也許你是一個(gè)攝影師，也許你是一個(gè)攝影愛(ài)好者，或者是一個(gè)對(duì)攝影略有了解的入門級(jí)用戶，你都或多或少的聽(tīng)過(guò)"變焦"這個(gè)詞兒。更進(jìn)一步可能了解了變焦分為"數(shù)碼變焦"和"光學(xué)變焦"。具體這兩種變焦到底有什么區(qū)別？相機(jī)上幾十倍變焦是怎么實(shí)現(xiàn)的？本文就來(lái)詳細(xì)解讀一下關(guān)于數(shù)碼變焦和光學(xué)變焦這點(diǎn)兒事兒。

文章導(dǎo)讀

• 什么是變焦

• 光學(xué)變焦

• 數(shù)碼變焦

• 變焦作用

• 變焦倍數(shù)

• 區(qū)別應(yīng)用

• 結(jié)論

什么是變焦

什么是變焦，我們先看一個(gè)動(dòng)圖來(lái)直觀的感受一下變焦效果：

變焦相機(jī)拍月亮

所謂變焦，我們從字面上可以理解為焦距改變，熟悉鏡頭的朋友對(duì)于焦距的概念并不陌生，我們所說(shuō)的鏡頭50mm,85mm就是焦距，焦距的改變意味著畫(huà)面中物體大小的改變，焦距變大的時(shí)候視野變窄，物體在畫(huà)面中所占比例變大，焦距變小的時(shí)候視野變大，物體在畫(huà)面中所占比例變小。所以我們?cè)谂臄z的時(shí)候只需要擰動(dòng)變焦環(huán)就可以隨意放大縮小畫(huà)面，根本不需要移動(dòng)自己的位置。

擰動(dòng)變焦環(huán)直接改變?nèi)【爱?huà)面

相機(jī)上變焦通常是通過(guò)擰動(dòng)鏡頭的變焦環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一些緊湊型相機(jī)是需要調(diào)整相機(jī)上的變焦撥桿控制鏡頭馬達(dá)實(shí)現(xiàn)變焦的。不同相機(jī)實(shí)現(xiàn)變焦方式不同，甚至有些相機(jī)鏡頭變焦停止后畫(huà)面依然能夠繼續(xù)放大，這背后是什么原理？我們來(lái)具體看一下，光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦。

光學(xué)變焦

前面我們提到的改變鏡頭焦距來(lái)實(shí)現(xiàn)的變焦方式就叫做光學(xué)變焦。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)光學(xué)變焦的原理是通過(guò)改變變焦環(huán)來(lái)改變了鏡頭內(nèi)部鏡片位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以一般我們聽(tīng)到人們變焦鏡頭，就是指的這樣能夠通過(guò)鏡頭內(nèi)鏡片移動(dòng)改變焦距的鏡頭。

鏡頭光學(xué)變焦原理示意圖

我們常見(jiàn)的24mm-70mm鏡頭，就可以在24mm到70mm之間隨意改變。我們?cè)谌【捌髦锌梢灾庇^的看到對(duì)應(yīng)場(chǎng)景的改變。通常變焦鏡頭需要額外的變焦鏡片組，所以體積和重量上比定焦鏡頭要大。不同鏡頭變焦設(shè)計(jì)原理不同，有內(nèi)變焦和外變焦，所以能否變焦不能簡(jiǎn)單看鏡頭是否可以伸縮來(lái)判斷能否變焦。比如尼康70-200鏡頭整個(gè)變焦行程中鏡頭長(zhǎng)度沒(méi)有變化。

數(shù)碼變焦

所謂數(shù)碼變焦我們從字面上可以了理解出來(lái)，是通過(guò)相機(jī)內(nèi)部的數(shù)碼原理實(shí)現(xiàn)的而不是光學(xué)原理。數(shù)碼變焦的時(shí)候相機(jī)將當(dāng)前畫(huà)面裁切放大畫(huà)面，放大的時(shí)候相機(jī)通過(guò)內(nèi)部的算法來(lái)填補(bǔ)放大后空缺的像素，所以叫做數(shù)碼變焦。數(shù)碼變焦的原理導(dǎo)致變焦后的畫(huà)面圖像質(zhì)量有嚴(yán)重的損失。

如果不讓相機(jī)去裁切畫(huà)面來(lái)變焦，你可以嘗試用軟件裁切拍攝完的照片，也可以獲得同樣的變焦效果。如果你有一臺(tái)高像素的機(jī)器，拍攝完的照片進(jìn)行二次裁切的時(shí)候仍然可以獲得比較好的效果。要注意裁切后的畫(huà)面分辨率會(huì)有明顯下降，當(dāng)你要把二次裁切后的照片進(jìn)行大尺寸沖印的時(shí)候尤其要注意分辨率的影響。

后期裁切也可以獲得數(shù)碼變焦效果

變焦作用

提到變焦的作用，我們首先了解鏡頭焦距的改變有以下幾個(gè)方面作用：

• 視角改變，即我們所說(shuō)的視角寬窄的改變，焦距越長(zhǎng)視角越窄，焦距越短視角越寬。所以變焦鏡頭最大的作用就是視角靈活，不用改變拍攝者的位置就可以把畫(huà)面拉遠(yuǎn)拉近。比如體育運(yùn)動(dòng)或者野生動(dòng)物的拍攝，可以利用長(zhǎng)焦拉近被拍攝主體。而風(fēng)景建筑等題材利用廣角鏡頭收納更多景物。

• 透視的改變，即廣角端會(huì)形成近大遠(yuǎn)小的透視感，而長(zhǎng)焦端會(huì)形成空間壓縮感。廣角端的透視可以形成強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊力。長(zhǎng)焦端的空間壓縮感適合拍攝突出主體的畫(huà)面比如人像靜物等。

• 景深的改變，熟悉景深原理的朋友一定知道不僅鏡頭的光圈大小影響景深，鏡頭的焦距也影響景深。焦距越長(zhǎng)景深越淺，焦距越短景深越大。所以我們?cè)谑褂靡恍╅L(zhǎng)焦鏡頭拍攝的時(shí)候即使光圈不是很大也可以獲得明顯的背景虛化效果。比如70-200鏡頭在200端即使f/5.6的光圈值也可以獲得明顯的背景虛化效果。

光學(xué)變焦不同的焦距除了視角不同還會(huì)有不同的透視變化

以上三個(gè)作用僅限于鏡頭的光學(xué)變焦，而數(shù)碼變焦只能改變視角，無(wú)法改變透視以及景深大小。

變焦倍數(shù)

我們經(jīng)常在一些相機(jī)的宣傳廣告里看到這樣的描述：某某相機(jī)具有某某倍的變焦，比如10X,30X等，有些人看到這些內(nèi)容感覺(jué)有點(diǎn)兒疑惑，這代表著什么含義呢？在鏡頭的光學(xué)變焦里面變焦倍數(shù)或者叫做變焦比是指的最長(zhǎng)焦距除以最短焦距的比值。舉個(gè)例子，尼康200mm-500mm鏡頭的變焦倍數(shù)就是500/200＝2.5X，這就是所謂的變焦倍數(shù)。變焦倍數(shù)越大并不代表焦距越長(zhǎng)，只能代表變焦范圍更大，比如尼康28mm-300mm鏡頭雖然長(zhǎng)焦端不如200-500，但是變焦倍數(shù)已經(jīng)是10X變焦了。所以當(dāng)你選擇一款高變焦倍數(shù)的相機(jī)，并不一定代表著能拍多遠(yuǎn)，只能代表著從廣角端到長(zhǎng)焦端跨度有多大。

等效焦距與變焦倍數(shù)的關(guān)系和效果示意圖

我們市面上常見(jiàn)的高變焦倍數(shù)的機(jī)器普遍都是小底尺寸的產(chǎn)品，這樣設(shè)計(jì)的好處就是可以保持比較小的機(jī)身體積，獲得更大的變焦倍數(shù)，尤其長(zhǎng)焦端由于等效焦距的關(guān)系可以"賺取"很多長(zhǎng)焦。

緊湊型高變焦相機(jī)尼康Coolpix B600相機(jī)

我們以尼康Coolpix B600 產(chǎn)品為例，采用了1/2.3英寸的CMOS能夠獲得等效24mm-1440mm的鏡頭視角，實(shí)際上配置的鏡頭只有4.3mm-258mm的變焦范圍。這里要提一點(diǎn)就是所謂"賺取"的長(zhǎng)焦范圍僅僅是視角上的賺取，其它長(zhǎng)焦帶來(lái)的透視以及景深的影響沒(méi)有改變。

相機(jī)等效焦距和視角示意圖

區(qū)別應(yīng)用

我們已經(jīng)比較系統(tǒng)的了解了光學(xué)變焦以及數(shù)碼變焦的相關(guān)內(nèi)容。針對(duì)區(qū)別也就非常明顯了，首先對(duì)于畫(huà)質(zhì)上，光學(xué)變焦比數(shù)碼變焦有著非常大的優(yōu)勢(shì)。光學(xué)變焦可以近乎不損失畫(huà)質(zhì)的情況下讓你獲取更廣的視野同時(shí)還有對(duì)應(yīng)的透視以及景深的改變。而數(shù)碼變焦是以犧牲畫(huà)質(zhì)為代價(jià)來(lái)獲取長(zhǎng)焦等效的視野。注意僅僅是視野的改變，沒(méi)有其它透視或者景深的變化，比較簡(jiǎn)單的方法就是你找一張照片放大，就相當(dāng)于在數(shù)碼變焦。

數(shù)碼變焦對(duì)比光學(xué)變焦獲得同樣視野畫(huà)質(zhì)有明顯損失

兩種變焦方式不能簡(jiǎn)單的判定好與壞，雖然光學(xué)變焦你可以擁有無(wú)損的畫(huà)質(zhì)獲取廣泛的視野，但是你需要額外的變焦鏡片組，也就是額外的成本體積等等。數(shù)碼變焦只要你像素夠高依然可以通過(guò)裁切獲得不錯(cuò)的畫(huà)面效果，而你不需要額外的鏡頭組參與。比如萊卡Q系列采用了28mm定焦鏡頭，在Q2時(shí)代采用了4700萬(wàn)像素的傳感器，通過(guò)數(shù)碼變焦的形式可以獲取28 mm以外35mm,50mm,75mm的視角。當(dāng)然隨著等效焦距增加，總像素會(huì)有明顯下降：

• 28mm視角4700萬(wàn)像素

• 35mm視角3000萬(wàn)像素

• 50mm視角1500萬(wàn)像素

• 75mm視角660萬(wàn)像素

萊卡Q2利用高像素實(shí)現(xiàn)了定焦鏡頭變焦使用的效果

總結(jié)

變焦的發(fā)明對(duì)于拍攝來(lái)說(shuō)意義非同尋常，我們可以在拍攝位置不變的情況下任意改變拍攝視角，尤其對(duì)于一些不方便接近被攝物體的情況，變焦鏡頭可以迅速拉近被攝物體。但是我們一定要記住光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦的區(qū)別。尤其謹(jǐn)記數(shù)碼變焦會(huì)損害畫(huà)質(zhì)。我們購(gòu)買一些緊湊型相機(jī)的時(shí)候廣告商為了提高宣傳把數(shù)碼變焦的變焦倍數(shù)也揉進(jìn)去了，在你使用變焦功能的時(shí)候光學(xué)變焦結(jié)束了會(huì)繼續(xù)放大畫(huà)面，實(shí)際上是數(shù)碼變焦了。如果不喜歡這個(gè)功能一般都有設(shè)置可以停用數(shù)碼變焦功能。