数码相机变焦 一文看懂光学变焦和数码变焦

数码相机变焦(在一篇文章中了解光学变焦和数字变焦)

也许你是摄影师，也许你是摄影爱好者，或者是对摄影略知一二的入门级用户，你或多或少都听过。缩放”这个词。此外，可以理解变焦分为“数字变焦”和“光学变焦”。这两种变焦有什么区别？如何实现相机上的几十倍变焦？这篇文章将详细解释一下数字变焦和光学变焦。

什么是缩放

光学变焦

数码变焦

缩放动作

缩放倍数

差异化应用

结论

什么是变焦？让我们看一张运动图片，直观感受变焦效果:

变焦相机拍月亮

所谓变焦，从字面上可以理解为焦距的变化。熟悉镜头的朋友对焦距的概念并不陌生。我们说的50 mm和85 mm镜头都是焦距。焦距的变化意味着画面中物体的大小变化。焦距增大，视野变窄，画面中物体的比例增大。所以在拍摄的时候，我们只需要随意扭动变焦环进行放大缩小，完全不需要移动我们的位置。

转动变焦环直接改变取景画面

相机的变焦通常是通过转动镜头的变焦环来实现的。一些紧凑型相机需要调节相机上的变焦杆来控制镜头电机，实现变焦。不同的相机有不同的变焦方式，甚至有的相机在变焦停止后还能继续放大。这背后的原理是什么？让我们具体看看光学变焦和数字变焦。

我们之前提到的通过改变镜头焦距的变焦模式叫做光学变焦。因为实现光学变焦的原理是通过改变变焦环来改变镜头内部的镜头位置。所以我们一般听说人们会把镜头变焦，就是说可以通过在镜头内部移动镜头来改变焦距的镜头。

镜头光学变焦原理示意图

我们常见的24毫米-70毫米镜头可以在24毫米和70毫米之间随意更换。我们可以在取景器中直观地看到相应场景的变化。通常，变焦镜头需要一个额外的变焦镜头组，所以它的尺寸和重量都比定焦镜头大。不同的镜头有不同的变焦设计原则，包括内部变焦和外部变焦，所以镜头能否变焦不能简单地以镜头能否拉伸来判断。例如，尼康70-200镜头的长度在整个变焦过程中不会改变。

我们可以从字面上理解所谓的数字变焦，它是通过相机内部的数字原理而不是光学原理来实现的。数码变焦时，相机会剪切当前图片并放大。当放大时，相机会在放大后填充空的缺失像素，因此称为数字变焦。数字变焦原理导致变焦后图像质量严重损失。

如果不让相机剪切图片进行缩放，可以尝试用软件剪切拍摄的照片，深圳生活网也能获得同样的缩放效果。如果你有一个高像素的机器，你仍然可以得到更好的结果，当你剪照片两次。需要注意的是，剪切后的图片分辨率会明显下降，尤其是想要大尺寸打印第二次剪切后的照片时。

数码变焦效果也可以通过后期切割获得

说到变焦的作用，我们首先了解到镜头焦距的变化有以下影响:

视角的变化，即视角宽度的变化，焦距越长，视角越窄，焦距越短，视角越宽。所以变焦镜头最大的功能就是视角灵活，可以在不改变拍摄者位置的情况下，将画面拉远拉近。比如拍摄运动或者野生动物的时候，可以用长焦来拉近拍摄对象。而风景园林等学科则用广角镜头接收更多的风景。

视角的变化，即广角端会形成一种近大远小的透视感，而长焦端则会在空之间形成压缩感。广角透视可以形成强烈的视觉冲击。长焦端空之间的压缩，适合拍摄人像、静物等主题突出的画面。

景深的变化，熟悉景深原理的朋友一定知道，不仅镜头的光圈大小影响景深，镜头的焦距也影响景深。焦距越长，景深越浅，焦距越短，景深越大。所以用一些长焦镜头拍摄时，即使光圈不是很大，也能得到明显的背景模糊效果。比如70-200镜头，即使光圈值为f/5.6，在200端也能获得明显的背景模糊效果。

不同焦距的光学变焦除了视角不同外，视角也会有不同的变化

以上三种功能仅限于镜头的光学变焦，而数字变焦只能改变视角，不能改变视角和景深。

我们经常在一些相机的广告中看到这样的描述:某个相机有一定的变焦，比如10X、30X等。有些人看到这些内容会觉得有些困惑。这是什么意思？在镜头的光学变焦中，变焦倍率或变焦比是指最长焦距除以最短焦距的比值。比如尼康200mm-500mm镜头的变焦因子是500/200 = 2.5x，这就叫变焦因子。变焦因子越大并不意味着焦距越长，而是变焦范围越大。比如尼康28毫米-300毫米镜头的长焦端虽然不如200-500，但变焦因子已经是10倍变焦了。所以，选择变焦系数高的相机，并不一定意味着能拍多远，只意味着从广角端到长焦端的跨度有多大。

等效焦距与变焦因子关系及效果示意图

我们市场上常见的高变焦机器都是小底尺寸的产品。这种设计的优点是可以保持相对较小的机身尺寸，获得更大的变焦因子，尤其是长焦端可以“赚”很多长焦。

紧凑型高变焦相机尼康Coolpix B600相机

以尼康Coolpix B600为例，采用1/2.3英寸CMOS可以获得24毫米-1440毫米的等效镜头视角。配置的镜头其实只有4.3 mm-258 mm的变焦范围，这里要提的一点就是所谓的“赚”，长焦范围只是从透视上赚的，其他长焦带来的透视和景深没有变化。

等效焦距和摄像头视角展现深圳生活网的用心

我们已经系统地了解了光学变焦和数字变焦的相关内容。差别非常明显。首先，光学变焦在图像质量方面比数字变焦有很大的优势。光学变焦可以让你在不损失画质的情况下获得更宽的视野，还可以改变视角和景深。数字变焦是以牺牲图像质量为代价来获得长焦等效视野的。注意只是视野的变化，没有其他视角或景深的变化。简单的方法就是找张照片放大，相当于数码变焦。

与光学变焦相比，数字变焦在相同视场下，图像质量有明显的损失

两种变焦方式不能简单的判断好坏。虽然在光学变焦中可以获得无损耗图像质量的宽视野，但需要额外的变焦镜头组，这意味着额外的成本和体积。只要你的像素够高，还是可以通过裁剪得到很好的画面效果，不需要额外的镜头组参与。比如徕卡Q系列采用28毫米定焦镜头，在Q2时代采用4700万像素传感器，通过数码变焦可以获得28毫米以外35毫米、50毫米、75毫米的视角。当然，随着等效焦距的增加，总像素会明显减少:

28毫米视角4700万像素

35毫米视角3000万像素

50毫米视角1500万像素

75毫米视角660万像素

徕卡·Q2使用高像素来实现定焦镜头的变焦效果

变焦的发明对拍摄具有非凡的意义。我们可以在不改变深圳生活网拍摄位置的情况下，随意改变拍摄角度。特别是对于一些不方便靠近被摄体的情况，变焦镜头可以快速拉近被摄体。但是我们必须记住光学变焦和数字变焦的区别。特别是，请记住数字变焦会损害图像质量。我们买一些紧凑型相机的时候，广告商为了提高宣传力度，摩擦了数码变焦的变焦因子。当你使用变焦功能时，光学变焦会继续放大图片，这实际上是数字变焦。如果不喜欢这个功能，通常会有禁用数字变焦功能的设置。

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