此文将带领你了解从硬件的了解与选择，到基础的摄影技巧的全方面摄影知识。全文超过两万字，在编写时尝试参照Peter Atkins的逻辑方式和简练语言风格，对于小白信息量很大。推荐在大屏设备上阅读。一、相机的结构和基本工作原理相机如何感光如今的摄像头普遍采用CMOS感光元件，老旧的相机会采用CCD感光元件。二者在接受光信号的原理基本一致，都是利用光线照射特定材料时引发光电效应，来测量元件某一部位受到光照的强度。而在处理信号方面，CMOS将电信号经过计算转换为数字信号，CCD则是经过少量处理直接输出模拟信号。故CMOS的保真能力更加强大，具有更快的读出速度和更敏感的光线感知，而CCD更易于设计。因此在早些年，CMOS因为技术难度较大，曾经在画质上不如CCD，加上CCD具有类似胶片的失真特性，如今CCD被部分商家所推崇，认为CCD画质更好或者拍出来的照片更有“味道”，而这些说法其实是不对的。CMOS传感器的每个像素点分为四个色彩区域，每个色彩区域装上对应色彩的滤光镜，分别感受红光（1个）绿光（2个）和蓝光（1个）。之所以绿光用2个，是因为人眼对绿光最为敏感。华为手机为了更好的夜景进光量，将2个绿光单元改为2个黄光单元，也因此带来了色彩失真问题。虽然说经过优化后也看得下去，但仍然不建议用华为手机进行需要表现色彩的创作。手机的CMOS基本上都来自索尼和三星两家，索尼的技术比较厉害，以至于三星自家的旗舰也用索尼的CMOS。相机的CMOS主要有索尼、佳能、高塔在造，同样也是索尼技术最好。但市面上价格不离谱的最强大的CMOS，则来自长春光机所与其他国内单位合作研发的一款电影CMOS，现用于大疆摄像机。而科研用和医疗用CMOS领域，我国也并不落后。究其原因，CMOS属于肯砸成本就能做出很牛逼的参数那种东西，所以只要不考虑塞进小相机的散热、功耗问题，并忍受高昂制造成本，就能做出来性能很离谱的传感器。只是这种传感器不适合民用而已。相机如何对焦对焦技术可分为独立模块对焦（单反相机）和片上对焦两种思路，和相位对焦与反差对焦两种原理。旗舰单反相机的剖面结构示意图单反相机中，从镜头射入的光在第一反光板处分为两部分，约2/3的光反射进入五棱镜，从取景器射出，另外1/3的光透过第一反光板，中心部分的光再经过第二反光板完全反射，射到独立对焦用的特殊CCD上进行相位检测。其相位检测点一般有几十个，分布在一块卫生巾形状的区域内。单反对焦系统一般只能在F2.8及更小的光圈下准确对焦，而且光圈如果太小也会导致对焦不精确，故单反取景时的光圈实际上是不变的，只有在拍摄时调整的光圈值才会生效。微单相机和手机没有这些复杂的结构，镜头射出的光线直接到达CMOS，由CMOS上的对焦模块进行对焦。相位对焦（PDAF）的原理是通过两块对置的斜棱镜分光，或者遮住像素点的一半来分光，检测光束焦点与检测器平面的距离。由于其能够直接检测与合焦位置的距离差，故能够快速地一次性把镜头推到位置，也是现在主流的对焦方式。但是在手机上，由于模块体积过小，对焦精度也不尽如人意。单反相机的纵向追焦能力强于微单，微单又强于手机，主要是因为PDAF元件尺寸不同，检测能力也不同。反差对焦的原理是找到画面最锐（反差最大）的位置并将其认为是对焦成功处，逻辑与手动对焦类似。程序通过锐度函数来评估画面的反差，反复调整对焦点直至合焦位置。反差对焦精度比相位对焦更高，但是速度也更慢且不适合连续对焦。因为普通的反差对焦需要在焦点前后反复调整来确定合焦，故常有“拉风箱”现象。还有一种反差对焦技术（主要就松下在用）是DFD反差对焦，它利用镜头在不同位置的锐度函数特征不同，来间接计算出当前焦点与正确焦点的距离，从而达到一次性对焦成功的目的。这需要相机与镜头之间的互相了解和紧密配合，也同样不适合连续对焦。现在的手机和相机多采用相位对焦与反差对焦结合的方式，再用芯片智能识别人脸、动物等对象，来完成如人意的对焦。微单相机发展到现在，对焦性能已经超越单反，而手机一直不怎么样。而相机、手机的对焦性能好坏，更大程度上取决于其对焦控制芯片的算法和算力，这些比较体现厂家的技术水平。相机如何定格画面（快门）相机定格画面的方式分为机械快门和电子快门两类。机械快门通过快门帘的迅速移动，控制底片的曝光时间，其最快可以达到1/8000秒的快门速度。其中机械快门又分为镜后快门和镜间快门。顾名思义，镜后快门就是快门处在所有镜片的后面，传感器的前面，是绝大多数相机的结构。镜间快门就是快门处在部分镜片的中间，具有延迟低的特性，被中大画幅（比全画幅更大的传感器）相机采用。快门速度越快，传感器曝光时间就越短、感受到的光信号就越少；同时也越不容易模糊。一般地，光线越暗，快门速度就要适当地越慢，否则传感器将不能感受到足够的光线而产生大量噪点。电子快门分为全域快门和扫描式快门。全域快门即所有像素一起感光并读取信息，适用于高速摄像机，民用相机几乎不会采用这种设计。扫描式快门在读取信息时，自上而下进行扫描，这会带来画面上部与下部成像时的时间差（其实机械快门中的镜后快门也会有）。在拍摄运动物体时，这份时间差会使同一张画面对应的物体位置不同，这就会导致“果冻效应”。果冻效应造成的近景倾斜。需要注意的是，果冻效应不会因提高快门速度而大大减弱，即使是机械快门也会存在果冻效应问题。安全快门与防抖：大家根据经验总结出的，手持相机拍摄时一个保证不会因抖动而造成模糊的快门速度。对于中等像素、没有明显防抖措施的相机，安全快门值约为等效全画幅焦距的倒数（单位：秒）。比如使用50mm焦段拍摄，安全快门约为1/50秒。安全快门的具体数值还受到操作者手抖程度、相机防抖措施和相机有效像素高低的影响。焦距倒数的安全快门，要求使用者对稳定握持有一定天赋或经过一定练习才能做到不糊片；而像素高于2500万的相机，要适当提高快门速度来保证不抖；像素较低的手机，也可以适当降低快门速度（约1/3档）。此外，现在的微单相机以及部分手机镜头有较好的防抖措施，意味着快门速度可以减慢10倍到20倍，具体效果因设备而异。单反相机和低端微单相机、手机的防抖措施较差，只能将快门速度减慢5倍左右。画幅越小的设备，在防抖上越具有物理优势。综合体积重量与技术的考虑，M43画幅的相机一般是防抖最好的。二、CMOS的基本参数评价一块CMOS的好坏，主要有以下几种参数：①像素像素越高，其在光线充足的条件下展现细节的能力就越强，相应地后期处理的压力和读出速度就会下降。同时，光学模块的分辨力有限，故像素不是越高越好。以目前的技术水平来看，手机的最佳像素在1000万~1600万；全画幅相机的最佳像素因用途而异，4200~5000万像素是一个总体均衡的水准；APSC画幅相机的最佳像素在3000万左右。多合一像素技术手机厂商带头兴起了一种说法，将多合一像素算作多倍像素，因此可以看到旗舰手机的标称像素往往在4800万~2亿像素，这种说法并不准确。这才应该是常态说是“常态”，其实是“高像素模式”下或数码变焦时的状态如上图，所谓的4800万像素手机其实是将每一个颜色的感光单元划分成了4个部分，在一般情况下进行合并读取，与普通的1200万像素没有太大区别；在“高像素”模式下将4个部分的信息当做是原生4个子像素，其分辨力固然比普通的1200万像素要强，但是远远不如真正的4800万像素，能在画面中心附近达到2000万像素的水平就已经相当不错了。而1.08亿像素、2亿像素的手机则是将这种噱头更进一步，划分成9个、16个格子。所有标称像素大于2000万的手机传感器都应用这种传感器，相机中索尼1200万像素的摄像机A7S3也采用这种技术，但索尼官方并未将其称为4800万像素。下文中，我将把手机的“4800万高像素”称作“四合一1200万像素”，以避免与真正的高像素发生混淆。为什么手机像素止步于1200万手机镜头成像的清晰度有限，尤其是画面非中心部分。对于画面中心部分，旗舰手机的镜头分辨率会超过1200万像素CMOS级别，故四合一像素真正的意义就在于这一部分。通过四个分区分别感光再还原，发挥解析力的优势，在放大（变焦）的时候提供比简单裁切更高的解析力。iPhone 14 Pro系列应用这种技术后，在“2×”倍率拍摄时，尽管没有原生的2×镜头，但效果也不错，大部分安卓旗舰也是如此。关于像素上限的另一部分解释，参见“镜头”章节的衍射极限。摩尔纹与低通滤镜当被摄物体的空间频率与CMOS的像素尺寸接近时，就会发生两种纹路互相干涉而产生伪色的情况。典例就是拍摄屏幕时出现的彩色条纹。因此，很多相机都在CMOS前面加入了低通滤镜，阻隔高频信息，保留低频信息，好比一块极其细腻的毛玻璃，来避免摩尔纹的产生。低通滤镜一般只见于全画幅的非风光型相机，对画质会产生一定的影响，但随着技术发展如今已经并不明显。而手机则没有低通滤镜，一般依靠算法处理来消除摩尔纹。在拍摄风景类照片时，不容易产生摩尔纹；拍摄物品、建筑时，比较容易产生摩尔纹。对于全画幅相机来说，风光型相机的像素达到3600万及以上就可以摘掉低通滤镜，而综合型、视频型则要达到5000万及以上。画幅缩小后，低通滤镜的必要性随之减小，故APSC画幅的相机尽管一般只有2000~2600万像素，也不会带低通滤镜。②画幅/大小相机圈里有一句精辟的话：“底大一级压死人”，形容的就是传感器大小会对画质带来巨大的影响。越大的传感器越有利于感受更多细节的信息，当然也越难以制造。同时，更大的传感器有利于营造虚化效果，可以让画面更有“氛围感”。更大的传感器还意味着同等光圈F值下，更难以精确对焦，所以你可以看到手机照片中你一般很难找到焦点在哪里，但相机照片如果跑焦了就会很难看。常见的画幅大小有全画幅（36×24mm），APSC画幅（24×16mm），M43画幅（18×12mm），一英寸（12.8×9.6mm）以及各种各样的手机传感器规格。安卓影像旗舰已经将主摄的传感器做到了1英寸大小，比如vivo X90 Pro+，小米12Ultra等，OPPO Find X6 Pro等。但需要说明的是，这将带来机身厚度激增和镜片难以设计的代价，所以三星、苹果、索尼三大巨头认为比较平衡的尺寸是1/1.3英寸左右，也就是大约10mm×7.5mm。iPhone 14 Pro系列，三星S21Ultra~S23Ultra，华为Mate 50 Pro的主摄都采用了这种尺寸。iPhone 12/12 Pro/13的主摄大小约6.8×5.1mm。手机不同摄像头的传感器大小不一致受制于物理尺寸，需要更复杂折射元件的超广角镜头，和焦距需要拉长的中长焦镜头，传感器都要比主摄要小，画质也相应地比主摄要差。故在拍摄夜景时进行变焦，有时手机会自动切换到主摄裁切而非长焦镜头直接拍摄的模式，而暗光下超广角镜头的可用性常常很差。另外，手机的长焦镜头虽然在像素参数上与主摄接近，但照片的实际分辨率也是不如主摄的。分别以当前的影像之王和最贵安卓旗舰为例，vivo X90 Pro+的24mm主摄尺寸为1英寸（12.8×9.6mm），14mm超广角为1/2英寸（6.4×4.8mm），50mm中焦为1/2.4英寸（5.3×4mm），85mm长焦为1/2.55英寸（5×3.7mm）。三星S23Ultra的主摄为1/1.33英寸（9.6×7.2mm），超广角为1/2.55英寸，70mm和240mm长焦均为1/3.52英寸（3.6×2.7mm）。苹果旗舰传感器尺寸参考三星，但没有超长焦镜头。需要注意的是，在拍摄视频的领域，“底大一级压死人”不一定成立。尽管专业的照片拍摄会使用全画幅传感器，但电影拍摄一般使用APSC画幅来获得合适的虚化效果和较低的拍摄成本。③读出速度CMOS的读出速度不仅决定着连拍的速度，还影响着果冻效应的强弱与多张合成的能力。这是一项关键参数。另外，由于连续拍摄时CMOS不能一边读取数据一边进行对焦，故如果读出速度慢，还会影响连续对焦能力。苹果一直以来注重读出速度，这也是直到iPhone 14 Pro系列才用上四合一1200万像素传感器的原因之一。不过近年安卓也在此发力，如今两大阵营的旗舰都能做到10张每秒以上的连拍。但不论是手机还是相机，在这里做得最好的都是索尼。索尼Xperia手机可以进行20张每秒的高速连拍，是最快的。民用相机中，索尼的A1拥有最快的CMOS，能够进行5000万像素的30张/秒连拍，而尼康的Z9则拥有最强的8K 60FPS视频规格，这两款相机的CMOS代表了2020~2021年的最高水平，而更新的产品还在研发中。这里再次批评华为手机，连拍做得十分不好用，不仅需要长按1秒以上来启动、延误最佳拍摄时机，还搞出来专业模式不支持连拍这种反人类设计，还有糟糕的连续对焦能力。④高感/量子效率用来评价CMOS在暗光下接收、分析处理信号的能力，高感是高感光度的简称，高感越好，CMOS在暗光条件下产生的噪点（模糊）就越少。高感能力显然是与CMOS尺寸强相关的，但量子效率则是评价单位尺寸CMOS感光能力的指标。量子效率越高，就能用越少的光线还原出足够的细节。手机CMOS受制于小的像素尺寸和堆栈式技术，尽管技术比相机更先进，量子效率也无法与相机拉开差距，故其高感相比相机就十分糟糕了。⑤动态范围与宽容度动态范围（DR）体现着传感器同时记录亮部信息和暗部信息的能力，动态范围越高，越能在照片中同时保留阴影处和高光处的细节。CMOS的动态范围不如人眼，故这是一个感知较强的指标。宽容度与动态范围有所类似，指欠曝（拍暗了）或过曝（拍亮了）之后保留细节，以待拉回原样的能力。CMOS的欠曝之后宽容度与过曝之后的宽容度一般不同，欠曝之后更容易很好地拉回正常亮度。所以对于一般相机，在不能确定准确曝光时，要遵循“宁欠勿曝”原则。手机传感器的动态范围与宽容度是要比相机差不少的，相机中佳能一家独弱。CMOS的技术分类①背照式（BSI）与前照式（FSI）背照式CMOS将电子元件放到感光元件后面，不会对感光元件进行遮挡，画质更好，成本也更高。前照式CMOS将部分电子元件放在感光元件前面，有一定挡光效果，故暗光下画质较差。新相机基本都是背照式CMOS（佳能跟进得晚，R5R6还不是），手机早已普及背照式CMOS。②堆栈式CMOS与非堆栈式堆栈式CMOS将DRAM缓存集成到CMOS中，大大提升读取速度，并使高速连拍时传感器有充足时间进行准确对焦成为可能。手机基本上都是堆栈式CMOS，但相机由于大传感器的成本问题，只有高端产品采取了堆栈式结构。堆栈式对画质有一定的负面影响，故为拍摄风光优化的相机不采用堆栈式结构。③传感器位移防抖此技术仅部分微单相机和极个别手机有（vivo做过，但是做两代后就取缔了），通过控制传感器向抖动相反方向进行位移，来抵消抖动带来的影响。越小的传感器，越容易做好位移防抖。④双层晶体管技术通过重新进行空间布局，增大光电二极管来提高传感器的进光量和片上处理的降噪能力，可以大幅提升传感器的高感和动态范围。目前仅在索尼最新款手机上试水，下一个用户可能是iPhone Pro系列。三、影响镜头成像质量的因素镜头是成像的关键，没有好的镜头，再好的CMOS也不能呈现清晰美观的图像。镜头属于光学器件，设计镜头是一门平衡的艺术，需要综合考虑各种画质影响因素和制造成本、体积重量乃至耐用性。镜头的焦距决定了成像画面的视角，是选择镜头时应当首要考虑的因素，不同的视角直接影响画面的表达。镜头分为定焦镜头和变焦镜头，定焦镜头的视角固定，结构简单，容易做好画质；变焦镜头视角可变，结构较为复杂，画质不如同级别定焦镜头。除了索尼Xperia 1 V等奇葩产品之外，手机镜头全是1~4个定焦镜头，不存在光学变焦！下面介绍影响镜头画质的主要因素（此处与镜头参数中的光圈等分开）①物理规律：镜头的衍射极限光在通过与波长尺寸在一个数量级的物体时，会发生传播方向往各个方向发散的衍射现象。镜头光圈的边缘处，光线就会发生衍射，而当散乱的衍射光在成像光束中的占比达到一定比例时，就会对画质（主要是分辨率和反差）造成较为明显的负面影响。中心衍射光斑的直径等于像素间距时，两像素的信息就难以分辨摄影圈谈论的衍射极限，指的是多少像素的传感器在该光圈下不会受到衍射现象的明显影响，是一个经验值，代表了指定画幅、光圈下镜头解析力的上限。而且由于RGGB的像素排列方式实际上对信息欠采样等原因，超过衍射极限后的一定范围内继续提升像素和镜头素质也可以获得画质的提升，但是性价比低。算法与后文中的像素转换多重拍摄技术，可以一定程度地让相机的解析力突破衍射极限的限制。衍射极限是一种物理规律，不是针对某一特定镜头的参数。多年来，衍射极限指导着镜头和传感器的设计。同等画幅，光圈越大，衍射极限能满足的像素越多；同等光圈，画幅越大，像素也越多。可以通过经验公式d=f×1.22λ来计算指定光圈指定波长下，衍射极限所对应的像素尺寸。一般来讲，波长取0.5μm左右比较科学。以500nm绿光计，全画幅的F5光圈，衍射极限满足全画幅6000万像素左右；APSC画幅的2400万像素，则需F5.6光圈来满足。iPhone 14Pro主摄为M43的约一半长，光圈为F1.8，可见经四合一像素技术增强后的水平接近了衍射极限。不过手机镜头光学素质有限，无法满足衍射极限处的分辨率，目前这个水平虽远远不能达到真4800万像素的水平，但是已经很极限了。而它的长焦镜头只有全画幅的1/9长，光圈为F2.8，通过计算可得其衍射极限仅满足410万像素，而其传感器是1200万像素。所以事实上其长焦镜头照片的有效分辨率也明显达不到1200万像素应有的水准。长焦方面做得比较好的vivo X90 Pro+，其85mm镜头计算后衍射极限满足660万像素，也不能满足其1600万像素四合一传感器。笔者使用它实拍时，也发现其标准模式下解析力就与分辨率不匹配，开高像素一点提升都没有。手机的长焦镜头大抵都是这种情况，故三星直接使用像素更低的传感器做长焦，解析力居然比苹果和华为还好一点点。②球差理想的透镜也会因为不同位置透过的光线，在透镜中穿过的距离不同，折射带来的位移也不同等原因而产生球差。球差使原本平行的光线不能严格汇聚于一点，故单一的凸透镜其实是不能成像的。为了消除球差，镜头需要使用透镜的组合来复合消除球差，而消除的好坏则影响着镜头的锐度和焦外质感等表现。球差要消除，也不宜消除得太彻底，否则焦外的虚化就会变得难看。由此引申的摄影知识：后景的虚化质感往往比前景虚化要好未对上焦产生光斑并不是均匀的圆形，而是有亮度分布的，对于凸透镜来说，在焦点之外的光斑形状是中间有一个明亮的核心，周围是一圈暗淡的光晕，这种光斑通常意味着焦外成像比较柔和，比较「软」。但在焦点之内就相反，中间是一个较暗淡的区域，周边反而是一圈亮的光环，这种质感就不好看。好看的虚化质感不好看的虚化质感③色散、色差光透过三棱镜的时候会色散成一道彩虹，透过镜头中的透镜时也是如此。这会导致异色交界的边缘出现原本不存在的色彩，最常见的就是“紫边”和“绿边”。减少色差的方式主要有采用低色散材料（如特殊的玻璃、萤石等）、在镜片上镀膜和通过多组镜片来复合消除色差。手机镜片主要采用树脂材料制造，空间又有限，镜片少，所以色差问题很严重。材料对光的折射与色散，从微观上来源于材料中电子云对光产生的电子极化作用。因此增加材料中氟离子、稀土金属离子等电子云密度大、变形性低的“硬”离子，可以有效减少色散，这就是低色散玻璃的常见配方思路。而增加铅离子等体积大、变形性好的“软”离子，就能增大玻璃的折射率。如左图，相机定焦镜头一般使用9~13片镜片，而手机镜头使用6~7片镜片，消除色散的能力必然大打折扣那么为什么平时我们不能在手机照片中找到色散现象呢？因为这种色散已经被自动矫正，但与之相伴的后果就是交界处的细节大量丢失，典型的场景就是手机拍树的树叶部分总是不好看、不自然，但又说不出个所以然来，其实主要就是镜头色散在作祟。④眩光、鬼影光线在镜头镜片间来回反射，会在成像中引入原本不存在的亮斑，也会放大高亮物体的光晕。画面左上的两个亮圈就是路灯产生的鬼影。这是相机的鬼影，形状很圆，其实也挺好看的，可以用于创作构思。但如果是手机的鬼影，可就不会这么好看了！笔者用华为Mate 40 Pro+拍摄手机长焦镜头产生的巨大眩光圈+鬼影。消除鬼影和眩光的主要手段是在镜片上镀膜来减少反射，在相机中尼康和蔡司/索尼系列镜头做得比较好，而在手机中vivo做得最好，苹果最差（苹果手机的鬼影和眩光被摄影师集体诟病）。眩光和鬼影并不总是不好的，许多时候我们需要用它们来表达强烈的光明，但是这必须通过素质够好的镜头来实现美观的眩光、鬼影形状。在这个方面，手机做得并不好，与相机存在巨大差距，而且很难通过后期手段弥补。⑤暗角在鬼影示例的RAW图片中，你可以看到画面的四角明显要比中间附近暗，这是成像亮度不均匀导致的。光圈越大，越容易造成暗角。暗角容易通过后期手段修复，在Camera RAW滤镜中的“光学”选项中拉高“晕影”即可。手机一般会自动处理掉暗角，不用手动修复。⑥畸变畸变现象常见于超广角镜头与变焦镜头中，分为桶形畸变和枕形畸变上图依次为：正常画面、桶形畸变、枕形畸变，对于变焦镜头，一般是广角端桶形畸变，中间畸变很小，长焦端枕形畸变。桶形畸变特别大时，就会产生鱼眼效果。由于畸变现象比较容易矫正，所以现代镜头设计中畸变的控制常常比较放飞自我。但即使有手段矫正，过大的畸变仍然会使广角照片丢失细节或视角奇怪。电影镜头价格贵的离谱，一个重要原因就是对畸变控制的要求非常高。此处表扬华为，率先做好超广角镜头的畸变控制，目前vivo、OPPO、小米也在跟进，而苹果超广角原本的畸变其实是非常离谱的，矫正后的效果也不如安卓旗舰。⑦像散和偏轴同一个方向的焦点不在一个焦平面内的现象称为像散。理想的镜头应有一个完美的焦平面，镜头后的成像平面上的点所对应的对焦点都在镜头前的一个平面上。但由于镜片的公差和装配时的偏差，实际镜头的合焦面并不是一个完美的平面。偏轴是镜头常见的装配质量问题，也可由摔击等外力损伤造成。具体体现在镜片中心与镜头中心发生偏离、镜片歪斜等，会对成像造成复杂的影响，包括使线条拖影、光斑偏移或形如未满的月亮等。镜头的偏轴和像散，可以类比为眼睛的散光和角膜厚度不均。四、镜头的重要参数①焦距镜头的焦距一般指等效全画幅焦距。即此镜头的成像视角相当于该焦距的全画幅镜头。焦距是设计和使用镜头时的首要考虑因素。一般地，我们将等效焦距短于24mm的镜头成为超广角镜头，在24mm到70mm之间的称为标准镜头，70mm以上的称为长焦镜头。超广角镜头在拍摄风光、建筑题材时具有强烈的冲击力，拍摄合影时也可以获得很广的视角。但是不建议用超广角拍摄合影，因为大小比例容易失真。对于手机来说，超广角镜头还是最容易获得很近的对焦距离的镜头，所以一般手机的微距都使用超广角镜头来拍摄。标准镜头和较短的长焦镜头（可称作中长焦）是日常摄影中最为常用的，其中有24mm，35mm，50mm，85mm四大经典焦段。24mm被称为“私房之眼”，也正是手机主摄所选择的焦段（苹果手机为26mm，华为手机默认裁切到27mm，还有部分手机为35mm）。这个焦段拍摄人像显得人腿长、身材苗条，而拍摄风景、建筑则比较尴尬，既没有超广角的视觉冲击力，又没有35mm和50mm的自然感。拍摄人文题材时，其宽广的视角又会收进来很多杂乱的、与主体无关的物体，所以并不是很适合。35mm接近人眼双眼视角，其取景角度看起来最为自然，被成为“人文之眼”。50mm接近人眼单眼视角，带来的效果就是近大远小的“透视自然”，同时这个焦段能够比较好地去掉背景中的无关物体，因此在拍摄中比较实用。保有量最大的相机定焦镜头，就是50mm。85mm是空间压缩感的开始，适合拍摄人像，也更能去掉背景中的无关物体，因而也比较适合新手出片。而拍摄远景或空间压缩感更强的人像，则需120mm以上的焦距。相机的“大三元”或“小三元”变焦镜头，指超广角、标准、长焦变焦的三件套组合，超广角为16-35mm（索尼、腾龙）15-35mm（佳能）14-24mm或14-30mm（尼康、适马），标准变焦大多数为24-70mm，少有28-75mm。长焦大多数为70-200mm，少有70-180mm。另外，24mm起步，105~200mm终止的大变焦镜头在日常拍摄中非常实用。广播电视设备一般拥有变焦倍率很大的箱式镜头，等效焦距可以从24~28mm延伸到上千mm。手机的定焦镜头组合比较多，iPhone基础款为15mm+26mm，变焦能力极差（本来就不用四合一像素CMOS，然后还不给中长焦镜头）。Pro系列为14mm+26mm+77mm，其中焦和长焦的设计并不是很实用，远摄能力也不怎么样，不过在15 Pro系列会有改观。最实用的是vivo X90 Pro+，14mm+24mm+50mm+85mm。小米旗舰的14mm+24mm+50mm+105~120mm也很不错。OPPO和华为比较混乱，实用性也差一些。三星维持14mm+24mm+70mm+240mm多年，远摄能力是最强的，但实际上超长焦使用率不高，三星跨度过大的组合也不是特别实用。②光圈镜头不能让镜片边缘的光线也都参与成像，这样做会把成像搞得一团糟，所以必须在镜片组中间加一个光圈来限制其通过光学的范围。光圈的大小用F值表示，其后面数字的意义是光圈直径与该镜头焦距的比值。同样画幅尺寸的镜头，其进光量可近似认为只与F值有关。F值越大，光圈越小。大光圈的镜头在暗光环境下的拍摄具有天然优势，同时，光圈的大小还与虚化能力有关：相同焦段和传感器大小，光圈越大，虚化越强。但是手机受制于空间因素，主摄与长焦镜头的光圈绝对直径差不多，也就不能通过变焦来变换虚化程度了。相机定焦镜头的光圈F值一般在1.4~2.8，变焦镜头一般在2.8~5.6。光圈越大，越难制造。相机镜头的光圈F值只是标注一个上限，还可以向小调整，而手机除了少数产品外不能调整。华为Mate 50 Pro，P60，三星S9系列可以调整光圈。上图为例的大光圈浅景深效果，手机是天然拍不出来的。通过算法模拟的背景虚化，也不能完美还原光学虚化的质感。同一只镜头，适当的收小光圈可以提高镜头的光学素质，提升分辨率，减弱色散和暗角，扩大景深（即清晰对焦的前后距离范围）。现在的新相机镜头多采取光圈全开就接近最锐的设计，但较老的单反镜头还需收光圈才能获得最佳的锐度表现。光圈有档位之说，每差根号2倍（实际上就是1.4倍）称作差一档，每大一档，进光量提升一倍。相机镜头光圈的调整，步长一般为1/3档，如F4>>F4.5>>F5>>F5.6。光圈F值的增大会使镜头的设计变难（尤其是对于超广角和长焦镜头），因为这要求镜头后组镜片能很好地收束光线，所以定焦镜头保证完美画质，最大光圈一般定在1.7~2.0，其中F1.8最常见。iPhone12~13全系、华为Mate 50等手机把光圈F值做得过大，是不利于提升光学素质的。变焦镜头的恒定光圈与浮动光圈：变焦镜头在变换焦距时，可以设计成最大光圈的F值恒定不变，光圈的绝对直径与焦距成正比；也可以设计成最大光圈的F值随焦距浮动变化。前者有利于保证画质，多见于变焦倍率不大的镜头；而后者有利于节约成本和控制体积重量，多见于大变焦镜头。变焦镜头的光圈比定焦镜头小1.5~2档，然而价格却更贵。最大光圈并不是画质好坏或镜头好坏的真正决定因素，但一般来讲，相同焦段下，光圈越大的镜头越高端。③光学防抖光学防抖的原理是实时监测镜头被握持时的抖动位移，从而操控电机让镜片组向抵消抖动的方向移动，来实现抗抖动。单反相机由于机身防抖的欠缺，镜头常常带防抖；手机由于空间限制，一般也采取光学防抖，但不会是所有摄像头都有。微单镜头一般只有长焦是带防抖的。④复制倍率与最近对焦距离这两项参数体现了镜头的近摄能力、微距拍摄能力。相同焦距下，最近对焦距离越近的镜头，其把小物体拍大的能力就越强。很容易理解的是，一支镜头的物理体积越小，其最近对焦距离就越容易做短，微距拍摄也应当越有优势。对于手机而言，超广角镜头一般是微距能力最强的镜头。但这有利有弊，使用超广角镜头一方面能扭曲、压缩背景，使被摄主体显得（相对于背景）更大、更突出；另一方面，很多时候我们拍摄小物体时想要获得一种“窥视”或“压缩”的氛围感，这需要长焦镜头来表现，超广角镜头营造的氛围与构图需求背道而驰。复制倍率一般只用于全画幅相机，它指的是被摄物体成的像与被摄物体实际大小的比例。相机的微距镜头一般能做到1:1左右的复制倍率，即1cm大小的物体，在传感器上的像大小也是1cm。相机的微距镜头，最热门最好用的是100mm焦距，拍摄的画面非常有氛围感。这种镜头的微距拍摄能力极限，大概可以拍到一些体积较大的单细胞生物。⑤卡口直径与法兰距卡口直径顾名思义，就是镜头卡口的直径。法兰距指镜头后组镜片距离成像面（也就是CMOS传感器位置）的距离。法兰距越长，对镜头设计的不利影响就越大。单反相机由于必须安置反光板等机械结构，法兰距会很长，达到45mm左右，而微单相机只有18mm左右，因此微单镜头普遍比单反镜头素质好得多。手机镜头的法兰距极短，基本上贴着CMOS，故可以简化设计。⑥其他光圈叶片数量这项参数基本上仅适用于相机。光圈叶片数量越多，其光圈也就越圆，焦外虚化的光斑（点光源在离焦时，其光斑的形状大致就是光圈的形状）越好看。对焦模块镜头的对焦需要马达来驱动，马达主要有两种：线性步进马达，简称STM，就是直线电机，对焦平滑顺畅，适合视频创作表达。但体积偏大，动力偏小。超声波马达，简称USM，结构中包含具有弹性的定子。定子与压电陶瓷元件连接，通过向压电陶瓷元件施加电压，使定子发生波浪般的超声波振动作为驱动源，带动镜头对焦。USM马达驱动力强大且安静小巧，但对焦平顺性不如STM，经常有明显顿挫感，适合照片拍摄。USM一般比STM对焦快速，但这并不绝对。外变焦、内变焦与电动变焦外变焦镜头的长度会随变焦环的转动而改变，向长焦方向转动时镜筒伸长，反之缩短。内变焦镜头更加坚固专业，其镜筒长度不随变焦而改变，电动变焦镜头不能通过手动转动变焦环来变焦，而由电机来实现。五、镜头的成像效果与评价镜头成像的“清晰度”主要与两个量有关：分辨率和对比度分辨率即镜头分辨线条信息的能力，但分辨出信息后，明暗强弱和色彩过渡的对比又是一大要素。上图形象地解释了分辨率和对比度对画面的影响。为了获得清晰锐利的画面，我们肯定希望镜头的分辨率和对比度都高，但在设计镜头时，这两者的效果并不是正相关的，甚至是某种程度上不可兼得的。对比度高的镜头在成像观感上清晰，而分辨率高的镜头成像放大后能辨认出更丰富的细节。进入数码时代后，由于CMOS的成像原理局限，对高分辨率信号会产生伪色和摩尔纹现象（典例：对屏幕进行拍摄时产生的彩色花纹），故现代镜头的分辨率往往没有去尽可能做好，而是兼顾了对比度、色散、抗眩光等其他要素。MTF图表镜头的分辨率和反差在画面的不同位置和不同方向都不相同，越远离画面中心的位置画质越差，线条的方向也会影响镜头对线条的分辨能力。因此要准确描述镜头在某一焦距、光圈状态下对细节的呈现能力，需要用几条连续曲线绘制一幅图表。厂商利用拍摄正弦光栅（测试标板中的黑白相间的栅格）的方法进行测试，亮度按正弦变化的周期图形叫做“正弦光栅”。而正弦光栅的疏密程度被称为“空间频率”（Spatial Frequency），空间频率的单位用lp/mm 表示。lp/mm 标识单位长度( 每毫米) 的亮度按照正弦变化的图形的周期数。MTF曲线图的纵坐标是反差（其实也与分辨率有关），其计算方法为（照度的最大值-照度的最小值） /（照度的最大值 + 照度的最小值）。这个计算值被称为调制度M，它总是介于0和1之间，调制度越大，反差越大。由于镜头像差的影响，会出现以下情况。当空间频率很低时，测量出的调制度M 几乎等于正弦光栅的调制度；当所拍摄的正弦光栅空间频率提高时，镜头成像的调制度逐渐下降。镜头成像的调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数MTF（Modulation Transfer Function）。对于原来调制度为M 的正弦光栅，如果经过镜头到达像平面的像的调制度为M’，则MTF函数值为：MTF值= M’/ M由此可见，MTF 值必定大于0，小于1。MTF 值越接近1，说明镜头的性能越优异。当空间频率提高，也就是正弦光栅的密度提高时，MTF 值逐渐下降，这时的MTF 曲线可以反映镜头的分辨率。故一般MTF曲线会测试两组光栅密度，即10和30。10的那条线主要体现反差，30那条线主要体现分辨率。镜头在垂直于直径方向的分辨率和反差会弱于直径方向，故MTF图表中有R和T两组曲线，分别描述直径方向和垂直于直径方向的表现。SONY 24-70mm F2.8 GM II第一张图是高端镜头索尼24-70mmGM II的MTF图表，可见该镜头中心和边缘画质都很优秀；适当收小光圈后镜头的表现得到了提高。第二张图则是一支不那么优秀的镜头的MTF图，如果一支镜头比这个更差，那就可以称为画质不佳镜头（被圈内称为狗头）了。所有手机镜头都可以算作狗头。需要注意的是，MTF只体现分辨率和反差信息，而色散、抗眩光、畸变、对焦速度等指标无法体现，故不能仅凭MTF判断镜头的好坏。此外，常见的MTF图评价标准只适用于全画幅镜头，手机镜头的MTF横坐标与示例图不同，具体效果也与传感器大小强相关，不能与相机做直接的比较。六、照片、视频的格式与采样①照片的文件格式主要有RAW（不同厂商的RAW文件扩展名会有不同，但都是RAW），JPEG和PNG三大类常用。RAW文件会保留传感器的原始感光信息，一般不压缩，也有的会进行压缩以节省存储空间。RAW具有比普通图片大得多的后期调整空间，体现在更高的宽容度、更大的调色空间、更好的降噪基底等方面。PNG和JPEG都是压缩图片，但JPEG有无损压缩，也有有损压缩，总体上画质不如PNG。②视频的文件格式一般都是mp4，但存在多种编码方式。在同等画质下，H264编码生成的文件体积较大，播放是对播放设备的性能要求也较低；H265则相反，是更先进的编码格式。此外，视频还分为帧内压缩和帧间压缩。帧内压缩即一张张图片分别压缩后组成视频，帧间压缩则会把相邻几帧中几乎不变的像素“合并同类项”。我们所能见到的几乎都是帧间压缩，因为帧内压缩的文件体积实在是太大了。③视频的码率视频的清晰度不仅与分辨率和帧率有关，更大程度上由码率，也就是单位时间的文件大小决定。码率越高，画质上限就越好。码率一般以Mbps为单位，小写b是大写B的1/8大小，也就是说80Mbps的视频每秒对应文件体积为10MB。画面中运动越丰富的视频，就需要越大的码率来保证清晰度。一般来讲4K 60P的视频需要至少100Mbps的码率。B站视频，4K的码率为7Mbps，1080P的码率为5Mbps，是远远不够达到相应分辨率的清晰度标准的。此外，向B站上传视频时，要注意原文件的码率不要超过对应分辨率的限制，否则会被二次压缩。B站平台的二次压缩会使视频的画质变得非常差。④色彩格式420, 422和444视频的明度信息和色度信息可以分开来存储，而人眼对于明度的感知要高于色度。所以通过把相邻四个像素的颜色处理为一样的，再把每一个像素的明暗信息标注出来，就可以得到观感与原图差不多的画面，又节省了文件体积，这就是420格式。422格式则是把纵向相邻的两个像素的颜色划为一致，444格式每个像素的色度信息独立存储。常见摄像设备输出的格式有420，也有422，格式为422的视频画质比其他方面同等的420视频画质好、码率高。对于一般的4K视频需求，420足够使用。⑤点对点采样、超采样与跳采样相机拍摄视频的采样方式很大程度上决定了视频的真正有效分辨率。点对点采样即使用A像素×B像素的区域来采样输出分辨率为A像素×B像素的视频，由于传感器划分RGGB区域带来的画质损失，点对点采样并不能达到输出分辨率为A像素×B像素的画质上限。超采样为用大于A像素×B像素的区域来采样，然后经过重新取样算法的运算，输出分辨率为A像素×B像素的视频。这种技术可以大大提升视频的清晰度，一台相机拍摄某一格式视频的时候有没有超采样，是评价其该格式视频画质的重要因素。手机拍视频一般不会进行超采样。跳采样为采样区域因传感器像素高于视频分辨率，但计算芯片又没有足够算力、被设定为不会进行超采样，或传感器读出速度跟不上视频帧率的时候，选择采样区域的一部分像素输出视频，跳过另一部分的方案。跳采样视频的画质远远不如超采样，因为有效像素点的变小，也常常不如点对点采样。⑥色域色域是描述视频、图像色彩空间的参数，色域越广，所能呈现的色彩就越多。主流的色域标准有sRGB（多数屏幕，标准较低），DCI-P3（电影业使用），Display-P3（大部分苹果设备），Adobe RGB（打印业使用）。Rec 709、NTSC和Rec 2020也是业内常用的色域标准，Rec 709约等于sRGB，Rec 2020最广，涵盖了人眼能感知的所有颜色。NTSC是1954年的美国电视标准，现已脱离实用。我们见到的多数文件都是sRGB色域，更广的色域中，P3色域偏黄，Adobe RGB偏绿。民用相机拍摄的原视频和照片是Adobe RGB色域，也可降低色域，选为sRGB。色域不只论高低，更要论匹配。这是个复杂的问题，笔者不是内行，就不多说了。一般来讲，呈现色域的瓶颈在于屏幕。我们用将某个色域覆盖多少来评价一块屏幕的色域，如100%sRGB意为能呈现sRGB色域中所有颜色，90%DCI-P3意为能覆盖DCI-P3色域中的90%。⑦色深色深是指红绿蓝三原色，每种颜色记录的精度是多少。8bit色深指每种颜色从无到最大分为256个等级，也就是我们一般调色所用的“0~255”混合。10bit色深即每种颜色分为1024个等级。一般的显示设备支持8bit色深，部分高端产品能做到8bit到10bit之间，并以10bit作为信号输入格式。8bit色深的照片、视频在后期调色的时候，比较容易出现色彩断层，这是记录误差被调色放大导致的。故10bit及以上的视频更方便后期调色。照相机记录的极限的大概在12bit，手机则要低不少。至此，你能说出100Mbps的420 8bit 4K 60P视频比200Mbps的422 10bit 4K 60P视频差哪了吗？七、相机的基本调节操作仅为概论，具体操作请参见相机说明书。感光度（ISO）感光度即传感器对光线的敏感程度，感光度越高，其他参数一致下拍出来的照片就越亮。感光度过高时，画面中会出现越来越多的噪点。具体高到什么时候出噪点，因传感器而异。最好不要将感光度调到相机原生感光度的范围外，也就是不要调到Hi或Lo字样出现。一般来讲，把ISO调到100到800之间可以获得最好的画质。快门速度安全快门与快门工作原理见前文。拍摄运动物体时，至少将快门速度调至几百分之一以上才能不模糊。光圈详细原理参见镜头篇。光圈越大，背景越虚，反之亦然。单反相机的对焦模块由于空间限制，在F2.8以上（指F值小于2.8）时可能不能准确对焦。不同自动优先级的设置以尼康、索尼典型相机为例，有Auto档，P档，S档，A档和M档。佳能的S档叫TV。Auto档为全自动，省心但是效果一般不是最好。P档为ISO优先，手动设定ISO后相机自动调整快门速度和光圈，比较适合风景拍摄。S档、TV档为快门优先，手动设定快门速度后相机自动调整ISO和光圈，比较适合活动中的抓拍记录。A档为光圈优先，适用于想调控虚化程度的时候。M档为全手动，适合想要特殊效果的场景。连拍速度一般相机的连拍有S、CL、CH三档，分别对应单张、低速连拍、高速连拍。低速连拍的速度可以手动设置，高速连拍的速度取决于相机性能。多数时候CL比较顺手。曝光增益一般相机会有调节曝光增益的按钮，可以在不开M档的条件下直接控制画面的亮度。包围曝光（BKT）模式该模式需与连拍搭配，按下快门不松开后连续拍摄一组不同曝光度的照片。如果掌握不好构图的亮度，可以总是开启BKT模式然后一键三连。AF/MF切换相机的镜头或机身上会有切换键，AF为自动对焦，MF为手动对焦。当自动对焦效果不尽人意的时候，可以切换到MF档后旋转变焦环进行手动对焦。八、为什么我拍的照片不好看？如何解决？第一类原因：焦距与焦点掌握不好焦距是决定视角宽广度从而决定照片中物体近大远小关系的重要因素。人眼的等效焦距约为35~50mm，这个焦段的照片，看起来近大远小关系是“真实的”。而更广角的照片，近处物体显得更大，远处物体显得更小；更长焦的反之，会造成“空间压缩感”，尤其是当焦段延伸到200mm左右及以上时，照片中的近景和远景大小会变得很接近，加上一定的虚化效果，可以营造一种的“梦境感”。与人眼所见不同的近大远小关系，可以带来视觉张力，让照片更有表现力；但也可以造成不和谐、不好看的感觉。对于广角镜头，更重要的是会在画面中收入与主体无关的杂乱物体，在拍摄时还会带来明显的畸变。手机的广角镜头更是雪上加霜，因为手机光圈太小，画面中常常没有对焦主体，没有空间层次过渡，让画面看起来扁平、杂乱、没有生气。控制焦点是表达主体的重要手段，一般来讲焦点在主体上，而背景被一定程度虚化是比较好的；根据题材也可以使主体虚化，通过清晰的背景来衬托主体；当然也可以调小光圈（针对相机而言，手机一般调不了也不用调），让主体和背景都清晰，这种情况尤其适用于打卡照。很多时候，如果一张照片里没有对焦主体，就会丧失空间层次感，让景物变得难看；而在一片杂乱中选择一个对焦主体，则能美化景物。笔者用D780拍摄，未压缩的原图层次感更强一些例：这只是一片农村随便长的蒿草和乱种的果树，但是对焦主体的选择、焦距的适当拉长和前后景的虚化，让本来平平无奇的景象变得好看一些。解决和补偿方法：①对画面进行适当的裁切或变焦，很多照片裁着裁着就好看了。等效24mm焦距的照片进行2×裁切后就变成了等效48mm，透视效果也与48mm相同，但畸变无法补偿。②尽量使手机所在的平面与被摄物体形成的平面平行，或正对两个平面的相交线。“正”的位置关系可以大大减弱透视和畸变带来不利效果。很多时候随手就拍的效果不好，主要原因就是景物的线条与照片边缘不够平行或夹角不当。③通过后期手段突出主体专业图片处理软件有调整对比度、阴影/高光、调节暗角和边缘模糊程度等功能。我们可以在Photoshop中的“滤镜”选项中选择“Camera RAW滤镜”来对我们的图片进行强大的调整。当主体处在画面中心附近时，模糊化边缘可以突出主体。在Camera RAW 的“光学”和“效果”栏中都有“晕影”选项，可以模糊化边缘。但对于手机照片，这种调整效果有限。当主体亮度明显高于背景、杂物时，可以通过提高对比度、拉高高光部分、压低阴影部分的方式来突出主体。拍摄人像时，处理优秀的“人像模式”可以较好地模拟大光圈镜头带来的背景虚化效果。第二类原因：光影失真利用光电效应感光的CMOS传感器，对光线明暗变化的感知要比肉眼敏感得多。故一张光线有明有暗的照片中，亮部常常过亮，暗部也经常太暗，导致效果不好。此外，设备拍出的亮度与真实亮度不符，也是一大因素。笔者用D780拍摄这张是单反相机一张单反相机的直出图片，天空是过亮的，而草地又显得太暗。解决方案：在手机自带的照片编辑器或Photoshop中调整阴影/高光，拉低高光，提亮阴影，同时适当调整曝光度和亮度。但是很多时候这并不能完全还原高光的细节，而且有时候由于空气质量、隔着玻璃等因素，照片似有一层薄雾笼罩，这时就需要一项强大的功能：去除薄雾。除了Photoshop之外，部分手机也有去除薄雾的编辑功能。该功能可以使景色更通透，同时也会一定程度上降低图片亮度，因此该功能一般与调整曝光结合在一起使用。这张照片在经过上述处理后，如果维持原来的亮度，还是看起来有点奇怪，因为当时正处黄昏，实际的光影并不是这样亮的，而照相设备的测光却为我们还原出了接近白天的亮度，故曝光度也需适当调节。调整后效果，既接近真实光影又更美观震撼。去除薄雾功能另一大显身手的地方，就是与玻璃打交道的时候。去除薄雾功能可以营造窗明几净的效果。笔者在飞机上拍摄的南迦巴瓦峰在飞机上拍摄后，去除薄雾功能就显得很重要。以飞机上拍摄的山峰这张照片为例，由于该图片亮部与暗部的明暗度很接近，不好看，是另一种光影失真，所以我们把“阴影”拉低，“高光”拉高，采取相反的调节方案。手机在有的时候，针对光影明暗的调整会过度平衡画面亮度，这时我们若希望照片更有表现力，也可以采取这种增加对比度、拉低阴影、拉高高光的调节方式。第三类原因：色彩不好看色彩是画面是否讨喜的重要因素，一般地来讲，我们希望照片色彩鲜艳明快，这时可以调高“饱和度”和“自然饱和度”。当我们觉得照片的色调不好看时，可以调节色调、色温，更进阶地可以在“校准”选项中分别调整红、绿、蓝三原色的色调和饱和度。上面飞机上拍山峰的后期处理中，也应用了色彩饱和度的调整。一般照相设备的直出色彩都与人眼所见有差别，而且有时使物体看起来不好看。色调与饱和度的调整让葡萄看起来更好吃。第四类原因：看起来模糊不清虽然多数时候照片看起来不清晰就是没拍清楚的锅，但要注意的是，有些时候并不是如此。在辨析分辨率与反差的时候我们已经领会过，对细节的保留和观感的高反差高清并不总是一回事。细节不能再生，但反差可以后期调高。有时候我们照片的细节得到了记录，但由于反差增强和锐化的不足，观感上并不是那么清晰。这时候我们可以应用Camera RAW中的“纹理”、“清晰度”和“锐化”功能来增强观感的清晰度，强化边缘的表达。在拍摄岩石、建筑等题材时，这种手段能显著增强观感；而拍摄人像时则常进行不同操作，把“纹理”拉低可以很好地提升皮肤质感，“清晰度”调高可以使五官更立体一点，调低可以使面容更柔和。不过，这部分后期处理往往已经被手机厂家做得到位甚至过度到位，如果过度到位可以进行相反操作。还有一种情况的模糊不清，是因为暗光条件下的噪点过多导致的。这种情况可以用“去杂色”功能来对其进行强大的AI降噪。此方法一般适用于相机照片的处理，手机照片有时也可用，因为手机自带的降噪涂抹感要比Camera RAW难看得多。不过受限于手机的硬件，这种处理只能带来涂抹质感上的提升（手机自身的降噪效果经常是脏兮兮的），想还原出原本不容易看出的细节是很难的。第五类原因：构图思考不到位三言两语说不清，已经从技术问题上升到艺术问题了。九、固定硬件下增强画质的技术①HDR合成HDR是高动态范围的英文缩写，意为能同时展现暗部和亮部的细节并真实还原光影明暗。在传感器单张动态范围有限的情况下，可以通过拍摄一组曝光不同的照片，经过后期合成来获得一张亮部暗部都清晰的HDR图片。对于相机，我们需要三脚架来保证一组图片中物体的位置都一致；对于手机，我们只需选择“HDR模式”即可。部分手机甚至默认开启了这种多张合成功能，非常好用。得益于这种技术，如今手机的HDR直出能力已经超过了相机的普通拍摄。②堆栈合成用多张照片合成为一张照片，来降低图片中的噪点数量、还原出更多细节，适用于暗光环境下的拍摄。手机的夜景模式就是使用堆栈合成技术拍摄，夜晚时的“转圈圈”就是在进行多张拍摄与堆栈合成。相机想这样做同样需要三脚架（少部分相机除外）。得益于手机自身比较强大的后期处理能力，夜景拍摄可以逆袭一部分相机。不过相机在光线较暗时仍能拍好移动物体，这又是手机所不能及的了。③像素转换多重拍摄利用传感器位移防抖的硬件技术，每次使传感器偏移半个像素的位置记录图像，总共记录4次，后期通过合成得到一张4倍像素的图像。俗称“摇摇乐”。像素转换多重拍摄对清晰度的提升效果，应大于四合一像素技术，但四合一像素技术可以一次性高像素成像，而像素转换多重拍摄则需固定镜头然后多次成像，也不能用于拍摄移动物体。只有部分相机有这种技术。④景深合成这项技术主要是针对相机进行开发的。相机因为传感器大，景深较浅，即前景和后景不能同时拍清晰，总有很大一部分画面是没对上焦的。这时可以通过对几个距离的物体分别对焦的方式拍摄一组照片，再经过后期合成得到一张各个部位都清晰的照片。⑤AI超分辨率通过智能计算来弥补画面中没有被拍清楚的细节，这项技术其实更多地是应用在电子游戏中（NVIDIA的DLSS和AMD的FSR），手机自动的超分辨率和Photoshop中的那项功能的效果，都很局限。对这种增强画质方式最感兴趣的莫过于华为，华为的多款手机曾发生将路灯AI补全成月亮等事件。NVIDIA的RTX30系及更新的显卡支持RTX超分辨率视频技术，播放网页视频时可以根据条件对画质进行实时增强。从B站上找素材时，可以尝试应用这种技术来获得更清晰的视频。十、其他感光原理的摄影摄像技术摄像管与有线电视直播在没有网络、没有数字技术的时代，电视如何进行直播呢？摄像管是一种能将实时画面转化为单通道电信号的元件，它的原理是晶态的硒（就是打印机硒鼓用的那玩意）在受光照时导电，不受光照时不导电，导电性能与光照强度相关。镜头将像成在摄像管的硒片上，同时一束电子束不断地蛇形扫描硒片，每扫到一个地方时，硒片上流入电流的强弱就反映了这个点的光照强弱。这个强弱变化的电流信号经过调制后发送出去，在收看方电视机完成解调，转化为指导电子枪发射电子的电流信号。电视屏幕不断地同步复现摄像管被扫描点处的明暗，就组成了运动的画面。摄像管传出的信息也可以被记录到磁带中或光盘里，这就是录像带与VCD。电子枪的扫描分为逐行扫描和隔行扫描。逐行扫描：电子束在屏幕上一行接着一行从左到右的扫描方式。隔行扫描：一张图像的扫描不是在一个场周期完成的，而是由两个场周期完成的。无论是逐行扫描还是隔行扫描，为了完成对整个屏幕的扫描，就也就是一帧画面的扫描，扫描线并不是完全水平的，而是稍微倾斜的。为此，电子束既要做水平方向的运动，又要做垂直方向的运动。前者形成一行的扫描，称为行扫描，后者形成一幅画面的扫描，称为场扫描。由于摄像管不能区分光的颜色，要进行彩色摄像，就需要用分光元件分离图像中的红光、绿光和蓝光，再分别使用3个摄像管感光。彩色“大鼓包”电视也相应地有3个电子枪，将电子束投向显像管的不同基色区域。有线电视直播制式从前我国采取PAL制式，每秒25帧，电视扫描线为625线，奇场在前，偶场在后，标准的数字化PAL电视标准分辨率为720*576, 24比特的色彩位深，画面的宽高比为4：3, PAL制电视的供电频率为50Hz，场频为每秒50场，帧频为每秒25帧，扫描线为625行。NTSC制电视的供电频率为59.94Hz，场频为每秒59.94场，帧频为每秒29.97帧，扫描线为525行，图像信号带宽为6.2MHz。采用NTSC制的国家美国、日本等国家。胶片摄影技术对于胶片摄影的技术原理，N. N. Greenwood和A. Earnshaw编写的《元素化学》讲得非常详尽。这本书于1984年在英国成书，1992年中译本问世，三十余年间一直是最好的中文元素化学教材。作者格林伍德和厄恩肖先生并不出名，只有这一本书让后人记住他。而这本书最令人钦佩的部分，便是作者紧跟时代前沿，紧密结合工业技术与日常应用的精神。作者著书时曾写过几千封信，向各国的化工厂和统计部门询问信息，也查阅了大量当时很前沿的文献，并结合文献对最新的发展总结并客观评价。书中穿插了1970~1980年各国的化学工业产量、方法等信息，为建立知识概念、感受实际应用提供了巨大帮助。这不禁让我们反思当下的人们，当我们拥有手机，拥有发达的互联网后，为什么反而不再有这样伟大的教材问世？现在通过网络就能获取各种统计信息和前沿进展，比40年前的格林伍德和厄恩肖先生容易得多，却少有人做。为什么当代人写书却秉持“千古文章一大抄”，懒于结合实际、结合前沿并融入自己的见解？在讲解基础摄影知识的最后，我想说，摄影，是这个时代看世界的一种方式。而发达的信息科技让我们看世界时少了些什么，是非常值得我们思考的。}