等效焦距和变焦倍数（你才知道三倍光变好在哪）

前言：

随着手机镜头技术和图片后期处理技术的进步，手机摄影的概念逐渐诞生，并无疑成为了摄影行业不可分割的一部分，因此手机镜头参数也成为了衡量一个手机品牌好坏的重要因素之一。我们常常听到各种各样的相机参数，但是这些个参数分别代表什么呢？手机镜头参数与相机的参数有什么关联呢？

为了回答文章开头的问题，我们先从最基础的来说。

焦距：

学过初中物理的肯定都知道焦距，它是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离，也就是镜片中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距离，记为“f”。

如果你在相机的英文规格书上看过“f =”，那么后面接的数码通常就是它的焦距长度。如：“f=8-24mm，38-115mm(35mm equivalent)”，就是指这台相机的焦距长度为8-24mm，同时对角线的视角换算后相当于传统35mm相机的38-115mm焦长。一般而言，35mm相机的标准镜头焦距长度约是28-70mm，因此如果焦长高于70mm就代表支持望远效果，若是低于28mm就表示有广角拍摄能力。

来看一下物体到透镜中心的距离u、像的正倒、像的大小、像的虚实、像到透镜中心的距离v、应用实例、物距和像距的关系（u是物距 v是像距 f是焦距），如下图：

因此可知在手机相机中，物距u是远大于二倍焦距2f的，要想成像，像距时必须满足焦距f<像距<2f这一条件的，因此这也影响了手机尺寸的设定。

变焦：

变焦，顾名思义就是改变焦距，那么手机摄像是如何改变焦距的呢？这就涉及到了“光学变焦”与“数码变焦”以及“双摄变焦”等。

光学变焦：

光学变焦就是利用镜头的伸缩达到类似望远镜的效果，为了拍摄方便，人们设计出了变焦镜头，变焦镜头能够改变焦距，能将拍摄物拉近或推远。如果一个变焦镜头它的短焦距是28，远焦距是70，70除以28约等于3，那么它就是3倍变焦的镜头，如果变焦镜头的短焦距是28，长焦距是150，150除以28约等于5，那么它就是5倍变焦的镜头。

说的简单点光学变焦就是在手机镜头上加了个精准的望远镜，而望远镜的作用大家都知道，看的更远，所以光学变焦的作用也很简单，能照的更远的景物，而且不会影响照片的质量也就是说照片的分辨率与画质不会变。

但是，光学变焦也有自己的劣势。一方面，光学变焦镜头相比非光学变焦镜头来说，制造成本要高很多。另一方面，光学变焦镜头在进行长焦拍摄时，由于身体或者手部震动而对画面的影响就将会更加大，因此长焦拍摄时画面模糊的几率往往更加大。但个人认为这些缺点均不足以抗衡它的优点。

数码变焦：

广义上来说，数码变焦其实有两种：一种是狭义上的数码变焦，另一种是指应用诺基亚公司PureView技术的数码变焦。

一．狭义上的数码变焦：

它是通过数码相机内的处理器，把图片内的每个像素面积增大，从而达到放大目的。通俗来说，就是你拍了一张照片，然后用剪子把它剪成想要的那部分，在用放大镜去看。只不过这个步骤是在数码相机内进行的，把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用"插值"处理手段做放大,将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。

如上图，我们可以看到，图片放大后，图像就不清晰了。

二．诺基亚Pureview技术：

PureView技术其实就是“超采样”过程。其核心部分就是将4100万像素的图像“浓缩”到500万像素的图像。在实际过程中，每8个像素点会被整合成一个“超级像素点”，PureView技术除了惊人的像素值以外，还有高质量的光学技术和智能图像处理技术。但是，由于极大的像素数量，4100万像素传感器的体积也会相应增大。

PureView技术也称无损数码变焦。在拍摄时，手机会以500万像素级别显示图像，当你放大图像时，“超采样”程度就会减小，直到一个“超级像素点”还原成普通像素点为止。这个过程不同于一般数码变焦采用的插值计算法，不会损失图像精度和清晰度。可以称之为“暴力”的数码变焦方式。

好了，根据上面的介绍，可以看得出来对于图片质量来说，光学变焦是优于普通数码变焦的。前方铺垫了这么多，现在我来交代一下为什么三倍数码变焦会优与二倍数码变焦，以及，同为无损变焦的话，是不是变焦倍数越大越好呢？

同为光学变焦，变焦倍数越大自然意味着看得越远，看得越清晰。那自然而然，3倍光学变焦要优于2倍光学变焦。但5倍呢？10倍呢？50倍呢？（50倍的手机变焦确实牛逼，连摩天轮上的***也看得一清二楚，手动滑稽），既然我说了倍数越大意味着看得越远，越清晰，那我也不否认，如果只看这两点的话，那确实是倍数越大越好（但要保证图片的清晰度）。但我为什么对3倍光学变焦情有独钟呢，那就不得不提“扫街”这两个字了。

扫街：

“扫街”对于摄影师来说，是一种成本最低的拍摄方式，也就是在街头抓拍各种各样的瞬间，这非常具有及时性，同时器材也是越简便越有利，尽管也还是有很多人喜欢用单反“扫街”，但是运用手机的比例也在慢慢上涨，这各有各的好处，见仁见智。很多摄影大神都喜欢扫街，扫街拍摄也是纪实类摄影很重要的一个组成部分。

那么扫街需要准备些什么呢？一机一镜就够了，足以完成大多数情况的拍摄。一镜是什么镜呢？摄影圈广泛推崇的就是24mm到85mm这个焦段，并且，50mm焦距的视角是最接近人眼，且效果比较好的。

1、“扫街”不同于旅行拍摄，不需要把街头的事物统统记录下来。用不着“一镜走天下”。相反，“扫街”正是一个了解特定焦段镜头成像特色(透视、畸变、景深等)的机会不通过手变焦，而是通过人为改变位置变焦来达到改变视野的目的，让摄影更有乐趣和魅力。

2、定焦镜头通常拥有相对较大的光圈，能提供更高的快门速度，这在以抓拍为主的“扫街”拍摄中，更能清晰地定格影像瞬间。通常人们选择晚饭后上街溜达，这时天色渐暗，大光圈的优势就更明显了，此外定焦镜头成像更好，大光圈带来的氛围感也更浓。

3、使用定焦镜头时视角固定，从而一定程度上限制了我们拍摄的题材，避免了使用变焦镜头一会儿用长焦端拍局部一会儿又用广角端拍整体的拍摄方式，这样能静下心来更加专注地拍摄，出片风格也更统一。

等效焦距：

说了这么多“扫街”，那它和手机三倍光学变焦有什么联系呢？是因为，手机三倍变焦所显示的画面与相机定焦扫街的视角是最接近的，也就是说，它和人眼的视角也是最接近的。那么手机镜头的等效焦距如何计算呢？

首先需要引入一个标准，用于衡量实际等效效果，就以目前最常用的全画幅相机作为标准：

转换系数=全画幅相机对角线长度÷感光元件对角线长度

等效焦距=物理焦距×转换系数

注：全画幅相机的对角线长度约为43.27mm；焦距就是CMOS到镜头聚光点的距离。需要注意的是，相机中的英寸并不能用我们常见的25.4毫米作为换算，而是用16mm（上世纪中后期，真空管是电视摄像机的感光元件，真空管的外部有一个玻璃罩。真空管的外径虽然包括了玻璃罩的厚度，不过这一层罩子显然没有参与成像，因此实际成像区域只有16mm。）。

那好，现在我们根据换算公式来分别计算一下一加6T和一加7Pro后置镜头的等效焦距。

我们先以佳能相机为例，已知佳能全画幅感光元件长宽分别为36mm和24mm，设对角线长为x，依勾股定理，有36² 24²=x²，可得x≈43.27，即佳能全画幅感光元件对角线长约为43mm。而佳能APS-C画幅感光元件的长宽分别约为22.3mm和14.9mm，同理可得佳能APS-C感光元件对角线长约为27.2mm。二者的比值约等于1.6，而这正是佳能APS-C画幅的转换系数。

以佳能EFS 18-135mm镜头为例，当其安装在佳能全画幅相机时，其实际焦距就等于镜头上标注的焦距，也就是广角端18mm，长焦端135mm。而将其安装在佳能APS-C相机上时，需要在物理焦距的基础上各乘以转换系数1.6，这样，其“等效35mm”焦距就变成28.8-216mm。这也就是很多人在APS-C相机上发觉广角端不够广的原因，因为实际上即使是18mm端的视角也仅仅相当于全画幅相机28.8mm的视角。

因此，查找一加官方信息，我们发现一加6T与一加7Pro后置摄像头的参数如下。

查找信息得：Sony IMX 519、Sony IMX376K、Sony IMX 586三者的感光元件尺寸分别为1/2.6、1/2.78、1/2英寸。那么计算得：三者的感光元件的对角线长分别为6.15mm、5.76mm、8mm。进而，其转换系数分别为7.04、7.51、5.41。并且通过检测软件，我发现一加7ro的长焦镜头型号是三星的S5K3M5（有效像素为1300万，而非800万），并且我们知道S5K3M5的感光元件尺寸为1/3.4英寸，对角线长也就是5.29mm，那么其转换系数约为8.2。

再分别用6T和7Pro拍两张图片如下，分别为单倍与二倍，单倍与三倍。

6T拍摄，单倍，二倍

从图中可以看到，当用6T拍摄时，不管是单倍，还是二倍，其物理焦距均为4.25mm，这一点我确实没有想到，个人认为6T的二倍变焦应该不是完全光学变焦，就算我们认为它是由不同镜头拍摄得到（实际测试中，不管是单倍还是双倍，均为主摄像头为主，副摄像头为辅），那么计算得到其等效焦距分别为：29.92mm和31.92mm。那么显然也不是二倍的关系。这也印证了一加官方给出的二倍无损变焦的说法，如果只提无损不提光学的话确实如此。

7Pro拍摄，单倍，三倍

再来看7Pro拍摄结果，单倍拍摄时其物理焦距为4.76mm，三倍拍摄时，其物理焦距为6.95mm。计算得到主摄的等效焦距为25.75mm，长焦的等效焦距为57mm。57除以25.75计算约等于2.2。当然，得到的结果全部是按照长焦镜头为1300万像素计算所得，但是，也不能够去说一加官方所给的参数是假的，因为如果按照长焦镜头为800万像素计算的话，那么计算得变焦倍数实际确实为2.8倍，约等于3倍。（举个例子：你去买房子，售楼处告诉你这个房子100平方米，你按照100平方米的价钱买下了这套房子，等你提房时，你看到你买的房子除了室内100平方米以外，还多了一个10平方米的独户走廊。这时你会去质疑售楼处多给了你10平方米的空间吗？虽然这个走廊不允许你摆东西，但他也确实就是你家的啊。）

对于此类问题，我们也可以在网上看到一加官方给出的回复：一加官方表示，长焦镜头会根据使用切换视角，在进行三倍变焦时，长焦会提供无损的800万像素，而人像模式则会利用全部的1300万像素。

总结：

根据以上计算，我们可以得到，三倍变焦的等效焦距约为57mm，在24mm到85mm焦段之内，且接近50mm，那么也就证明了，拿着一加7Pro的三倍光学变焦扫街是很适合的。扫街的精髓就在于街上人的面孔和故事，一机一镜的“扫街”模式以后就只需要一部三倍无损变焦的手机就可以搞定了。

“扫街，是一种热爱”

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