和马克杯都虚化了。第二张图片所对的焦点在后方的书本上,所以与之基本在同一平面的马克杯也算清楚,但不在焦平面上的前方手机和后方的门就都不同程度虚化了。

所以在此首先要破除的一个迷信是,焦点焦点,我们拍照时所对的并非真的是一个点,而是与此点处于同一一平面的所有物体。在光学领域中,将通过焦点并垂直于光轴的那个平面称为焦平面。

2.关于景深

我们在拍照的时候,投射到成像虚拟平面(包括焦平面)上的光信息可视为一个个独立的点,这些光点试有大有小的。相机捕获的影像就可以看作由不等光点组成,越是细小的点越能呈现清晰的图像,而粗大的点则越模糊。

从理论上来说,焦平面上的所有光点是最小的,所以焦平面上的成像最清晰,除焦平面之外的点清晰度就会有所下降,因为光点会变大。不过实际上人眼的分辨能力是很有限的,和焦平面离得比较近的那些平面虽然光点会稍大一些,但大的程度非常有限,所以人眼观察时还是认为很清楚的。所以说焦平面前后一定距离内的影像清晰度也比较高,那么在此可以下的定义是,从人眼看“景深就是指对焦点前后延伸出来的可接受的清晰区域范围”。

简单的说,景深就是人眼认为成像清晰的部分。小编在上面给出的两张照片可以非常清楚地分辨出景深范围,第一张的景深范围很小(或者说景深很浅),焦点基本落在微信图标所在的平面上,往前至QQ图标这段范围内,再往前甚至是Skype的英文字就已经不清楚了,往后的范围就更不用提了。



我们再来看一张景深范围很大的照片,上面这张也是小编随手拍的,和许多普通数码相机拍摄出的照片相同,照片的大部分区域都是清楚的,这样的照片就可以认为景深范围很大。可能会有人问我把焦对在了哪里。这张照片我确切的对焦位置是后面的本子上,那么为什么前后几乎都没什么虚化效果呢?

3.景深的决定因素

小编去国内某家科技媒体就职的第二天,对摄影技术基本是一无所知的。主编大人告诉我说,景深的决定因素有三个:第一感光元件的大小;第二光圈的大小;第三离被摄物体的远近。——这个是常识中的常识。

   A.感光元件

所谓的感光元件其实简单理解,就和过去胶片相机所用的胶片一样,是承载光信息的电子部件,而且也是整个相机最关键的组成部分之一。感光元件的面积越大,成本也就越高。当然我们没必要去说数码相机感光元件,而是主要看看大部分手机中的感光元件有多大。





感光元件的大小很大程度上可以决定成像质量的好坏,比如诺基亚808 PureView史无前例地在手机上采用1/1.2寸传感器,比大部分消费级数码DC还要大,所以在成像质量上即便在消费级数码DC上也是跻身前列的。从图上很容易看到iPhone 4S/4的1/3.2寸在诺基亚面前根本不值一提。另外部分媒体的拆解显示iPhone 5为了压缩机身,传感器是比4S略小一些的。

那么Lumia 920的感光元件面积是多少呢?网上查到的资料是1/3.0',也就是说比iPhone稍大一些,但大得相当有限。所以只提感光元件是没有任何优势可言的。

许多人喜欢单反的原因集中在单反能够提供非常出众的虚化效果,也就是说可以令景深很浅。虚化的作用在于突出主体,令整个画面更有层次感(另外也适合小清新拍照的装13感觉)。上面传感器面积对比中的第一个便是鼎鼎大名的佳能5D Mark III准专业领域的高端单反,全画幅显然是普通DC和手机完全无法比的。这样,单反在起跑点上便胜出了。

这也是为什么我们抱着消费级数码相机或者我们的手机去室外拍照,拍出来的照片,整个画面都清清楚楚,没有层次没有虚化的症结所在。毕竟投入的成本是有差异的。

   B.距离被摄物体的远近

这一点小编不想多谈,有兴趣的朋友可以试一试将你的手机拍照时离被摄物体非常近,他所能造成的虚化效果也是不可小觑的,不管你的感光元件面积有多大。但如果你离被摄物体到一个距离之外以后,凭借手机这样的拍摄工具,基本是无法造就多么伟大的虚化感觉的。下面这张照片即是离被摄物体很近以后所得的前后景感觉差异。前方的鼠标非常清楚,但后面的茶杯和书本虚化已然相当明确。



不过终究还是达不到先前单反所拍摄的虚化程度,除了鼠标本身整个都比较清楚之外,再远一些的眼镜也还是基本清晰的,景深确实已经比较浅了,但也没有之前的那么浅。我手头暂时还没有Lumia 920的手机,所以这张照片是用感光元件差不多大小的Lumia 900拍摄的。

   C.光圈

终于要谈到我们开头说到的光圈了,许多人都知道,光圈越大,所能营造的虚化感觉(或者说浅景深效果)就越到位。但实际上光圈这个参数,除了感光元件大小之外,相较焦距和距离被摄物体的远近,光圈对景深的影响是最小的。

到底什么是光圈呢?相机的成像原理可简化为小孔成像,光圈在整个相机上扮演的角色就是小孔成像的那个孔。光圈最直接影响的是光投射到感光元件上的量,也就是进光量。光圈是有许多叶片组成的多角形孔洞,对相机来说,用户可以控制这个孔洞的大小,这个孔开得越大,进来的光越多,这个孔开得越小,进来的光越少。

实际上在手机上,光圈是不可以调整的,于是手机上的光圈值是个固定的数值。光圈值主要就是用来描述光圈开孔大小的(当然实际上光圈值与焦距也有关系),这个值的记法就好比f/2.0 f/2.4等等。另外由于光圈值是个倒数,所以f后面的数字越小,表示光圈越大。

跳过原理部分要阐述的是,对于相同的影像而言,大光圈确实能够呈现更好的浅景深效果。开头小编用单反所拍摄的两张照片即是将光圈开到最大所摄下的,所以虚化效果非常明显,而且景深范围非常小。

在此需要注解的是,Lumia 920采用的是f/2.0最大光圈,iPhone 5采用的是f/2.4最大光圈。这两个档位在对景深的影响上究竟有多大差距呢?可以说是微乎其微的,尤其是在感光元件面积半斤八两的情况下。或者我们可以拿他们和NOKIA 808 PureView比一比,那几乎是没有可比性的。

4.大光圈是否也有问题?

看了上面这席文字,相信各位也已经知道WPDang和开头所说那篇文章在这个知识点上究竟存在何误区了。他们错将焦点看成一个点,而非平面,并且认为王自如视频中展示的树叶样张四周虚糊的问题只不过是Lumia 920的虚化效果而已。小编和WPDang那篇视频评测的作者也做了沟通,他仍旧认为因为920的光圈很大,所以足够营造浅景深效果。





但有心的朋友不妨去再看一看王自如在920成像评测部分的样张。那张拍摄绿叶的照片边缘部分基本是在同一个焦平面上的,即便前后略有出入,以920的感光元件大小,外加那张照片的拍摄距离,是绝对不可能在f/2.0的光圈下造成在那么小的距离内的虚化效果的。上面我截了这张图供大家简单参考。

那么究竟是什么原因令样张出现边缘虚糊呢?我们可以更确切地说这是边缘解析力的下降——实际上勿说手机,即便是消费级数码相机和入门级的单反,将光圈开至最大状态都极有可能发生这种边缘虚糊的情况。根源在光圈最大时使用镜头的几乎每个角落,在工艺上许多厂商对镜头边缘部分的处理不够细致,透镜边缘的工艺缺陷导致此问题的产生。在光学素质方面,光圈越大对整个系统的品质要求也越高,这也是许多手机为何不用f/2.0大光圈的原因,f/2.4在素质上更有优势。所以王自如的疑问是没有问题的。

另外,关于诺基亚WP手机的白平衡问题是由来已久的,不仅Lumia 920存在,Lumia 900也有。并且时有白平衡矫枉过正的嫌疑。920在夜晚拍摄能力比808好的关键所在是浮动镜片配合陀螺仪所做的光学防抖,实际上在成像纯净度上,920还是远不及808的,毕竟在针对拍照的设计方面就不是一个层级的产品

以上仅浅薄知识的论述,不当之处请高人海涵与指点。

                                                                                   (作者:欧阳洋葱)

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