攝影從手機(jī)開始-目錄
1. 手機(jī)是最好的攝影入門工具
2. 手機(jī)和單反相機(jī)攝影的區(qū)別
3. 什么是好照片
4. 淺談攝影藝術(shù)
5. 影響手機(jī)照片的關(guān)鍵因素
6. 曝光基礎(chǔ)理論
7. 理解攝影構(gòu)圖
8. 掌握人像攝影構(gòu)圖
9.風(fēng)光構(gòu)圖實戰(zhàn)
一張手機(jī)照片，主要是由手機(jī)上的硬件（攝像頭組件）和軟件（算法）共同生成的。為了了解影響手機(jī)照片的因素，我們必須要了解手機(jī)拍照的原理和來龍去脈。
一、手機(jī)攝像頭的組成
在手機(jī)攝像頭的組成部件里面，鏡頭、DSP(數(shù)字信號處理芯片*)、傳感器是最重要的三個部分。
1、鏡頭
鏡頭是僅次于CMOS芯片影響畫質(zhì)的第二要素，其組成是透鏡結(jié)構(gòu)，由幾片透鏡組成，一般可分為塑膠透鏡（P）或玻璃透鏡（G）。當(dāng)然，所謂塑膠透鏡也非純粹塑料，而是樹脂鏡片，當(dāng)然其透光率和感光性之類的光學(xué)指標(biāo)是比不上鍍膜鏡片的。
透鏡越多，成本越高，相對成像效果會更出色；而玻璃透鏡又比樹脂貴。因此一個品質(zhì)好的攝像頭應(yīng)該是采用多層玻璃鏡頭。
光圈數(shù)F是鏡頭的關(guān)鍵光學(xué)指標(biāo)。它表示的是進(jìn)光量的大小。F數(shù)值越低，鏡頭，使用范圍更大。例如華為P20 Pro后置徠卡三攝：4000 萬像素（廣角，f/1.8光圈）+2000 萬像素（超廣角，f/1.6光圈）+800 萬像素（長焦，f/2.4光圈）
光圈開得越大，通過鏡頭到達(dá)傳感器的光線就越多，成像畫面就越明亮，反之畫面就越暗。因此，在夜拍或暗光環(huán)境下，大光圈的成像優(yōu)勢就更明顯。
除了控制通光量，光圈還具有控制景深的功能。生活中，我們時常會看到背景虛化效果很強(qiáng)的照片，不僅突出了拍攝焦點(diǎn)，還具有很唯美的藝術(shù)感，而這就是所謂的景深。光圈開的越大，景深越小，背景虛化效果就更明顯。
2、DSP（數(shù)字信號處理芯片）和圖像傳感器
DSP的功能是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算，對數(shù)字圖像信號進(jìn)行優(yōu)化處理，最后把處理后的信號傳到顯示器上。
傳感器將從鏡頭上傳導(dǎo)過來的光線轉(zhuǎn)換為電信號，再通過內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。被拍攝物體反射的光線進(jìn)入系統(tǒng)，經(jīng)過鏡頭，到達(dá)圖像傳感器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過DSP數(shù)字信號處理芯片經(jīng)過存儲處理后，傳輸?shù)狡聊恍纬珊捅慌臄z物體一樣的圖像。
二、影響手機(jī)照片的關(guān)鍵因素
2.1、像素
通常所說的“XXX萬像素”實際是指相機(jī)的分辨率，其數(shù)值大小主要由相機(jī)傳感器中的像素點(diǎn)（即最小感光單位）數(shù)量決定，例如500萬像素就意味著傳感器中有500萬個像素點(diǎn)，和手機(jī)屏幕中的像素數(shù)量決定屏幕是720p或1080p分辨率是一個道理。
相機(jī)的像素越高，拍出的圖片尺寸越大，如果以當(dāng)前主流的手機(jī)屏幕為1080p級別（1920×1080像素）來觀看照片，1300萬像素相機(jī)所得的4208×3120像素照片，還是800萬像素攝像頭的3200×2400像素照片，都超出了1080p屏的解讀范圍，最終都會以1920×1080像素顯示，所以肉眼所看到的清晰度也是沒有區(qū)別的。當(dāng)然如果是在2K和4K分辨率的屏幕上觀看，還是能看出差別的。
高像素的優(yōu)勢在于，一個是方便后期對相片裁剪，如果像素高，裁剪的余地比較大。另一個是照片打印時，可以輸出更大的尺寸。以常規(guī)的300像素/英寸的打印標(biāo)準(zhǔn)來計算，1300萬像素相機(jī)所拍的4208×3120像素樣張，可打印17英寸照片。
2.2、傳感器
根據(jù)相機(jī)測試機(jī)構(gòu)DxOMark公布的得分排名，三星S10+的總得分為109分，自拍分?jǐn)?shù)為96分，登頂DxOMark自拍排行榜第一。S10+與華為Mate20 Pro、P20 Pro兩款機(jī)型并列第一，均為109分。（得分一樣的情況下，DxO采用首字母排序制）。
三星S10+配備6.4英寸AMOLED屏幕，后置升級至三攝，分別為：1200萬像素主攝，像素尺寸1.4μm，光圈f/1.5-2.4；1600萬像素超廣角副攝；1200萬像素長焦鏡頭，支持2160P/60fps視頻拍攝。主攝用的還是2016年S7 edge一樣1/2.55英寸、12MP規(guī)格的硬件。
華為P20 Pro、Mate 20 Pro上的彩色鏡頭采用了IMX 600 CMOS，尺寸為1/1.73英寸，4000萬像素以Quad Bayer排列。IMX600是索尼聯(lián)合華為芬蘭研究所、華為日本圖像研究所共同開發(fā)的，耗時超過兩年。
而隨著索尼IMX586的發(fā)布，這是一顆非定制版的傳感器，所有手機(jī)廠商均可以采購，并且總像素達(dá)到了4800萬。傳感器大小為1/2英寸，采用了與IMX600相同的“Quad Bayer”4像素同色濾色器，CMOS面積和單像素采光能力接近IMX600。小米9和榮耀V20的主攝像頭都采用主流的Sony IMX586。小米9在DxOMark的排名第四，與第一名僅差2分。
在IMX586正式推出之前，安卓旗艦機(jī)型常用的旗艦CMOS莫過于IMX380和IMX363了。前者用于華為P20、魅族15等機(jī)型，后者用于vivo NEX、堅果R1、小米MIX2S等機(jī)型。此外，索尼還推出了支持960FPS慢動作視頻的IMX400，用于索尼Xperia XZ2等機(jī)型。我們看一下這幾款CMOS的具體參數(shù)對比：
2.3、鏡頭數(shù)量
鏡頭數(shù)量不是決定照片畫質(zhì)的關(guān)鍵。之前谷歌Pixel 2就是采用單攝像頭，一直表現(xiàn)得不錯，曾經(jīng)以98分稱霸DXO排行榜好一段時間?，F(xiàn)在新推出的Pixel 3依然是只搭載了一顆1220萬像素的主攝像頭，支持雙像素雙核對焦，F(xiàn)1.8光圈。iPhone XR也是單攝像頭，在 DXO排行榜得分為101分。
手機(jī)后置相機(jī)集成第二、三個攝像頭的原因有幾個，一個是以iPhone為首的“廣角+長焦”，可以通過攝像頭的切換實現(xiàn)2倍無損變焦的拍攝功能，能為肖像照片增加景深，用戶在放大拍攝主體時提高成像質(zhì)量。
第二個是華為手機(jī)的“彩色+黑白”，利用黑白攝像頭帶來更多的進(jìn)光量，還有vivo手機(jī)的“主攝+輔助景深”。單色攝像頭使用戶無需使用任何濾鏡即可拍攝出黑白照片，或為彩色照片增加更多細(xì)節(jié)，體現(xiàn)在背景虛化上。
第三種方案是華為P20 Pro將前兩個方案融合在一起，利用“彩色廣角+黑白廣角+長焦”三個攝像頭來實現(xiàn)專業(yè)相機(jī)級別的高畫質(zhì)表現(xiàn)。
華為P20 Pro后置相機(jī)包含有所有這三種攝像頭。
三攝像頭是目前追趕相機(jī)的一個方案，未來也許會有更好的方案代替這樣的設(shè)計，而說到機(jī)內(nèi)的算法以及數(shù)據(jù)處理能力，手機(jī)比相機(jī)更容易實現(xiàn)復(fù)雜算法的圖像合成，也使得手機(jī)可以在傳感器尺寸不及相機(jī)的同時，還能勉強(qiáng)達(dá)到相機(jī)的拍攝水平。
2.4、屏幕色彩
手機(jī)的屏幕色彩雖然不能參與照片的拍攝，但是它是一個照片最重要的展示平臺。顯示效果的好壞將直接影響我們對一張照片的判斷。
不同價位的手機(jī)在顯示相同圖片時，往往是高價產(chǎn)品的色彩表現(xiàn)更真實艷麗。而這背后的原因就是不同屏幕的色域參數(shù)存在差異。下圖中最大彩色范圍是人眼所能分辨的顏色，三角形范圍內(nèi)是sRGB標(biāo)準(zhǔn)包含的顏色范圍。
手機(jī)屏幕所用的色域標(biāo)準(zhǔn)常以sRGB為準(zhǔn)，百分比越高代表屏幕素質(zhì)越好。iPhone系列堅持使用接近全sRGB色域的屏幕，不超過100%的sRGB色域。三星系列的手機(jī)，采用AMOLED材質(zhì)的屏幕，提供了 100% DCI-P3 色域，已經(jīng)超過了sRGB的范圍。
從看著“真實舒服”的角度來看，其實還是越接近100% sRGB的色域越好，過高會顯得濃艷（過飽和），而過低則會導(dǎo)致色彩還原不準(zhǔn)。
對比度就是體現(xiàn)一塊屏幕顯示色彩時候的鮮艷程度了。對比度越高，色彩顯示就會越濃艷。一般來說，好的LCD手機(jī)屏幕對比度在1500:1左右，而AMOLED、OLED等有機(jī)自發(fā)光屏由于先天性優(yōu)勢，無論是色域還是對比度都會比LCD屏高出一個檔次。
一般1080P分辨率的屏幕，選擇LCD材質(zhì)的會比一般的OLED屏好，1080P分辨率的OLED屏只有三星的super AMOLED還不錯，QHD2K分辨率(***X1440)的AMOLED屏顯示效果應(yīng)該是最優(yōu)的。
2.5、算法和AI
和傳統(tǒng)的單反相機(jī)相比，手機(jī)的拍照軟件能提供更先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，并且能利用人工智能技術(shù)不斷升級和提高。
谷歌的Pixel 3只搭載了一顆1220萬像素的攝像頭。當(dāng)從參數(shù)看，并沒有什么特別之處，谷歌之所以繼續(xù)沿用單攝像頭，應(yīng)該對自家的算法很有信心。拍攝照片時，相機(jī)會拍攝很多張色調(diào)不同的照片，最后合成最好看的。同時手機(jī)還會開始一種類似于錄像的功能，用戶在按快門之前，手機(jī)就會拍攝照片。這樣用戶如果不滿意自己拍攝的照片，如閉眼、異物進(jìn)入鏡頭，就可以選擇之前一段時間拍攝的照片。
Pixel3手機(jī)利用 AI 技術(shù)，背景和人物分離，實現(xiàn)背景單獨(dú)調(diào)色和調(diào)整背景虛化強(qiáng)度的功能，也提供了自動追焦功能，對焦物體即便移動，相機(jī)也可以把對焦點(diǎn)鎖定其上。也帶來了更好的弱光拍攝效果，這也是透過多張合成實現(xiàn)的，且谷歌還使用機(jī)器學(xué)習(xí)來增強(qiáng)照片的顏色。
華為新的AI算法將三個攝像頭的數(shù)據(jù)融合在一起，配合徠卡的變焦系統(tǒng)和先進(jìn)的防抖性能，使得華為P20系列能夠榮登DXO手機(jī)榜榜首。
三星S10+采用的是和幾年前S9相同的攝像頭，而華為P20 Pro采用的是最先進(jìn)的IMX600，兩者的拍照能力不相上下，說明了圖像軟件處理技術(shù)的重要性。
未來手機(jī)拍攝會發(fā)展成怎樣的水平還不好說，不過我們可以預(yù)見的是，手機(jī)的拍攝功能會比相機(jī)的應(yīng)用場景更多，普及性更高，智能化更高。
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