光学变焦、数码变焦、智能变焦- gzh845的日志- 网易博客

光学变焦、数码变焦、智能变焦

在“初识镜头”一节,我们知道现在的照相机镜头可分为两大类:固定焦距镜头和可变焦距镜头。也叫定焦镜头和变焦镜头。由于变焦镜头设计和加工比较复杂,过去,只有xx的单反相机才能用上变焦镜头。有趣的是,现在的数码相机几乎都用变焦镜头。因为传感器面积小,给镜头的设计和生产提供了很大的方便。

为什么要用变焦镜头呢?

说到底,还是为了取景,为了改变取景角度的大小。

人的眼睛长的位置很好,我们能够把前方广阔的空间和所有景物全部纳入视野。配合头部适当转动,视角很大,能够欣赏到无边的美景,是普通相机所望尘莫及的。相机的广角镜头(焦距很短),可以拍到比较广阔的视野。但周围景物会产生变形,不像视觉那么自然。

如果您平时注意汽车两边的后望镜的话,您就会尝到广角镜的变形滋味了。那两面小镜子就是广角镜,帮驾驶员拓宽视野。

超广角镜头,也就是所谓“鱼眼镜头”,有的号称能拍摄到180度的景物。其变形的情况就更加严重。

再说说长焦镜,长焦距相当一个望远镜。如果要看远方的景物,人的眼睛就不如照相机的长焦距的镜头“看”得清楚了。长焦镜取景的角度非常小。焦距越长,角度越小,远方的景物被放得越大,就拍得越清楚。

如果照相机的镜头是变焦的,远近自如,那就可以根据需要选择场景的大小了。有的变焦镜头焦距可以改变十几倍到几十倍,“一镜走天下”,何其潇洒自如!

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下面谈谈光学变焦和电子变焦(数码变焦和智能变焦)。

光学变焦是移动镜筒里的镜片,达到改变镜头焦距的目的。胶片照相机用的变焦镜头,不必声明,都是光学变焦。如果用CCD或者CMOS替代胶片,就可以进行“数码变焦”了。原理很简单:通过图像处理,将传感器中间一部分放大到和整个幅面一样大小。例如你在一台2000万像素的照相机上,把中间1000万像素的画面放大到2000万像素,就相当于把焦距伸长到1.4倍。不过它的像质只能相当于1000万像素所获得的照片。当你的相机像素很高,镜头质量也很好,在光学变焦不够用的情况下,适当采取电子变焦来补充也是可以的。

从理论上说,光学变焦的像质优于电子变焦。另外,只要镜头充许,光学变焦可以缩短焦距,扩大视角。而电子变焦只能单向“伸长”焦距,是无法“缩短”焦距的。

最近有“智能变焦”的功能出现,宣传得最多的是SONY的“高清智能变焦”。该公司称“高清智能变焦的原理是将照片({zd0}图像尺寸时拍摄)进行裁剪,而不是将照片(低分辨率时拍摄)进行放大,因此提供了更高的缩放图像质量。在捕捉雕像的微小细节或是远处的山峰时,该功能的作用十分明显。随着放大倍数增加,机器会自动从光学变焦转换到高清智能变焦,这个过程xx连续,很难察觉。”

SONY公司没有详细公开有关技术性能。据笔者猜测,该功能可能不是简单的将像素获得的信息放大,而是通过信息处理,充分利用传感器所有像素的功能,减少局部本底噪音被放大,以改善放放大后画面的质量。

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再说说变焦的使用。

广角镜用于拍摄更大的视野,长焦距用于拍摄更远的景物。这是大家所熟知的。这里要告诉您的是如何利用变焦增减xx对画面的影响。

大家都知道,因为xx关系,造成近大远小的结果。有时要给人家拍一张很滑稽的面孔,你可以用短焦距,把相机靠近某人面孔的某一部位,如鼻子,就能等到一张鼻子特大,脸部其他部位变小的滑稽照片。又如你拍集体照,为了减少前后排之间面孔前大后小的问题,拍摄者可以后退几步,拉长焦距,就能减少这种xx效应了。

    应该提醒的是,当焦距拉长之后,抖动的影响也会随着增加。一定要采取防抖措施。{zh0}用三脚架,或者启用防抖功能。

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光学变焦

英文名称为Optical Zoom,数码摄像机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。

  光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候,如下图,视觉和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉像物体递进的感觉。

  显而易见,要改变视角必然有两种办法,一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说,这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。另一种就是改变成像面的大小,即成像面的对角线长短在目前的数码摄影中,这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距,只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角,从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。

  所以我们看到,一些镜头越长的数码摄像机,内部的镜片和感光器移动空间更大,所以变焦倍数也更大。我们看到市面上的一些CMOS数码摄像机,一般没有光学变焦功能,因为其机身内根部不允许感光器件的移动,如今的数码摄像机的光学变焦倍数大多在10倍。

智能变焦

可放大变焦拍摄,不会将微粒放大,令放大的影像也能保持原有的细致质素.智能变焦因应不同影像尺寸的选择,提供不同程度的强化变焦功能.有别于数码变焦,智能变焦能保持画质与原本影像相同

高清智能变焦的原理是将照片({zd0}图像尺寸时拍摄)进行裁剪,而不是将照片(低分辨率时拍摄)进行放大,因此提供了更高的缩放图像质量。在捕捉雕像的微小细节或是远处的山峰时,该功能的作用十分明显。随着放大倍数增加,机器会自动从光学变焦转换到高清智能变焦,这个过程xx连续,很难察觉。

数码变焦

理解数码变焦之前,先要知道什么是镜头焦距:镜头焦距是相机镜头最重要的特性之一,为了让传统摄影者很容易地了解消费级数码相机的镜头焦距之意义,我们常常将其转换成 135 相机的等值焦距。镜头焦距指的是平行的光线穿过镜片后,所汇集的焦点至镜片间之距离。基本上,若是被摄体的位置不变,镜头的焦距与物体的放大率会呈现正比的关系。

  即: 放大率=影像尺寸 / 被摄体尺寸光学变焦

所以,像是 Nikon CoolPix 990 数字相机的镜头焦距为 38 mm - 115mm ( 相当于 135 相机 ),我们便说它是 3X 的光学变焦,意谓原始的镜头焦距为 38 mm,经过镜头系统的伸缩改变,{zd0}可以将镜头焦距调整到 115mm。在相同的拍摄距离下,可以将被摄体放大三倍。

数码变焦,英文名称为Digital Zoom,今日的数字相机已经演进成小型的计算机一般,内部含有操作系统,可以执行既定的程序。透过韧体上程序的演算及光学系统的配合,我们可以将被摄体再做局部放大,以插补的方式仿真出光学变焦的效果。由于数码变焦是在感光器件垂直方向向上的变化,而给人以变焦效果的。因此数码变焦必然会损耗掉影像的品质,在一般的拍摄状况下,我们都不建议使用数码变焦的功能。但我们也知道「较差的相片」胜过「没有相片」,在某些特殊状况下,我们还是会动用数码变焦的功能。

通过数码变焦,拍摄的景物放大了,但它的清晰度会有一定程度的下降,所以数码变焦并没有太大的实际意义。不过索尼独创 “智能数码变焦”,据说该先进技术,可以使图像在数码变焦之后仍然保持一定的清晰度。

一台数码相机的总变焦数计算如下:举例索尼的F717光学变焦为5倍,而数码变焦为2倍,所以{zd0}变焦数为10倍。数码相机内的数码变焦一般可以关掉。除此之外还有全新独有的Sony智能变焦功能,可放大变焦拍摄,不会将微粒放大,令放大的影像也能保持原有的细致质素。智能变焦因应不同影像尺寸的选择,提供不同程度的强化变焦功能。有别于数码变焦,智能变焦能保持画质与原本影像相同。

目前数码相机的数码变焦一般在6倍左右,摄像机的数码变焦在44倍-600倍左右,实际使用中有40倍就足够了。因为太大的数码变焦会使图像严重受损,有时候甚至因为放大倍数太高,而分不清所拍摄的画面。如果变焦倍数不够,我们可以在镜头前加一增倍镜,其计算方法是这样的,一个2倍的增距镜,套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上,那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍,即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。

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