拍张照就知道 揭秘手机摄像头广角数值

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  每一篇严谨的评测都需要客观真实的数据作为支撑,中关村000931股吧)在线手机事业部的评测自然也不例外。经常关注我们评测文章的朋友都知道拍照是一篇全面评测中必不可少的测试项,而为了更加真实展现一款手机的拍摄参数,我们在实拍样张的下方都会附上EXIF信息以备网友参考。

  不过有网友在看到我们样张的EXIF信息时产生了一点疑问:为什么手机摄像头的样张焦距只有区区几毫米,却能够实现与相机十几甚至二十几毫米接近的视角呢?为此笔者选择了三款设备(nubia Z5S mini、佳能EOS 600D+18-135 IS Ⅱ、索尼α7+FE 24-70)在同一角度各自拍摄了一张照片,并同时保留了EXIF信息。

  可以看到三张图像的视角十分接近,但EXIF上显示的焦距数字却有很大不同。nubia Z5S mini显示的焦距只有5mm,佳能EOS 600D显示的焦距是18mm,索尼α7显示的焦距则是28mm。那么为什么会出现同一视角焦距不同的问题呢?其实这里面涉及了一个叫做等效焦距的概念,今天的文章中笔者就来简单介绍下等效焦距这个概念。

  此外,现在不少手机厂商在发布会上动辄就声称自己的产品摄像头能实现多少毫米的广角,弄得消费者云里雾里晕头转向却没办法证实厂商的宣传是否有水分。今天笔者教大家一个方法,稍加计算就可以验证厂商宣传的数字是否“掺水”。

  我们知道,每枚镜头都有其固定的焦距,叫做物理焦距。无论这枚镜头是安装在全画幅机身、APS-C画幅机身还是手机上(假如可以的话),它的物理焦距是不会改变的。以今年推出的三星GALAXY K zoom为例,在它背面的镜头下方印有“4.4mm-44mm”的字样,这指的就是这枚镜头的物理焦距。当然除了这种数码相机般的智能手机外,绝大多数的智能手机是不会将物理焦距标注在镜头附近的,不过如果您手中有单反相机的话可以留意一下镜头正面或是镜身上面的标记,上面表示的就是这枚镜头的实际物理焦距。

  任何事物都有一套统一的标准,放到焦距身上也不例外。在当今的数码时代,厂商都将35mm胶片机的感光元件尺寸(36*24mm)作为全画幅感光元件的标准尺寸。不过由于36*24mm感光元件的成本较高,相机厂商开始大力推广基于35mm胶片机感光元件但尺寸相对较小的APS-C画幅相机。但同时这也造成了焦距标准的混乱,为了统一焦距的标准,于是人们想出了“等效焦距”这一名词来给那些小感光元件的设备进行焦距的换算。

  上面是一张常见的感光元件尺寸对比图,但请注意只有比例是正确的,并不代表实际的尺寸。抛开不常见的大中画幅不谈,我们以所谓“行业标准”—36*24mm的感光元件作为标尺来看,仅次于它的是佳能的APS-画幅(但事实上现售的佳能产品已经没有这一CMOS尺寸)。尼康和佳能的APS-C感光元件虽然名称相同但实际画幅大小尼康要稍大一点,“单反备机”—佳能G1X和G1X Mark Ⅱ搭载的是1.5英寸的CMOS。

  对于绝大多数智能手机而言从1/1.7英寸开始才是它们的舞台(抛开1/1.2英寸的诺基亚808不谈),索尼、金立、IUNI等厂商目前已经使用1/2.3英寸(等同于大部分消费级卡片机)的感光元件尺寸,而主战场现在仍然是1/3英寸这一领域。

  可能看到上面这个图大家已经蒙圈了,这么多不同尺寸的感光元件怎么衡量等效焦距呢?这里我们再引入一个概念叫做“转换系数”,等式为:物理焦距×转换系数=等效焦距。转换系数的计算方法很简单,用全画幅感光元件的对角线长度÷你手中设备的感光元件对角线长度(手机相机均可),这个比值就是焦距转换系数。接下来我们以相机和手机各举一个实例来看看焦距转换系数是怎么得出来的。

  先以用户数量巨大的佳能相机为例(毕竟光EOS系列产量已经破7000万),我们知道佳能全画幅相机的感光元件长宽分别为36mm和24mm,设对角线,即佳能全画幅相机感光元件的对角线mm。同时我们也知道佳能APS-C画幅相机的感光元件的长宽分别约为22.3mm和14.9mm,同理计算可以得出佳能APS-C画幅相机感光元件对角线,熟悉佳能相机的人们都知道这正是佳能APS-C画幅相机的焦距转换系数(顺便说一下尼康索尼宾得的APS-C画幅相机焦距转换系数是1.5)。

  说完了机身我们再拿镜头说话,玩相机的朋友恐怕对所谓的“红圈装X加成”并不陌生,佳能的L系列镜头上有显著的红圈标记,这代表了L镜头的高素质,但同时也隐藏着“装X属性”。笔者身边就不乏佳能APS-C画幅机身搭配经典红圈头EF 24-105 F4L或是EF 17-40 F4L的用户,固然APS-C画幅机身可以兼容EF镜头,但其弊病也是显而易见的。

  以佳能EF 24-105 F4L镜头为例,当其安装在诸如EOS 6D这样的佳能全画幅相机时,其实际焦距就等于镜头上标注的焦距,即广角端24mm,长焦端105mm。而将其安装在佳能APS-C画幅相机上时,就需要在物理焦距的基础上各乘以焦距转换系数1.6,这样,其等效焦距就变成38-168mm,广角端几乎丧失殆尽,这也就是为什么很多人在APS-C画幅相机上挂24-105后发觉广角端不够广,因为38mm无论如何也称不上“广角”两个字。因此除非您只是用APS-C画幅相机过渡、未来必上全幅,否则笔者并不建议这种配镜方案。

  说了半天相机还是回到自己的老本行手机上来,事实上手机摄像头感光元件焦距转换系数的算法与相机是相同的,但有一点区别就是手机的感光元件对角线长度算法发生了变化。一般来说描述一块感光元件的尺寸都是以长宽毫米数相乘来表示的,不过大多数消费级卡片机和手机中的感光元件采用的是“1/XX英寸”这样的表示方法。但请切记,这里的1英寸可并不是通常意义上的25.4mm,而是另有文章。

  看到这里相信对大家来说计算手机感光元件的尺寸就不算是难题,以笔者所使用的nubia Z5S mini为例。nubia Z5S mini内置的是索尼IMX135感光元件,尺寸为1/3.06英寸。按照之前介绍的算法,17÷2.37.39。已知索尼IMX135的长宽比为4:3,设感光元件的长为4x,宽为3x,则有(4x)2+(3x)2=7.392。可得x1.47,乘以系数,可知1/3.06英寸感光元件的尺寸约为5.9×4.4mm。

  佳能EOS 600D+18-135 IS Ⅱ样张(物理焦距18mm等效焦距约29mm)

  那么,nubia Z5S mini的焦距转换系数就是43.2÷7.395.85。我们再回到文章开始时候贴的三张实拍图上,可以看到nubia Z5S mini样张EXIF显示的焦距为5mm,则其等效焦距为物理焦距5×焦距转换系数5.8529。佳能EOS 600D+18-135 IS Ⅱ的样张焦距为18,等效焦距为物理焦距18×焦距转换系数1.629。而索尼α7本身是全画幅感光元件没有转换系数一说,因此28mm的物理焦距就摆在这里。三张照片虽然由不同CMOS尺寸的设备拍摄,但由于等效焦距近似,因此图像视角也就接近。

  这样看来,只要用户掌握了某款手机的感光元件尺寸(官网大多可以查到),就可以计算出感光元件的对角线长度,继而得出焦距转换系数。用手机实拍一张照片,用照片EXIF信息中的焦距乘以转换系数,就能够判断这款手机摄像头的广角端到底有多少mm。

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