目前的手机和相机一样,都可以在手机所拍出的照片中的EXIF信息,在JPEG格式头部插入了数码照片的信息。
前言
相信大家都发现到了一件事情,就是目前使用手记拍出来的照片,都可以在图片的属性里面,找到图片的EXIF信息。什么是EXIF呢?EXIF格式实际含义,其实是在JPEG图片储存格式的头部,插入了成像时的数据,包括拍摄时的光圈、白平衡、感光度、快门、焦距甚至时间日期、拍摄的相机或者手机的型号,等等。目前很多的手机还能在图片信息内加入了拍摄的地点信息。
可能大家注意过自己手机所拍摄的图片的EXIF信息,在焦距这一栏大多在4-8之间。单反、单电类镜头中,焦距在35mm以内的,都能成为广角镜头,而目前最广的鱼眼镜头也只有6mm,价格已经超过百万人名币。难道我们都是百万富翁吗?且不说6mm的价格,在画面上,我们手机拍出照片的成像,也只是和一般标准镜头20-30mm焦距相机的效果差不多,这是为什么呢?其实在数码类相机中,相对于老式35mm胶片的相机,都会引入一个概念-----等效焦距,会将数码类相机的参数数据,换算成标准镜头的参数数据,其结果才是其真正的参数。拿什么是等效焦距呢?我们先从什么是焦距开始说起。
镜头上的参数
目前的数码相机的焦距,大多都会出现在镜头或者机身之中。比如三星最新的跨界产品 三星 Galaxy K Zoom,在它的镜头上刻有一行字:4.4-44mm 1:3.1-6.3 24mm。这一行数字其中包含三个意思:4.4-44mm代表着镜头的实际焦距为4.4-44mm;1:3.1-6.3代表着镜头光圈范围为f/3.1-6.3;而24mm的意思,就是其最小等效焦距值为24mm。
三星Galaxy K Zoom的光学变焦镜头
三星Galaxy K Zoom可以通过镜头的伸缩,达到十倍变焦的效果,这是其作为手机和数码相机的跨界产品的代表功能。目前数码相机和手机,大多使用两种变焦方式:光学变焦和数码变焦。光学变焦的实现,是通过镜头的伸缩。借助物理的方式增加焦距,达到一种类似望远镜的效果。所以使用光学变焦的三星Galaxy K Zoom的镜头可以通过伸缩来照到更远的景物,并且在照片的质量上不会有太多的影响;而数码变焦,通俗意义上的原理和放大镜有些类似,通过直接数字放大实景图像,达到变焦的效果,这种通过感光器数字接收到的图像,在清晰度上并没有升高,反而在放大时候有所下降。目前的大部分手机的变焦方式,都是通过数码变焦来实现。
目前大部分手机都是使用数码变焦,连iPhone都不例外。
焦距这个参数先天影响着一步相机的成像效果,那什么是焦距呢?数码相机内的焦距,和光学中类似,指从镜片中心到CMOS等成像平面的距离,简单来说,就是点与面的距离。
先天因素之一
焦距在先天影响着成像效果的重要因素之一----水平视角。以过去的35mm胶片相机为例,其胶片尺寸一般为36×24mm,这样的胶片相信大家小时候在照相馆经常见到。假如一枚焦距为24mm的镜头安装在35mm的胶片相机上,则其可是角度为74°,这枚镜头可以称得上是广角镜头。
焦距原理示意图
而一枚72mm焦距的镜头安装在35mm的胶片相机上,其可视角度将降为28°,可以把远处的物体放大,但是可视角度较广角镜头狭窄了非常多,所以这枚镜头可以称得上是长焦镜头;而目前手机拍出的照片,大多EXIF信息中焦距一栏的数字非常的小,但这个并不是意味着这款手机使用了广角镜头,甚至鱼眼镜头。借小沈阳一句话:这是为什么呢?因为手机使用的感光元件并不是标准,目前的相机感光元件标准都是以全画幅相机为准,或者可以说,以以前的35mm胶片相机为准。
老式35mm胶片
作为相机产品的老前辈,35mm胶片相机在业内的地位无人能撼动,现在还有许多摄影爱好者使用这类相机进行创作。目前的全画幅相机也是使用了36×24mm大小的感光器元件,简单来说,这货可以把人眼所看到的所有东西都拍下来,一个都不漏。而目前的数码类相机的感光元件,大多都小于全画幅相机36×24mm这样的感光器元件尺寸,所以在同焦距带来的可视角度上,小了非常非常多,所以等效焦距的存在,不同规格的相机和镜头之间进行比较时,提供了一个标准的依据。这个公式很简单,用全画幅相机的感光元件的对角线长度,除以手中设备的感光元件的对角线长度,得出的系数就是这部设备的等效焦距转换系数,用这个转换系数乘以该相机拍出的照片实际焦距,得出的数字就是该照片的等效焦距数值。
转换方式
那这个等效焦距是怎么样使用呢?一般来说,只要知道该款相机的感光元件尺寸就可以了解。相对于单电或者单反,手机相机的等效焦距在计算方式上并没有区别,只是部分数据的单位换算不一样。一般来说,一英寸的长度换算成我们常用单位--毫米,是1in=25.4mm,但是手机中的感光元件缺不同,它仍然沿用了上世纪使用在CRT显示器上的换算方式,针对没有参与成像的真空管区域不计算在内,所以在手机相机的感光元件的换算过程中,1英寸实际上被换算成了16mm。
在前文我们提到,作为标准的全画幅相机的感光元件,他的尺寸是36×24mm,按照勾股定理,其平面的实际对角线长度大约为43.2mm。以目前旗舰类手机使用的最多的SONY IMX214堆栈式CMOS图像感光器为例,用1英寸换算成16mm带入,其CMOS对角线实际约为5.22mm,而目前大部分感光元件长宽比基本为4:3,然后通过勾股定理不难得出其尺寸约为4.2×3.1mm。
部分尺寸CMOS的转换系数
可能到这里读者会有些疑问,为什么IMX214官方数据说明的对角线长度为5.867mm,与我们前面计算出的数字不相符呢?其实目前很多厂商在标注1英寸一下的CMOS感光元件尺寸的时候,会将未参与成像的部分CMOS感光元件面积计算在内,从而导致官方提供的感光元件尺寸,要比我们实际计算出的尺寸数值上大。所以IMX214堆栈式感光元件实际上尺寸约为4.7×3.5mm,对角线长度约为5.867mm。
vivo Xshot采用了Sony IMX 214堆栈式CMOS
既然知晓了这款CMOS的尺寸,我们也可以计算出我手中这不vivo Xshot的转换系数了。已知全画幅相机的CMOS对角线长度约为43.2,而Sony IMX214堆栈式感光元件的对角线长度约为5.867,43.2/5.867的计算结果约为7.36。这就是vivi Xshot的的感光元件转换系数。
使用vivo Xshot所拍样张信息
在以上使用vivo Xshot 拍摄的照片EXIF信息中,我们看到这张照片的焦距约为5mm,根据转换公式,5×7.36就可以得出这张照片的等效焦距36.8mm。
结语
等效焦距对于手机用户的真正意义,在于知晓了自己手机感光元件的大小,只要通过手机拍摄一张照片,利用照片的EXIF信息就可以判断出,自己的手机摄像头是否为广角。
诺基亚 808 PureView
手机上焦距的数值,无论是数码变焦还是光学变焦,其数值都是先天硬件所限定的。但是等效焦距这个名词,并不意味着您的手机和单反的某些参数是一致的。在某种意义上来说,在视角和景深等因素上,这个数据也只是接近,而不能算是完全一致。
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