别一看小米1亿像素手机就沸腾，这才是重点
本文转载自【IT之家】微信公众号
大家好，我是启人。
这两天小米1亿像素手机的事传得沸沸扬扬。
启人我也去看了一下：
1.08亿像素。
1/1.33英寸大底CMOS。
光从这两个参数来看，这块CMOS位居目前一流地位应该不成问题。
不过各家媒体的宣传也着实让启人感到迷惑。
大家都在喊1亿像素，1亿像素。
这块CMOS的最大亮点是1亿像素吗？
不是，超大的底片面积，才是它最牛的地方。
手机终于要普及1/1.33英寸CMOS底片，这才是小米最大的贡献啊。
只是可惜，这么好的点，小米自己在海报里都不提，只是盯着那1亿像素。
事实上，很多年前，我们就知道高像素并不等于一切。
然而从近年来媒体和各家的宣传，启人突然发现，我们又回到了像素之争的年代。
比如去年，某国产手机主打2400万前置拍照，广告语就叫＂海报级自拍＂。
这把高像素的卖点展现得淋漓尽致。
可是，只要你看一眼他们的样张，这里面的问题，一下就能明白。
模特所处的环境，光照非常充足。
这根本不能代表用户实际环境：
前置低光照下噪点如何？
夜景表现又如何？
这些关键点都被完美避开。
官方对前置相机的CMOS大小连提都没提。
这就造成了一个什么问题？
很多你妈妈辈的人一听说2400W像素，就会默认它拍照水平好。
但其实真的不是这样。
这东西的实际体验...
算了，我还是闭嘴吧。
这些年，传统评测媒体对拍照部分的评测，往往就是各场景下拍几张照片，然后逐张分析一下。
不过有个很关键的参数，一直被人忽略。
那就是——等效光圈（这里特指不考虑曝光的等效景深）。
这也正是单反相对于手机的最大优势。
只要你把这个参数的计算方式掌握，以后无论什么拍照手机的什么炒作，都骗不到你。
启人今天就来教大家怎么计算。
等效光圈是什么 （这里特指不考虑曝光的等效景深，文末会解释）
除了更强的夜景能力，用单反拍照，总有一种别样的美感。
这种美感来自于单反强大的虚化能力。
同样的场景，近似的相机参数设置。
用单反拍，能把背景虚成这样。
用手机拍，只能是这样。
为何一样的距离，一样的光圈值，拍出来的效果完全不同？
其实就是因为它们的等效光圈值不同。
CMOS底片面积，决定照片的夜景能力强不强。
像素数，决定照片放大后清不清晰。
而等效光圈，则决定相机的虚化能力强不强。
这是一个相当重要的参数。
等效光圈的计算方法 （这段又臭又长，不想看的直接跳到最后看结论即可）
等效光圈顾名思义，是＂等效＂出来的。
物理学中没有这个概念，但为了方便计算，我们人为的创造了这个概念。
关于等效光圈的计算方法，其实网上有很多。
比如通过景深计算公式转化。
但是哈，他们说的实在太复杂了。
启人决定，用说人话的方式，给大家解释解释。
先来了解几个概念：
一.等效焦距
85mm是个黄金人像焦段，这是对于全画幅来说。对于c画幅用户来说，想要拍出近似的效果就要使用50mm镜头。为什么呢？
全画幅传感器尺寸为36*24mm。C画幅为23.7*15.6mm（尼康）。他们的对角线比例近似1.5。
85除1.5等于56.67，现有的镜头中最接近50mm。这就是等效焦距。
等效焦距保证了不同画幅不同焦距的两台相机可以拍出近似视角。全画幅和c画幅的系数为1.5。
二.光圈值
光圈值=镜头的焦距/镜头通光直径。这是一个比例值。注意是比例值。
（ps：光圈值和光圈大小概念不同。光圈大小是光圈通光直径的物理大小。而光圈值是比例值，光圈大小不变的情况下光圈值随焦距的变大而变大，变小而变小。这就是为什么恒定光圈镜头贵的原因：变焦的同时维持光圈值不变需要加大物理通光直径。）
三.相机成像原理
就是凸透镜成像，相反缩小的实像。初中物理就学过，不多说。
四.影响景深的要素
光圈、镜头焦距、及拍摄物的距离是影响景深的3因素。
实验证明：
1，光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。
2，镜头焦距越长景深越小、反之景深越大。
3，主体越近，景深越小，主体越远，景深越大。
三因素互相作用共同影响景深大小。
上面4点记住了吗？现在我们可以来计算了
假设全画幅85mm镜头和c画幅50mm镜头共同拍摄1物体。因为等效焦距的缘故。刚刚我们已经知道了这两个组合的视角是相同的。所以若拍摄两张视角近似的照片，相机距离被拍摄的物体的距离是一样的。影响景深的三个要素的＂拍摄物距离＂就固定了。既然是一样的，我们就可以忽略这个要素了，只剩光圈和镜头焦距这两个要素。
因为想要两台相机的景深近似（不可能一样，理想情况不存在）。所以建立等式。等式左右分别是两台相机的焦距和光圈值参数。还记得光圈值怎么来的吗？焦距除孔径大小，是个比例值。也就是说光圈值中包含了焦距。也就是说两个未知量可以统一为一个未知量。这时等式的两边就都只有一个未知量了。举个例子。5x=6y。那么当等式左边是10x的时候，右边就变成了12y。成正比例。
结论就是，等效视角下（也就是等效焦距），两台相机的镜头焦距比，就是镜头的光圈值比。
再举个例子。比如全画幅使用85毫米f2.0拍摄的照片，c画幅使用50毫米镜头，光圈值多少才能获得近似的景深呢？答案是2.0除1.5等于1.33.最接近于实际档位f1.2.
这就是证明过程。
只是一个简单的比例关系，无需使用复杂的景深计算公式。
（需要注意的是使用景深公式计算得出的值全为近似值，带入不同的数会得出不同的答案。因为曲线几乎重叠，我们便看做一条。）
以上是保证了物距不变的情况下，光圈值和焦距的变化关系。
那么再来证明一下同一颗镜头在全画幅和c画幅的景深关系。
同一颗镜头的焦距固定。画幅大小不同所以等效焦距不同。因为等效焦距不同c画幅要乘1.5.。所以要想保证相似的构图（注意：是相似，相等永远不可能）就必须后退。这个时候3要素中的＂物距＂就改变了。
到底要向想后退多少呢？因成像原理，＂物距和拍摄物＂与＂像距和成像大小＂成正比例关系。构成相似三角形。又因为全画幅和c画幅对角线之比为1.5。可得：这个退后的距离也是1.5倍。再次建立等式。由上同理，2元化为1元。
由本次证明得知：光圈值的比例依旧是1.5倍。距离和光圈值成反比例。
举个例子。全画幅用135mmf3.2距离1米拍摄照片，c画幅要怎样才能获得和全副近似的构图和景深？答案是距离1米乘1.5，光圈3.2除1.5约等于2。
很简单对吧？
结论
这个证明的意义：
经常听到手机厂商宣扬自己的手机镜头可以做到f2.0的超大光圈，可是实际的使用中却没有单反漂亮的虚化效果。
这是因为虽然手机也可以拍出和全画幅近似的24毫米视角，但那是等效焦距。手机的cmos传感器尺寸小，镜头的物理焦距也小，只有3到4毫米。光圈的实际孔径也很小（现在明白为什么单反的镜头要做那么大了吧？）
通过刚刚的结论我们就可以计算：手机光圈值f2.0焦距等效24毫米。相当于单反光圈的多少了。
等效焦距保证了＂物距＂的固定。3要素中还有两个未知量，这道题就变成了：已知焦距，求光圈。刚好就是第一次的证明。根据比例24除3等于8.所以2乘8等于16.
答案就是手机上f2的虚化效果相当于全画幅相机24mm f16的虚化效果，几乎等于没有虚化。
是不是很直观？
不光全画幅和c画幅之间，这个证明就是将不同的系统以全画幅为基准进行直观对比用的。
就好像以美元为基准的汇率计算，比如某物定价60美元，人民币汇率算7.那么就需要420元。根据汇率还可计算其他各国的。
最后需要注意的是。本次只证明了景深相等。并没有考虑曝光。
镜头的f值不变，透过镜头到达传感器的光量并不发生改变。也就是说接受光的量还是一样的，该是多少就多少，不存在比例系数。
举例来说，全画幅用135mmf3.2距离1米拍摄照片，c画幅用135mmf2.0举例1.5米拍摄。
虽然的到的照片视角和景深类似，但是曝光是不同的。相同时间下因为全画幅的光圈值更大，通过全画幅的光就少，所以就暗，而c画幅的就亮。解决办法就是控制快门和iso的组合，改变曝光。
最最后
所以现在明白了吧，看一个摄像头好不好，除了看它的像素数，还要看CMOS底片大小和等效光圈值。
只有这三个参数都达标，相机才足够优秀。
另外，关于虚化这块，可能会有人说：
现在很多双摄手机上，不是已经可以达到启人你说的这种虚化效果了吗？
嗯...其实，双摄手机，甚至三摄手机上的多颗摄像头，最主要的作用是补齐焦段，而非虚化。
一颗超广角、一颗主摄、一颗长焦。
它们三个无论谁拍照片几乎都不会产生虚化。
所以，动动你的小脑瓜，三张都没有虚化的照片，叠在一起，就会虚化了吗？
显然不可能啊。
手机上的虚化，主要靠算法。
证据就是很多双摄手机在拍摄复杂场景时，边缘都会露馅。
单摄的iPhone XR也能拍人像虚化。
当然了，现在的算法越来越好，也许有一天真能突破现有技术框架也说不定。
今天启人写这篇文章也没啥别的意思，不想黑谁也不想吹谁。
只是想说，希望大家不要再只盯着像素数不放，让厂商赶紧研究点别的。
另外，也希望各厂商心里都有点13数，好的坏不了，坏的好不了。
IT之家官方微信公众账号
爱科技，爱这里。
＂扫一扫＂二维码来关注IT之家，或者微信搜索＂IT之家＂并关注。
▲移动客户端用户：点击二维码图片并保存到手机，然后使用微信的扫一扫功能，选择相册，找到此二维码即可扫一扫。