大家好，我是老鳥，我又回來啦~

以後每個周末的時候我都會更新一期科普、教程、趣味的文章，大家敬請期待哦~

今天就和大家來聊聊相機的原理以及應用。

人類用了幾千年才學會用繪畫記錄生活的畫面，相機的出現、普及 進一步推動了這一行為，而智能手機上越來越多的攝像頭 ，則真正将拍照變成了每個人都會的行為藝術。

2020 年了 誰還不會用手機拍照記錄生活呢，可用手機相機的人有多少知道相機的原理呢？又真的知道相機怎麼用嗎。

的确 手機上的自動模式配合超無敵的 AI 拍照 已經完全足夠日常使用，還有某些如 “徕卡”的強大濾鏡的加持，每個人都是大【攝影師】。但如果說你能知道相機的原理， 你才算是真正踏入攝影的門檻，或者更好的記錄生活的美好。

相機成像的原理其實很簡單：小孔成像。

在一個完全無光的黑盒子裡（我們稱之為暗室）開一個小孔， 光線隻能通過這個小孔進入暗室。

這時候，外部的實物會在盒子裡形成一個倒影，在小孔正對面有一個記錄光線信息的感光元件：以前膠片相機的感光元件是銀鹽 也就是膠片，現在數碼相機是 CMOS 或者 CCD，感光元件然後再把光線信息保存下來（數碼相機有個模數轉換） ，就成了我們現在司空見慣的照片。

這是一個很簡單的模型，可能還是有點雲裡霧裡，那我們以最常見且較複雜的單反相機來舉例，單反主要包括機身和鏡頭兩個部分：

光線通過鏡頭折射到達相機裡，通過反光闆和五棱鏡折射到取景器上，當按下快門時，反光闆向上運動露出 CMOS，光線到達 CMOS（絕大部分是CMOS）。

CMOS 記錄下光線信息後交給影像處理器将模拟信号轉換到數字信号，然後再保存到 SD 卡中就拍下了一張照片，是不是很簡單的一個過程。

其實這是很簡化的模型，但大家知道到這種程度已經夠了，下面說下相機組成和參數原理。

先說相機機身：

機身由 外殼、按鍵、屏幕&取景器、處理芯片以及傳感器 CMOS（CCD） 等組成

外殼的作用不多說：保護支撐、舒服握持、美觀設計等。

按鍵和屏幕觸控則是控制相機、調整參數、更換模式等作用。

取景器和屏幕就是能讓使用者看到要拍攝的畫面、參數等信息。

機身對成像最有用最基本的還是處理器和傳感器，單反相機全名數碼單反相機，而數碼相機最核心的肯定還是處理器，其中包含中央處理器和圖像處理器（現在很多都集成到同一芯片裡，中央處理器負責整台相機的所有動作，比如開機、控制相機等。圖像處理器負責将傳感器記錄下來的光學圖像信息（模拟信号）轉換為數字信号，也就是照片和視頻，然後再保持到 SD 卡中。

而說到傳感器 目前最多采用的傳感器是 CMOS 全稱是：

Complementary Metal-Oxide Semiconductor

中文翻譯過來就是【互補金屬氧化物半導體】，但是半導體接受光照産生的電流太微弱不足進行模數轉換，所以要通過放大才能進行 ADC 轉換，轉換完成後再儲存到内存卡裡，就成了照片（視頻）。

相機機身部分大概就說完了，再看到鏡頭部分，鏡頭主要包括多個鏡片、對焦馬達、光圈葉片以及對焦環和變焦環，此外還有像開關、接口、卡口、标識、鏡頭防抖呀、UV鏡呀...

鏡頭是一個很複雜的結構 具體運作我們這裡暫時不說（有興趣自行了解），整個相機的硬件組成大概就是這樣，如果還需要拓展像閃光燈、麥克風等，想必也懂，那我就不多說這些讓人犯困的東西了。

那我們接下來說說相機裡的那些參數是什麼（拿好小本本 考點來了）

CMOS 的主要參數有：

大小尺寸，有全畫幅 、半（殘）畫幅也就是APS-C畫幅、更小的小畫幅和更大的中畫幅（少見）。

畫幅的作用就記住一句話吧：底大一級壓死人（絕大部分情況）。

像素決定了相機分辨率的最大值，約等于相機最大拍攝分辨率的乘積，那麼分辨率又是什麼呢

分辨率：分辨率就是圖片的縱向像素點 X 橫向像素點，通俗說 就是圖像的大小尺寸。

分辨率越大越清晰， 圖片也越大。如果還是不懂 看這三張實拍圖對比就大概能知道了。

上面的是放大的同一大小 下面的是軟件自動放大到原大小，還是可以看得出細節上有差距，圖片大小上也有差距。

濾鏡：用來記錄圖像色彩的感應組件 簡單說就是将 RGB 濾色器排列在 CMOS 之上所形成的馬賽克彩色濾色排列。

目前采用最多的是 RGGB 排列也就是大名鼎鼎的拜爾濾鏡。

而也有其它濾鏡，比如華為在P30上率先采用的 RYYB 排列等等。

色深：全名色位深度，是用bit數表示的色彩數目單位，一般來說色深值越大，能表現的色彩就越多（分層更多）。

*感光度：感光度源于以前膠片相機的膠片的感光度，數碼相機的感光度也是一個意思，就是CMOS對光的感知強度（敏感度），這是一個很重要的參數。

ISO 越高，相機感光度越強，照片就越亮，聽不懂看實拍圖就知道了。

但是相應的噪點也就越高，照片的畫質也就越差。

*曝光時間（快門）：曝光時間，也稱快門時間，就是說CMOS 在光線下暴露的時長（或者說記錄光的時長）一般曝光時間越長，照片越亮。

但是記錄的信息就越多，因為它記錄了這一段時間内的光線信息，也就是更容易糊掉（糊掉不太準确）

以上大概就是相機機身部分的參數，然後還有像曝光補償，這是由相機系統控制的但是是人主動式的選擇需要更亮的圖像還是更暗的圖像的模式， 還有白平衡設置等等。

鏡頭的參數部分：焦段、光圈、對焦等

焦段：焦段的不同會導緻整張照片記錄的畫面範圍和畫面視角都有所不同

總共有 超廣角、廣角、人像、人文、長焦、超長焦、微距等之分。

難道焦段隻有畫面範圍和畫面視角這兩個的區别嘛，看照片再想想。

光圈：光圈是鏡頭最重要的參數之一。光圈既控制 進光量，也控制景深，光圈值卻剛好和光圈大小相反，光圈的排序見如下

大的光圈能讓照片更亮，小光圈能讓照片更暗。

大的光圈會讓進光更多的同時也會使背景虛化；小的光圈會讓進光減少，但會使所有前中後景都清晰，又雲裡霧裡了，景深看看照片大概能懂。

對焦：對焦的原理太難說了 簡單說就是選好你的對焦模式！學會手動對焦！

現在單反相機大多都是基于一平面對焦，後來出現了人臉識别對焦和人眼對焦，但再好的對焦依舊阻擋不了手抖晚期和自信收槍。

知道這些參數是什麼意思後，就要開始學會去應用，比如在保證其它參數不變的前提下，想要照片更亮（照片欠曝），可以提高曝光時間或者提高感光度或者使用大光圈或者曝光補償選擇更亮，就會使你的拍攝的圖像更亮 。

舉個具體的例子：比如拍攝星空時，就可以通過 B 門 增加曝光時間拍攝出星空甚至是星軌

（為什麼會出現星軌 評論留下你的答案）

相反的 如果想要照片更暗（照片過曝），那也還是降低（改變）這些參數。

而事實上，你不僅僅可以隻改變一個參數，你可以同時改變多個以達到你所希望拍攝出來的效果，但是改變某個參數所帶來的影響，也要記得哦！

知道這些原理後，也可以知道為什麼現在手機有那麼那麼那麼多的攝像頭了：

因為手機攝像頭受限于體積 很難更改光圈（三星自研了可變光圈 也隻是兩個光圈可選）

更難更改焦段 所以手機攝像頭大多都是定焦定光圈，如果想有更好的拍攝效果 “性價比”最高的選擇就是——增加攝像頭 所以......手機攝像頭的增多在拍照方面而言是一件好事。

最後再總結一下，這期總共說了兩件事：

第一件是相機的結構，包括機身和鏡頭兩個部分。這一部分想買相機的同學需要重點去了解，受限于篇幅，也沒有很詳細的介紹每一個零部件，有需要的可以去佳能官網的數碼單反相機攻略詳細學習一下。

第二件是相機的參數，包括 感光度 ISO、曝光時間也就是快門、光圈、焦段、還有對焦等等...這些會影響你最終照片的成像，幾幾組合又能創造出很多奇特的效果。

當然 如果你隻用自動模式，那前面的當我沒說。也謝謝你能看到這裡，不過以後，你會不會去嘗試用更高級的 手動模式 去拍下照呢？

記錄生活的美好，手機攝影最大的進步就是自動模式的進步，AI調色的加入也能讓每個人都能拍出“好照片”，但想要更好，就需要用到上面的這些知識，怎麼樣，今天有收獲嗎，評論裡說下？

點收藏的同時不要忘了點亮在看哦~我是老鳥，我們下周見。

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