一亿像素的手机和两千万像素全画幅单反哪个好?
1.单反或无反相机镜头通光口径比手机大。
2.单反或无反相机传感器面积比手机大。
3.单反或无反相机镜头解像力比手机强。
那为什么有了以上三点成像质量就更好呢?
其实,就我和大多数摄影师交流而言,他们虽然明白这三点,但却不明白这三点背后更深层次的原因…
一般人在考虑光学成像问题时,只考虑了几何光学的部分,也就是光的粒子性的部分。但是事实上,高中物理告诉我们,任何物体都具有波粒二象性,光也不例外,由于可见光的动量极小,所以可见光的波动性其实很明显,在考虑光学成像问题时,光的波动性一样要考虑进去。
作为一种波,当光通过狭缝或圆孔时,会发生衍射现象,同样的道理,光通过镜头中的光圈,也会发生衍射,以肉眼观察来看,由于光圈的直径远大于可见光的波长,所以衍射现象不明显,但是对于相机传感器上极其微小的像素点来讲,这种衍射就不能忽略了。事实上,这种衍射就导致了在传感器上并不会成像为无限分辨率的画面,而是成像出一个一个微小的光斑,成像的是有限分辨率的画面。
在相机中,当F=P/1.22λ(其中,F为光圈系数=焦距/光圈直径,P为像素尺寸,λ为光的波长)时,成像系统处在衍射极限上,此时,相机传感器刚好能够对镜头成的像完全采样,如果像素尺寸比这个大就会丢失画面细节,像素尺寸比这个小分辨率也不会提升是没有意义的。
现在主流的手机,摄像头传感器尺寸都在1/2英寸左右,这里的1/2英寸指的不是传感器对角线长度,而是有效像场的半周长,或者说是传感器对角弧的长度,这样计算下来,手机摄像头传感器的对角线长度就在8mm左右,也就意味着手机摄像头传感器的面积普遍就在30mm^2左右。而全画幅相机传感器尺寸是24mm×36mm,也就是864mm^2。主流的手机摄像头光圈系数一般都在F2左右,相机我们也按F2计算。
那么,我们可以得出在F2的光圈下,光的波长取可见光平均波长580nm,可以得到,此时处在衍射极限的像素尺寸在1.4μm,也就是像素面积在1.4μm^2,带入手机的30mm^2,和全幅相机的864mm^2,可以得到,手机镜头的有效分辨率为1500万像素,而相机镜头的有效分辨率为4亿像素,但事实上,1亿像素手机传感器的分辨率远大于手机镜头的有效分辨率,而相机传感器的有效分辨率远小于镜头的有效分辨率,所以不管手机摄像头传感器的分辨率有多高,其实际分辨率最多能赶上10年前单反的水平。
但是,手机摄像头传感器多出来的那么多像素,是完全没用的吗?也不是!
这里就要提到,一张照片画面质量的好坏,除了受分辨率的影响,也跟噪点水平有关,如果分辨率很高,但是噪点很多,看起来画面质量也会很差,而手机多出来的那么多像素目的就是控噪。跟一般摄影师朋友理解的不同,手机的控噪方法和相机的控噪方法截然相反,在相机中,传感器单个像素面积越大,感光栅极上积累的电荷数量越多,意味着信号与噪声之比更高,出现噪点的情况也就越少,所以像佳能最高端的卖好几万的1dx系列相机,像素也就在2000万这个级别。但手机截然相反,由于手机摄像头传感器单个像素尺寸本来就很小,没法做大,于是就只能把像素尺寸做得更小,这样的话虽然噪点变多了,但是噪点也更小了,整个画面噪得更细腻了,整体看起来也就没那么噪了,这也是手机摄像头的无奈之举,但是手机这种控噪方法,永远比不上相机,所以即使可以靠高像素来控噪,手机在暗光环境下噪点还是比专业的相机严重!
上面这些就决定了,镜头更大,传感器更大的全幅相机画质一定比手机好。
除此之外,还有就是解像力的问题,镜头并不是理想光学系统,会出现包括球差,慧差,像散,场曲,畸变,色散在内的相差,而这些像差无法得到控制,就会使得锐度和解像力降低。由于相机镜头纵向空间大,可以塞进去很多组镜片对这些像差予以矫正,使得成像质量很好,而手机镜头纵向空间很小,不能塞下这么多组镜片,所以像差比较大,锐度和解像力就比较低,画质也就没有相机好!
这就是为什么手机的画质永远比不上专业的单反或者单电!
1.单反或无反相机镜头通光口径比手机大。
2.单反或无反相机传感器面积比手机大。
3.单反或无反相机镜头解像力比手机强。
那为什么有了以上三点成像质量就更好呢?
其实,就我和大多数摄影师交流而言,他们虽然明白这三点,但却不明白这三点背后更深层次的原因…
一般人在考虑光学成像问题时,只考虑了几何光学的部分,也就是光的粒子性的部分。但是事实上,高中物理告诉我们,任何物体都具有波粒二象性,光也不例外,由于可见光的动量极小,所以可见光的波动性其实很明显,在考虑光学成像问题时,光的波动性一样要考虑进去。
作为一种波,当光通过狭缝或圆孔时,会发生衍射现象,同样的道理,光通过镜头中的光圈,也会发生衍射,以肉眼观察来看,由于光圈的直径远大于可见光的波长,所以衍射现象不明显,但是对于相机传感器上极其微小的像素点来讲,这种衍射就不能忽略了。事实上,这种衍射就导致了在传感器上并不会成像为无限分辨率的画面,而是成像出一个一个微小的光斑,成像的是有限分辨率的画面。只考虑了几何光学的部分,也就是光的粒子性的部分。但是事实上,高中物理告诉我们,任何物体都具有波粒二象性,光也不例外,由于可见光的动量极小,所以可见光的波动性其实很明显,在考虑光学成像问题时,光的波动性一样要考虑进去。
作为一种波,当光通过狭缝或圆孔时,会发生衍射现象,同样的道理,光通过镜头中的光圈,也会发生衍射,以肉眼观察来看,由于光圈的直径远大于可见光的波长,所以衍射现象不明显,但是对于相机传感器上极其微小的像素点来讲,这种衍射就不能忽略了。事实上,这种衍射就导致了在传感器上并不会成像为无限分辨率的画面,而是成像出一个一个微小的光斑,成像的是有限分辨率的画面。
经过我的对比。
我发现,一亿相素的手机,拍出来的相片,完全可以打败2000万相素的单反。
大家知道拍一张图片,有数码变焦和光学变焦。
当你用2000万相素的的单反拍相片时,你会发现,哪有什麼数码变焦,根本不存在。
当你用1亿相素的手机时,你才会体会到1亿相素的数码变焦的存在。
这或许就是1亿相素的手机,在拍风景时,它的价格与方便性上,完全打败单反。
但是1亿相素的手机,它的色彩泺度可能就不如2000万相素的单反了。
如果要拍颜色更锐利的,估计要用单反了。
颜色更锐利的单反,条件如下:
感光元件大。
有效相素高。(2000万以下的拍风景肯定不行)。
相比手机一亿相素,单反配上镜头,应该可以拍一些局部的特色,它的效果会好过手机。
如果是拍一般的风景,我现在想,真的应该用手机,因为手机拍的话,它功能性的方便性,可以扩展自身的不足,合十张成一张的作用,那效果,一般的单反根本就没法比,完全是浪费时间。
另外就是不要迷恋单反,现在的单反垄断性价格太高了,根本就是一种信息垄断的玩法,而且有些原厂家的镜头尽然相比於第三方镜头时,第三方厂家的镜头都是有次品特点,这些都标明你想要拍好相片,都需要有好的相机,感光元件大,好是好,但是有效相素不够一样不行。而且单反的功能不够,拍的相片根本不够看。 不如弄个微单。
暂且忽略镜头带来的影响,可以说图像传感器的好坏,差不多就已经决定了它们照片的质量。
除了厂商们目前正在大力宣传像素的高低,传感器好坏其实还取决于它感光元件的大小。
而后者在拍照中起的作用往往更关键些。
像素不难理解,传感器上用来感应光线的最小感光点就是像素。
比如一台手机的像素是 1200 万,指的就是它的传感器上有 1200 万个感光点。拍照时感光点吸收到环境的光线后,会记录下不同的颜色从而组成一张照片。
像素越多,感光点也越多,拍出的照片的解析力越就高,裁剪放大后的图片也能有不错的清晰度。
小米 CC9 Pro 一亿像素拍的王源
这样看来,像素是越高越好喽?小编只能说未必如此,因为相同数量的像素下,它们的像素面积可能是不一样的。
一块传感器拿来,你可以在上面分割出 1200 万个小方块作为感光点,再细点你也可以分割出 4800 万个小方块作为感光点。
在这个过程中,虽然感光点从数量上看是增多了,对应的像素自然也从原来的 1200 万上升到了 4800 万,但每个像素的感光面积却在变小。
这种通过牺牲单个感光面积换来像素的增多,最显著的影响就是每个像素接收到的光线变少了。
假设一块蛋糕切成三份,原本一份就足够让人吃饱;现在同样的蛋糕被切成了十几份后,虽然能喂十几个人,但他们都填不饱肚子。
同理,要是每个像素面积够大,捕捉到的光线足够多,就可以记录下更多的信息,照片的画质也会更好,反之则反。
白天光线充足的情况下可能看不出啥差距,但到了夜间,本来环境的光线就不充足,传感器尺寸越小画质就会越差。
俗话说的 “ 底大一级压死人 ” ,就是这个道理。
当它们的像素一样,单位像素的感光面积越大进光量越高,宽容度、暗光等表现会更好。
所以同样是一亿像素的手机和相机,就是因为相机的传感器更大,感光元件接收到的光线更多,拍出来的照片细节更多噪点更少画质更好。
前段时间发布的小米 CC9 Pro 手机刚宣布完搭载的 1 亿镜头之后,富士数码的官方微博发了一张图片,把小米发布会上展示的传感器 P 到了相机上,一时间迎来了不少网友调侃。
说句实话,我觉得小米 CC9 Pro 的 1 亿像素意义尽管不小,但它 1/1.33 的大底 CMOS 才是作为手机主摄比别人厉害的地方。
饶是如此,也没法和相机比,毕竟手机不是相机,体积就摆在那儿。
但也有人说 iPhone 上的 1200 万像素摄像头,拍出来的照片也不比其他 4800 万甚至更高像素的手机差啊。这是怎么回事呢?
并不是因为它是苹果有特殊的信仰加成。
其实这种现象还是得益于它单位像素感光面积比较大的缘故,保证了一定的清晰度同时,成像也足够稳定。