光学变焦是什么意思 会不会损失画质及其原理?
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发布时间：2023-06-19 07:47
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时间：2024-03-04 18:36
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。你们都听说过这个词 quot缩放 quot或多或少。它 更有可能的是，变焦可以分为 quot数码变焦和 quot光学变焦。这两种变焦有什么区别？相机上几十倍变焦是怎么实现的？本文将详细介绍数码变焦和光学变焦。
文章导读
什么是变焦光学变焦，数码变焦，变焦功能，变焦倍率的区别？应用结论
什么是变焦
什么是变焦？让 让我们先来看一个动画，直观地感受一下缩放效果：
变焦相机拍摄月球。
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这个概念并不陌生。我们说的50 mm和85 mm镜头是焦距。焦距的变化意味着画面中物体大小的变化。焦距变大，视野变窄，画面中的物体比例变大。当焦距变小时，视野变大，画面中物体的比例变小。所以在拍摄的时候，我们只需要扭动变焦环就可以随意放大缩小，根本不用移动自己的位置。
旋转变焦环直接改变取景画面。
照相机的变焦通常是通过拧动镜头的变焦环来实现的。有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。不同的相机实现变焦的方式不同，甚至有的相机镜头在变焦停止后还能继续放大。这背后的原理是什么？让 让我们具体看看光学变焦和数码变焦。
光学变焦
我们前面提到的通过改变镜头焦距的变焦方式叫做光学变焦。因为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来实现的。所以一般我们听到人们说的变焦镜头，就是通过移动镜头中的镜片来改变焦距的镜头。
镜头光学变焦原理示意图
我们常见的24mm-70mm镜头，可以在24mm-70mm之间随意变换。我们可以在取景器中直观的看到对应场景的变化。通常变焦镜头需要额外的变焦镜头组，所以体积和重量都比定焦镜头大。不同镜头变焦设计原理不同，包括内变焦和外变焦，所以能不能变焦可以 不能简单的用镜片能不能拉伸来判断。比如尼康70-200镜头的镜头长度在整个变焦行程中没有变化。
数码变焦
我们可以从字面上理解所谓的数码变焦，是通过相机内部的数码原理而不是光学原理来实现的。数码变焦时，相机会剪切并放大当前图片。放大时，相机通过内部算法将放大后的空像素填满，所以称之为数码变焦。数码变焦的原理导致变焦后图像质量损失严重。
如果你不 让相机修剪图片来变焦，可以尝试用软件修剪完成的照片，也可以得到同样的变焦效果。如果你有一个高像素的机器，当完成的照片修剪两次时，你仍然可以获得更好的效果。注意剪切图片的分辨率明显下降。当你想打印大尺寸的二次切割图片时，要特别注意分辨率的影响。
后期裁剪也可以获得数码变焦效果。
变焦作用
提到变焦的功能，我们先了解一下，镜头焦距的变化有以下几个作用：
视角的变化就是我们所说的视角宽度的变化。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作用就是灵活的视角，可以在不改变拍摄者的情况下进行放大缩小 的立场。比如体育或野生动物的拍摄，可以用长焦把拍摄对象拉近。风景园林等学科使用广角镜头，以容纳更多的场景。透视的变化，即广角端会形成近大远小的透视感，而长焦端会形成空间压缩感。广角的视角可以形成强烈的视觉冲击。长端的空间压缩感，适合拍摄突出主体的画面，比如人像静物。景深的变化，熟悉景深原理的朋友一定知道，影响景深的不仅仅是镜头的光圈大小，还有镜头的焦距。焦距越长，景深越浅，焦距越短，景深越大。所以当我们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虚化效果。比如70-200镜头即使f/5.6的光圈值，在200端也能得到明显的背景虚化效果。
不同焦距的光学变焦除了视角不同外，透视变化也不同。
以上三个功能仅限于镜头的光学变焦，数码变焦只能改变视角，不能改变视角和景深。
变焦倍数
我们经常在一些相机的广告中看到这样的描述：某某相机有某某变焦，比如10X，30X等。有些人看到这些内容会觉得有些迷茫。这是什么意思？在镜头的光学变焦中，变焦因子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镜头的变焦倍率为500/200=2.5x，称为变焦倍率。变焦倍率越大并不意味着焦距越长，而只是变焦范围越宽。比如尼康的长焦端虽然 28mm-300mm镜头还不如200-500，变焦放大倍数已经是10X了。所以当你选择高变焦能力的相机时，它不会 不一定是指你能拍多远，而只是指从广角端到长焦端的跨度有多大。
等效焦距与变焦倍率的关系和作用示意图
市面上常见的高倍变焦的机器都是底部尺寸小的产品。这种设计的好处是可以保持相对较小的机身体积，获得更大的变焦倍率。尤其是长焦端可以 quot挣 quot大量的长焦由于等效焦距。
紧凑型高变焦相机尼康Coolpix B600相机
以尼康Coolpix B600产品为例。1/2.3英寸CMOS可以获得24mm-1440mm的等效镜头角度。实际上，配置的镜头只有4.3毫米-258毫米的变焦范围。这里需要提到的是，所谓的 quot收入 quot长焦范围只是视角的赚取，其他长焦带来的视角和景深的影响不变。
相机等效焦距和视角示意图
区别应用
我们已经系统地学习了光学变焦和数码变焦。区别很明显。首先，光学变焦在画质上比数码变焦有很大优势。光学变焦可以让你在几乎不损失画质的情况下获得更广阔的视野，同时拥有相应的视角和景深变化。数码变焦是以牺牲画质为代价获得长焦等效视野。只关注视野的变化，不关注视角或景深的其他变化。更简单的方法是找一张照片放大，相当于数码变焦。
数码变焦与光学变焦相比，在获得相同视野方面有明显的损失。
两种缩放方法可以 不要简单地判断它们是好是坏。虽然通过光学变焦可以获得无损画质的大视野，但是需要额外的变焦镜头组，也就是额外的成本和体积等。数码变焦只要你的像素足够高，通过裁剪依然可以获得很好的图片效果，而且你不 不需要额外的镜头组来参与。例如，莱卡Q系列使用28 mm定焦镜头，和Q2时代的4700万像素传感器。35毫米、50毫米和75毫米的视角
28mm可视角度4700万像素35mm可视角度3000万像素50mm可视角度1500万像素75mm可视角度660万像素
莱卡Q2使用高像素来实现定焦镜头的变焦效果。
总结
变焦的发明对于拍摄来说意义非凡。我们可以任意改变同一拍摄位置的拍摄角度，特别是对于一些不方便靠近被摄体的情况，变焦镜头可以快速放大被摄体。但是一定要记住光学变焦和数码变焦的区别。特别要记住，数码变焦会损害图像质量。当我们购买一些紧凑型相机时，广告商为了提高宣传力度，将数码变焦的变焦系数揉了揉。使用变焦功能时，光学变焦会继续放大画面，其实就是数码变焦。如果你不 我不喜欢此功能，通常会设置禁用数码变焦功能。
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