什么是光学变焦(光学变焦是什么意思？)

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。你们都或多或少听过“zoom”这个词。更有可能的是，变焦可以分为“数码变焦”和“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。

文章介绍

什么是缩放？

光学变焦

数码变焦

缩放动作

缩放倍数

区分应用

结论

什么是缩放？

什么是缩放？我们先看一张动图来直观感受一下变焦效果:

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？我们来具体看一下光学变焦和数码变焦。

光学变焦

我们之前说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。不同的镜头变焦设计原理是不一样的，包括内变焦和外变焦，所以你能不能变焦不能简单的用镜头能不能拉伸来判断。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。在放大时，相机通过内部算法填充空的缺失像素，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。

如果不让相机修剪画面来变焦，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。

缩放动作

提到变焦的作用，我们首先了解到镜头焦距的变化有以下作用:

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位置的情况下进行放大和缩小。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，而长焦端会形成空之间的压缩感。广角的视角可以形成强烈的视觉冲击。长焦端空之间的压缩感，适合拍摄人像静物等主体突出的画面。

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。

缩放倍数

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28mm-300mm镜头的长焦端虽然不如200-500，但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，并不一定意味着你能拍多远，而只是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，由于等效焦距，可以“赚”很多长焦。

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4.3mm-258mm的变焦范围这里要提到的是，所谓的“赚”长焦范围只是视角的赚，其他长焦带来的视角和景深的影响并没有改变。

相机等效焦距和视角示意图

区分应用

我们对光学变焦和数码变焦有了系统的了解。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。

两种变焦方式不能简单的判断好坏。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，裁剪依然可以得到很好的画面效果，不需要额外的镜头组参与。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。数码变焦可以获得28mm以外的35mm、50mm、75mm的视角。当然，随着等效焦距的增加，总像素会明显减少:

4700万像素的28毫米视角

35mm视角，3000万像素

50毫米视角1500万像素

75毫米视角660万像素

莱卡Q2使用高像素来实现定焦镜头的变焦效果。

摘要

变焦的发明对于拍摄来说意义非凡。我们可以在拍摄位置不变的情况下任意改变拍摄角度，特别是对于一些不方便靠近拍摄对象的情况，变焦镜头可以快速放大拍摄对象。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。如果你不喜欢这个功能，通常会有禁用数码变焦功能的设置。

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