有没有想过,为什么现在手机上,摄像头越来越多?!
手机镜头是不是越多,拍摄的画面就越清晰?!

某品牌手机
而且好像你平时用手机拍照,抬手就拍也没考虑过其它镜头怎么用。甚至用了很久的手机,完全忘了手机有多个镜头这事。
你总不想花了大价钱购买的手机,只用了半价的功能吧。
那在接下来的章节中,我们科普一下手机摄像头的基础知识。

多镜头手机
在了解多镜头功能前,我们先来讲两个关键词: 数码放大 和 光学放大 (专业点的说法,应该叫 数码变焦 和 光学变焦, 此处暂且叫放大和拉近)
我先从手机拍照日常使用开始。

手机日常拍照
当你拍摄远处物体时,是不是习惯用两个手指在手机屏幕上张合,“拉近”远处物体,或者通过手指张合的方式“放大”画面?!

张合手指的方式放大
现在明确告诉你,这种单颗镜头下“拉近”“放大”物体或画面,已经造成了画质损失,清晰度下降。(当然现在的多镜头手机非常智能,在你手指拨动放大画面时,会自动切换镜头,但在切换到关键镜头前,画质依然受损)
我们先看看相机组件结构简图

黄框为CMOS,蓝框为镜片组
相机组件由镜片组(蓝色框选)+ CMOS传感器(橙色框选)两个主要部分组成。 被摄画面透过玻璃镜片组,投射到CMOS传感器上,这块半导体传感器负责把光信息转换成电子信息(具体工作原理此处不作深入探讨),记录在相机里,由此我们得到了一幅画面。

CMOS记录画面
我们经常说相机有xxxx万像素,这个像素就是指这块半导体传感器CMOS上,所容纳有效像素点的总量。

密布的像素点群记录了一幅画面的信息。(详细介绍可以翻看老愚前面文章关于屏幕和相机像素点的文章)

老愚之前头条文章
比如现在手机后置镜头是1200W像素,也就是说我们手机上的这块CMOS传感器记录画面的有效像素点有1200W个。 当我们拍摄照片时,要放大照片中黄色框选物(见下图)

全图
也就是在这总量1200W像素中框选了黄框内的像素,并把这个矩形范围内的画面裁切下来,再填满整个手机屏幕。
这就意味着这个矩形框以外的像素被丢掉了。剩下的框内像素已经没有1200W,剩下不足1200W像素的画面再放大,可以看到各种色块、马赛克、以及各种画面上的纰漏。 画质大幅下降, 就算通过一些程序把剩下不足1200W像素的画面通过算法按比例放大(插值放大),画面清晰度依然没有裁切前清晰。 这时你通过拨弄屏幕放大的照片已经劣质化,就是清晰度下降!

黄色框选区域放大
再来一例

全图
放大拉近后

数码放大后
这就是 数码放大!
(有朋友可能会觉得,“放大后,画面似乎还行”。没有对比就没有伤害,接下来的段落,我们再对比光学放大。)
我们再来看看 光学放大 (严格来讲,这应该叫变焦,后续我们会讲到焦段概念,此暂且叫放大)。 我们刚刚提到相机组件的结构分两个部分,一个是玻璃镜头组,一个是CMOS。

蓝色框光学镜片组
“光学放大”是调整前面的玻璃镜片组之间的间距(单反、微单惯用放大方式),
或者切换另外一颗不同镜片结构的镜头(手机上多个镜头,各自有各自的放大倍率),把被拍摄物体通过玻璃镜片放大。
而不是把镜片组后面的CMOS传感器获取的数据(橙色框选区域)计算放大。就像你在看书,书上面印刷的文字太小,你看不清楚,于是你拿出了放大镜。 而不是因为文字太小,你去想办法手术你的视网膜。
接着上一组示例

全图

数码放大

光学镜片放大
第三张光学放大,画面是不是锐利清晰很多。
再来几组

全图

数码放大

光学放大

全图

数码放大

光学放大

全图

数码放大

光学放大
你可以这样理解
数码放大:你在一块白手绢上画了一只猫,画好以后你觉得手绢上的猫画太小了,为了把猫放大一倍,你试着去拉扯手绢,想把手绢再扯大一些。
光学放大:你在画猫时,直接把猫画大一倍。
最后再来一组

全图

数码放大

光学放大
好了,有个这个基础知识,下一篇我们继续聊现在的手机为什么多个摄像头。
跟老愚一起慢慢科普数码设备基础认知:手机系列
“我们不需要对电子设备背后的运行方式研究多深,我们只需要知道个大概逻辑为我所用”!