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    2021-2-20 15:51
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    用三角形的镜头光圈会怎样?聊聊焦外的弥散圆
    个人专栏又很久没更文章了,去年大量坑都没填。这次就把 2019 年年初宣称要翻译,但一直都没翻译的文章翻译一下吧。 这篇文章的作者 Harold Merklinger 在光学领域是相当知名的专家,也著作不少。原文题为 The Technical View of Boke。这篇文章我个人感觉相当通俗易懂。Boke(或 Bokeh)是源自日本的一个词,描绘的是照片的焦外虚化特性,本文会将这个词统一译作虚化。某些文章也可能会将该词译作“散景”(比如 DxOMark 中文网)。 这篇文章的撰写时间是 1997 年,当时的成像介质主要是胶片(film,菲林 ;)),所以文中出现胶片,大致上可以将其对等于现在的图像传感器。这篇文章其实整体上和“电子”关系不大,不过我写专栏一直都是这么随意的嘛(下次还可以聊聊娱乐圈)......另外,这篇文章中出现“焦平面”一词时,若无特别说明,则就是指物方焦平面(像方焦平面会特别说明)。 如果你对“焦外”“对焦”“焦点”“焦平面”这些基本概念并不了解,那么建议阅读以下两篇文章(或回答)。本文面向的是成像技术爱好者。文章内容会有少量二次演绎。 1. 用算法合成的背景虚化效果与用大光圈镜头拍出的效果相比差距有多大,主要区别在哪里? 2. 聊聊照片的背景虚化,和二线性! 正文开始: 摄影师都很清楚,区分摄影照片和画作之间的其中一个因素,就是对焦(或焦点)。我们人类看世界的时候,双眼倾向于将一切都放到焦内,人眼是能够做到自动对焦的。通常艺术家们也会以类似的方式去描绘世界。画作中的主体可能会以更明亮的色彩去描绘,也可能有更多的细节;不过画面中的次要对象通常也是很锐利的。 而镜头(也包括眼睛的“镜头”)则会对画面做一些“取舍”,近处和背景的对象会被“弱化”(原文用的词是 de-emphasis,即不强调),也就是焦外。善于观察的摄影师会发现,不同的镜头表现会有差异:大光圈镜头会呈现出较强的焦外虚化效果,而小光圈的镜头在焦外柔化方面就没有那么显著。另外即便是相同焦距、相同光圈的不同镜头,在虚化效果呈现上仍然是有差别的。日本人就将焦外虚化的呈现质量称作 boke。究竟什么是 boke,不同的镜头在这方面为什么会有不同的表现? 图 1,镜头后放置一枚三角形的光阑,投射到像方平面的光线会形成三角形的横截面。如果胶片放置到焦点的前方,则胶片上会出现朝上的三角形;而如果将胶片放置在焦点后方,则会出现倒置的三角形。(需要注意,摄影照片最终会进行倒置) 无论成像质量如何,镜头都是遵循光学原理的,所以我推测虚化应该是能够直接用技术术语去做解释的。其本质就是卷积的问题。 接下来的讨论,看起来应该首先用画画来类比。我们可以将摄影成像看做是画画的某种特殊形式。随后我们再去探讨,将镜头比作是画家的各种画笔,而镜头之间又有何区别。这样的类比当然并不严谨,画家是用颜料,从纸张或者画布上去除光和色彩的过程,而摄影师则用光去构造画面。 卷积(convolution)的概念,也就是将某个画面中的每个基本元素,替换成另一个画面的;但限定,第二幅画面每个元素的整体亮度,必须与第一个画面中的一致。然后对整个场景的整体结果,一点一点做汇总。 那么接下来,我们就用卷积的方法来画张画。想象一下,某个场景中的每个细节都要画出来。我们用的画笔多种多样,从最精细的画笔,到相当粗调的。首先我们选择场景中,最远的对象的某个点。调制一下颜料,来表现这个点的颜色和亮度。然后我们取 1/100 克重的颜料,均匀地蘸到笔刷上——总之就是极少量。 因为我们是在模拟摄影,镜头会对焦到画面中的某个对象。那么我们选择的首个笔刷,大约是 1/4 英寸直径——这个尺寸通常是较远的光点在画面中呈现的弥散圆尺寸。将这枚笔刷放到画布上方,精准定位到场景远处对象所在位置。将笔刷轻轻点到画布上,1/4 英寸直径晕染的圆就出现在了画布上。然后我们将这个操作重复再重复,逐一进行。 首先是远处的这些细节,然后渐渐转到越来越近位置的细节,随着这种方式的画画持续,我们用的笔刷也越来越细。当进行到焦点位置的对象时(比如说某个人),用极细的笔触即可,也用同样 0.01g 的颜料量。再然后就是画近处(前景)的对象了,用的画笔则又开始逐渐越来越大。 整个画作过程中,我们是一点一点地画的;只有笔刷的尺寸,以及颜料的颜色在换。如果全过程都采用固定的极细笔触,那么就能画出整幅画都很锐利、细节丰富的图了。不过因为我们选择了各种尺寸的笔刷,所以背景对象,以及很近的近景就会显得比较模糊——这就跟相机拍的照片一样。 相机的工作过程,与前面所述的这种画画方式(采用各种尺寸的圆形笔刷)很相似。相机能够根据画面中对象所在的位置、对焦点的位置,以及镜头光圈,来选择笔刷的尺寸。随后相机就能完成一整副画了。而光的量,则与画作中每处细节一致,弥散圆尺寸也对应于每处细节。 画作中虚化的质量,是由笔刷设置决定的:也就是镜头的弥散圆特性、其光圈以及焦外离得有多远。 图 2,上面这张图是采用三角形的光阑-即光圈,从画面中其实很容易看出来。观察前景高光位置朝下的三角形,以及背景中朝上的三角形。这种弥散圆(弥散三角...)看起来其实很不自然,但实际上这张照片可是 100% 纯天然的。这个例子也表明,不应该采用三角形的光圈。 要理解虚化,我们需要简单地来了解一下弥散圆。 理想情况下,一枚镜头呈现的弥散圆应该是亮度一致的,且形状与光圈形状一致。弥散圆的尺寸(直径)取决于胶片与画面中的对焦点所在位置有多远。图 1 呈现了这一原则,不过那张图中的光圈是三角形的。像这样三角形的光圈,那就不是弥散圆了,而是“弥散三角”。 图 2 呈现的照片,用的就是三角形光阑(光圈)的镜头。注意其中焦外的高光区域,看起来就是三角形的。在这一例中,靠近相机的高光(焦平面前方)表现为向下的三角形,而背景位置(焦平面后方)的高光就是方向向上的三角形。(在此例中,镜头中的光圈本身是方向朝上的三角形) 所以,虚化很大程度取决于光圈的形状。应该较大程度地避免采用三角形光圈。 图 3,上图是黑底白图测试图案,可用于理解光圈形状对于焦外的影响 图 4,方向朝上的三角形为光圈的镜头,胶片与镜头很靠近的情况下,拍下的照片 (译者注:图 4 和图 3 貌似并不是同一张测试图) 我尝试拍摄图 3 的测试图案,其中包含了各种形状,且以故意将这些图案放到焦外。图 4 则展示了三角形光圈拍下的其中一张样张。注意右上角焦外的三角形图案:与“弥散三角”本身朝向方向一致的那个三角形,呈现得比较锐利,虽然整体亮度不均匀。 而图 4 右上角朝向方向相反的那个三角形图案,看起来就比较有趣了。整体看起来这是个六边形,而且有三条比较明显的亮线贯穿。实际上这三条亮线并不真正存在于原图案中,这只是视觉错误。 (译者注:在我翻译的另一篇文章中有提到过这种视觉错误:《 聊聊照片的背景虚化,和二线性! 》) 图 5 放大了这两个图案,注意这个三角形靠近下方位置多加了一条白线,下方的曲线则是该白线所在不同位置的亮度变化。这条亮度曲线并没有在某处发生陡升或陡降,其实也能够说明视觉上的那几条“亮线”并不真正存在,只是我们的错觉。 这个错觉也表明,虚化的细节呈现不仅关乎光学特性,也一定程度和“生理效应”有关(原用词是 physiological effects,我想此处表达的意思就是虚化表现,其实和我们的眼睛特性也有关)。虽然可能是错觉,但对人眼而言,起码看起来是存在的——这种错觉也就实实在在地影响到了画面的呈现,即便它们事实上并不真实存在。 图 5,这是图 4 的一部分。下面那个六边形图案看起来有三条亮线贯穿。图案靠近下方的位置,人为添加了一条白线,用于作为下面亮度曲线的采样位置。亮度曲线在最下面,这条曲线表明图片仅有亮度的渐进式变化,以及一个稳定区。并不存在能够反映错觉中“贯穿图案亮线”的尖峰位置。所以三条亮线只是错觉。 图 4 还出现了另一个现象,某个形状图案如果其边,与镜头光圈的边(此处应该是指三角形光圈的三边)方向一致,则图案更能分辨得清。图 4 中可以看到,画面下方的扇形条纹图案,水平方向的线条,以及与水平方向呈大约 30° 角的线条都能分辨得清,而其他角度的线就不大能够分辨了。所以镜头光圈的理想形状应该是什么样呢?这就取决于拍摄对象本身了。完美的圆形,可能是我们能够采用的比较折中的选择:它在所有角度都会表现出一定程度的伪分辨率。不过圆形光圈不会存在太大的偏向。 (译者注:spurious resolution,伪分辨率,这其实是个挺反直觉的概念。比如像下面这种典型的放射状分辨率测试图案,越往中心位置每毫米线对数量越多。将其故意放到焦外拍摄,整体画面虚化。从拍摄结果来看,从外围到中心,原本每毫米线对稳定增加,但随后线对分辨率会降至 0,随后又增加了,但在逐渐增加一段过后又降至 0。 放大图片可见,中心位置最密集的线对其实都可以分辨得出,即便这些线条的密度程度,本身可能比失焦后的弥散圆尺寸还要小。这是题外话了,不再做扩展。来源: DPReview ) 不过摄影师通常也都知道,不同镜头设计,也会带来不同的虚化特性,即便光圈形状相似也是如此。以 Leitz 35/2 Summicron 为例,这枚镜头一直被人们认为有比较好的虚化表现;还有一些镜头设计经常被说存在“二线性”,或者其他形式的虚化表现不佳。其区别在哪儿呢? 拍摄图 2 和图 4 这两张照片所用的镜头(150/6.3 Rodenstock Geronar)在虚化表现上就相当中性。弥散圆(从毛玻璃取景屏上)看起来就是简单的一致亮度的形状(从后方照亮一个小针孔,在画面中令其处于焦外),外圈可能会有不是很明显的、较亮的勾边。无论是在对焦点之前还是之后,弥散圆都基本上一样。那一圈亮边,我感觉有可能是视觉错误。虽说这种亮边可能是菲涅尔衍射造成的,不过如果的确如此的话,应该会看到有色光晕才对。而这张图上的亮边基本就是白色的。 图 6,这几张小针孔影像,是采用 Rodenstock Imagon 镜头拍摄,在四种不同距离下的弥散圆。从左到右,分别是影像位于焦平面前方 4cm、焦平面前方 2cm、焦平面内,以及焦平面后方 2cm。影像下方展示的是这些弥散圆从左到右(直径)的亮度变化曲线。 我测试的比较反常的镜头是 Rodenstock Imagon。图 6 展示了几个弥散圆,分别是在距离镜头不同位置下拍摄的。在焦平面前方的弥散圆,会出现周围的一圈亮边。弥散圆的实际尺寸也比预期得更小——当然这一点需要经过仔细测量才会发现。而在焦平面后方的弥散圆,则出现了相反的情况。弥散圆中心位置比较亮,且弥散圆的整体尺寸也比预期(原应有的)尺寸更大。这是由球面像差造成的。镜头光圈外围的光,对焦距离比应有的镜头焦距更近。 Imagon 镜头有相当特殊的滤光镜(水槽滤网式...原文是 sink-strainer),将这种滤光镜放到镜头前方,光圈外围的这种光线收敛会更为明显。图 7 就有所表现。左侧我们能够看到这种独特的水槽滤网式的图案。而第二张图,两排小孔已经聚合成了一排。图 8 则对这两个图案进行了放大。图 7 最右边的影像展现的是,“水槽滤网”小孔在画面中形成的点呈现出了放射状。 图 7,这张图是 Imagon 镜头加上其滤光镜之后,拍下的弥散圆 图 8,放大图 7 的前两个弥散圆。注意围绕中心的两圈圆点,右边那张影像的两圈已经汇聚成了一圈,这也是球面像差存在的证据。(这些影像中出现的条纹,可能是镜头被手指弄脏所致) (译者注:罗敦斯特 Imagon 所谓的“可控柔焦镜头”,带有一组特殊的滤光镜,不止一种。原文称其为水槽滤网,其实也可以说是花洒或者莲藕,或者蓬蓬乳嘛...... 通过不同数量、不同规格的这种小孔,就能达成所谓的柔光效果。画面中高光部分因此会有一种晕开的感觉。) 图 9,上面这些弥散圆,则是用 Nikkor-W 镜头拍摄的,同样是不同距离下的小针孔影像。影像下方的亮度曲线表明,焦平面后方的影像会表现出亮边,而靠近镜头侧(即焦平面前方)的弥散圆亮度曲线,两侧就没有尖峰,也就是说焦外影像就比较柔和。 图 9 展示的是 Nikkor-W 180/5.6 镜头所摄的一组弥散圆。相比 Imagon,其带“亮边”的弥散圆出现在焦平面的另一侧。我觉得,这应该是球差修正过度所致。 这种“亮边”效应,也被认为是虚化表现不好,甚至是“二线性”。带亮边的弥散圆,会让场景中的焦外区域出现某种程度的细节,甚至可能会有重影。其实带这种亮边特性弥散圆最典型的,就是折返镜头了。图 10 由 Kevin Hawk 拍摄,背景焦外就有独特的重影。 而中心位置更亮的弥散圆,则出现在 35/2 Summicron 镜头上,焦点前后方的弥散圆都如此。我觉得,只要弥散圆中心不是太亮,那么这种弥散圆应该能够表现出比较讨喜的焦外影像。如果中心较亮的区域所占尺寸太小,则影像焦外区域又有可能出现一些细节信息,虽然这种情况下是不会出现重影的。 需要注意的是,很多镜头在所有情况下,都不会表现出“好的虚化”或者“坏的虚化”。Imagon 的这种“亮边”现象,藉由水槽滤网式的光圈是可以做到某种程度的控制的。不过即便如此,这种镜头仍然能够对背景(焦平面后方)表现出平滑的焦外虚化。焦外近处(焦平面前方)的对象则可能会表现得相对生硬。而像 180/5.6 Nikkor 这样的镜头,则正好相反,在靠近相机的近处(焦平面前方)表现出更平滑的焦外影像,背景虚化会相对生硬。Summicron 的出色,就在于拍摄主体前后的焦外影像都比较平滑。 (过于)简单地说,一般的球面像差(如 Imagon)能够产生“好的虚化”,而过度修正球差则会导致“坏的虚化”。而且实际上,背景部分的虚化(焦平面后方)更重要一些,也会比前景更令人在意。 镜头呈现出的弥散圆是表现出“亮边”还是“中心部位比较亮”,主要取决于镜头的球差修正情况。而且会随实际所用的光圈,发生变化。此外,也可取决于镜头对于轴外像差(off-axis)的修正 (译者注:彗差、像散、场曲、畸变都属于轴外像差;球差属于轴上像差) 。在我的测试中,180/5.6 Nikkor 镜头在轴外的亮边现象,会比轴上略严重一点。 另一个观察所得是,为了表现出真正均匀的虚化(中性的虚化表现,即弥散圆亮度均匀),像差一定程度的权衡是有必要的,用于抑制弥散圆的亮边现象,达成理想的一致亮度的圆形。 图 10,这张图和图 2 拍摄的场景一样,不过这次所用的是 180/5.6 Nikkor-W,光圈全开。前景有比较出色的很柔和的高光表现,背景部分的弥散圆略带亮边。 图 11,这张图采用 250 Imagon 镜头拍摄,光圈 H=7.7,将“水槽滤网”式光圈外围的小孔关闭,不过从实际样张来看,仍有一排小孔没有关严实。不过无论如何,样张的前景高光部分会带亮边,而背景的弥散圆则表现出中心位置更亮的特性。 本文最后,我还拍了两张照片。仍是图 2 拍的那三个陶瓷人像。图 10 采用 180/5.6 Nikkor-W 镜头拍摄,图 11 则采用 250 Imagon 镜头拍摄。图 11 中,中间渔夫整体影像比较软,但前景的女士则有比较显著的亮边效果,看起来很不讨喜。作为对比,Nikkor 镜头所摄的前景很柔和,渔夫则非常锐利。 背景男性人像的高亮位置,两张照片整体表现差不多,不过细看还是能够看到 Nikkor 镜头所摄那张会有轻微的亮边现象,而 Imagon 镜头所摄那张的弥散圆中间部分偏亮。另外,女性人像右眼的高光部分,两张照片都只能看到一个半圆。这表明,此处高光位置的光,有着更偏的照射方向,镜头只有下半部分才被照到。 总结一下,相机“作画”会采用一系列的笔刷,笔刷的选择是由光圈形状、镜头设计的像差特点决定的。某些笔刷的边缘会更柔和,这是产生虚化差异的关键所在。 感谢在准备这篇文章过程中,Oren Grad 与 Mike Johnson 给予十分有帮助的探讨。 英文原文: A Technical View of Bokebokeh - Luminous Landscape ,转载请注明英文原文、作者,及译者欧阳洋葱
  • 热度 7
    2020-5-20 18:40
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    为什么1亿像素手机拍照,画质也不过如此?
    我们常说,成像技术与摩尔定律是背道而驰的,即工艺越先进,图像传感器上的像素越小,并不意味着性能越好,有时甚至成像质量会变差。当然了,摩尔定律更具体的定义其实不是这么说的,但我们姑且就这么信了。 不过我们知道手机这些年的拍照是越来越强的,像素也的确是越来越小——之前探讨 1 亿像素图像传感器的文章 其实就提到过这个问题,这也是这些年手机图像传感器实质上的发展趋势,甭管多少媒体喜欢大谈单像素尺寸这件事,像三星如今的图像传感器像素尺寸做到了 0.7μm——虽然还没有应用到 1 亿像素的图像传感器上。 当然了,手机摄像头的图像传感器总面积这些年一直是在变大的,起码从 10 年前的对角线 1/3 英寸,变成了现在的 1/1.33 英寸——这个转变其实还是巨大的。其实图像传感器变大,也就意味着拍摄一个相同的场景,光圈、快门、ISO 参数相同时(或者说照片亮度一致),则实际的光通量是明显更多的。从直觉上来看,拍照一定更好——毕竟吃了更多的光,光总量变大,也就意味着前端的散粒噪声会更低。 但好像 1 亿像素的手机,拍的照片其实也没比 4800 万像素的手机牛逼到哪里去;跟当年的 1200 万像素和 4100 万像素的较量,似乎全然不是一个量级。或者说,如果我们抛开什么光学/混合变焦、超广角这些多摄加成不说,当代手机的 28mm 主摄拍下的照片,其实也就那么回事:你说好能好到哪里去,坏又能坏到哪里去? 前一阵还有朋友说想买个拍照好的手机,问我应该买哪款。其实以手机“摄影”框定的范畴,即便华为、小米之类的厂商把手机拍照吹破天际,如果同样是 5000 块钱的手机,它们的成像质量差异真的会大到哪里去吗?所以我跟他说:你喜欢哪个,就买哪款吧,你又不搞什么严肃摄影,没事难道还跟别人去拼一拼宽容度、边角失色的问题不成? 毕竟这会儿早不是十多年前,手机拍照几乎就只有苹果一家能把自动白平衡做好;也不是十年前,诺基亚手机的解析力和信噪比可以把同时代竞争对手抛到天边去。 DxOMark 在 3 月份发布的一篇文章,我觉得特别能回答为什么 1 亿像素手机拍照其实也不过尔尔。这篇文章中提到,智能手机 10 多年来,成像质量提升超过 4EV(stop);其中 1.3EV 是来自图像传感器/光学技术的提升;有 3EV 是来自图像处理器(SoC 的 ISP、NPU 之类),或者说智能手机的处理能力提升。 总体,智能手机拍照越来越好,是摄像头光学系统(包含图像传感器技术提升),以及图像数字信号处理能力的双重提升。而后者占了大头;前者有价值,但在手机这个门类的产品中,其提升相对缓慢——这其实也符合相机市场的发展,单画质提升速度,完全不可能像半导体技术发展那样疯狂。 图像传感器(光学系统)的技术提升 DxOMark 认为,近 10 年 APS-C 画幅的图像传感器,以 DxOMark 针对图像传感器的测试标准来看,其性能提升是 1.3EV。那么手机拍照 4EV+ 的程度是怎么做到的? 手机摄像头的技术下放,不过相机从 BSI 技术上的获益远少于手机),其实质就是把像素内部的色彩 filter 与感光层(光电二极管)之间的电路层,移到后方去。我们所知,BSI 解决的主要问题是串扰,而且还能提升光的利用率。 感觉背照式和堆栈式,已经是基础教育级别的名词了吧...(笑 图片来源:DxOMark 实际上 BSI 这个工艺改进本身不光是提升像素感光能力,也在于因为光电二极管离上层更近,则传感器能够从更多的方向获取光子,它带来的价值包括: 光圈因此可以做的更大(更偏角度的光);镜头也因此可以和传感器靠得更近,也就可以用更大的传感器;而且镜片可以更“平”,在增加额外光学组成部分,以及更长的有效焦距时也更具弹性,也不会让手机的摄像头模组太厚。 这么看来,BSI 对于手机拍照的贡献也算是延续至今啊,还影响到了光学系统设计。不过如 DxOMark 所说,这么多年的发展,无论是像素阱结构调整,还是什么 RAM 堆栈技术、Cu-Cu 互联之类,CMOS 制造工艺提升、图像传感器总尺寸越来越大,其贡献限定在 1.3EV。 图像处理器的技术提升 就图像处理来看,下面这张图,第一张是用无数年前的尼康 D70s 拍的 RAW 照片, ISO3200 ;第二、三、四、五张,分别针对这张原始照片应用了 DxO Labs 的 Optics Pro 3/5/7/9 软件做后处理(也就是不同时期的软件后处理)。能够看出随着时代发展,不管是算力提升还是算法提升,都对原有相同光学硬件基础的成像做了怎样的提升,就表明图像处理这些年还是十分重要。 图片来源:DxOMark 能够直观体现手机拍照提升的是下图,在低照度(5 lux)下从 iPhone 5s 开始,一直到 iPhone 11 Pro Max 拍摄的不同照片。按照 DxO 所说,图像处理器在其中提升比重占得明显更大,包括现在引入多张堆栈、AI 之类乱七八糟的技术——这本身就需以图像处理器算力提升为基础。 图片来源:DxOMark 我之前翻译过好几篇谷歌 AI Blog 相关成像技术的文章,都是将机器学习应用到计算摄影的成果介绍,前一阵才发了一篇 谷歌如何利用 Dual Pixel + Dual Camera + 机器学习实现背景虚化的文章 ,有兴趣的同学可以去看一看。这些主要建立在图像处理技术提升的基础上;而且足够谷歌在 Computational Photography 领域发一大堆的 paper。 谷歌在 Computational Photography 的成像技术介绍上最为透明,无论是 HDR+(高宽容度多张堆栈)、Night Sight(夜拍模式)、Super Res Zoom(抖动实现的超分辨率数字变焦),还是把机器学习应用到夜间模式的自动白平衡之类,它们对于当代手机拍照画质的提升显得十分显著。即便老一辈革命家们其实总是特别喜欢说,你这技术几百年前相机就用上了,你这是技术下放。 其实无论包括苹果、华为在内的厂商,在这些问题上的解决方案有多大差别,它们的核心都是图像处理的提升,包括用于图像处理的硬件算力提升,和软件算法提升。它们如 DxOMark 所说,贡献了 3EV 的画质提升。 1 亿像素的图像传感器,在 Computational Photography 面前,可能在实际产出的收益上,并不会显得十分巨大——于是,我们才说,这更是一个比拼 post processing 的时代。要不然大家都拿一样的一亿像素图像传感器,还哪来差异化竞争? 毕竟现在不像过去那样,诺基亚随随便便就去跟东芝订个独家的 1/1.2 英寸的图像传感器(808Pureview),光学系统还有蔡司参与设计,就把别家手机拍照打到满地找牙。那是十年前的传奇了,图像处理器算力也远不如现在,那会儿都没人听说过 AI 拍照。如今的华为,即便有索尼的图像传感器独家定制资源,它到底有多“独家”都很值得打个问号,更别说,在图像处理器上谁技高一筹的问题。 当然其实在光学系统方面的努力,也包括了多摄之类的。不过这些提升,尤其是多摄的图像合成实现更好的画质,本身和信号处理又是分不开的——所以算是两者的相辅相成吧。 最后文章与文首呼应一下:既然手机拍照,图像处理带来的效益更大,那么其实手机拍照是否也可以很勉强地说,是符合了摩尔定律的发展规律的。毕竟要做图像处理,靠的就是数字芯片的发展。那么其实现在手机拍照越来越好,显然 7nm 的骁龙、麒麟之类的就十分有意义,重要性不亚于摄像头本身...那还不是要跟摩尔定律挂钩了吗? 最后的最后,相机(单反/微单)领域,由于专业摄影职能和手机拍照的差别,其“计算”属性显得并没有那么重要,毕竟摄影师有自己的创作意图,而且还需要花大量时间去做人工的照片后期,自然不可能允许照片一拍下来就有浓重的饱和度和对比度。 而且相机在光学系统的优越性上具备碾压手机摄像头的特点,或者说吃光子的能力可以把手机甩到海王星去;不过当代手机凭借着图像处理能力越来越强,开始有人整天在问,手机拍照是不是能和微单/单反比了,一会儿红米秒尼康 D5,一会儿荣耀秒佳能 5D4——本质上是图像处理技术发展中,对传统光学技术的叫嚣,甭管他们有多荒谬,起码这种叫嚣在 10 年前是从来不曾有的。 推荐阅读: Smartphones vs Cameras: Closing the gap on image quality - DxOMark 看懂手机拍照的背景虚化:双摄3D成像再加上AI? - EE Times China 索尼为什么还不出1亿像素CIS?华为该着急了! - EE Times China
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    2016-3-12 20:29
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    中国派 华为 手机 系列   日前,华为P9发布日期终于尘埃落定,将于4月6日在伦敦发布。在这之前有消息称华为P9将会在今年3月9日发布,但是华为却跳票了。现在,确定了发布日期以及地点之后,华为高管纷纷在微博高调亮出了“更多发现,稍后9徕”的消息,如此大动作,显然是一个大招。    P系列存在的意义   华为手机最畅销的三个系列是P系列,Mate系列,荣耀系列。荣耀系列主打低端,起到了覆盖市场的作用;P6则创造了世界最薄,走的是时尚路线,也是华为布局中高端的一个起点;而Mate系列则主打高端。   P系列在华为的产品布局中其实占据了非常重要的一环。从P6开始,华为的P系列受到不少荣誉。华为P6获封“全球最薄手机”,并在欧洲获得了最具份量的EISA年度移动终端大奖,在挪威TEK“最具购买价值”产品评选活动中,成为唯一夺得“最具购买价值”称号的智能手机类产品,华为P8被评为年度欧洲最佳消费者手机。   P系列是华为“精品战略”的一个系列,同时也在华为向中高端进军过程中起到了重要的作用。   不过随着Mate系列的推出,以及华为向高端领域的迈进,P系列似乎被“冷落”了下来。P系列之所以被“冷落”,原因在于华为的产品线布局,因为如果想追求高端消费者会选择Mate系列,如果追求性价比则会选择荣耀系列,而P系列则处于一个非常尴尬的位置。之所以尴尬其实原因还是在于在P6之后,它并没有其他特别的区分度。不过现在华为高管纷纷在微博挂出的“稍后,9徕” 字眼,似乎给P系列带来了一些不一样的东西。    “重新定义手机摄影”也许只是噱头   前不久,华为宣布与徕卡相机合作,双方将在手机摄影方面展开深度合作,并宣布将“重新定义手机摄影”,此次华为P9成为华为旗下第一个使用徕卡摄影技术的机型。   拍照性能的高低在智能手机中起着越来越重要的作用,这点毋庸置疑。不过就目前的智能手机拍照性能来说,苹果与三星仍然占据了极大的优势。华为此次与徕卡合作到底是不是真的能“重新定义手机摄影”?   虽然在摄影界徕卡有着极高的地位,但是徕卡可以说是一个没落的贵族。而在与华为合作之前,徕卡并没有在智能手机摄影方面的经验,此次是徕卡首次试水,手机摄像技术需要一个长期积累的过程,华为想要重新定义手机摄影也没有那么简单。因此不少人认为二者的合作噱头大于实际意义,有相互给对方贴金宣传的嫌疑。华为贴上了徕卡相机的标志,无疑会大大增加品牌溢价空间。   不过,华为才刚刚宣布与徕卡合作,没多产时间新品P9就用上了新技术,这速度真是快啊!另一方面,华为一直声称要赶超三星苹果,而Mate系列应该是其首要机型,如果真的要用突破性的手机摄影技术,在Mate系列使用岂不是更合适一些?华为此次在P9首次使用此技术是等不及想要抢占双摄像头的市场,还是有更大的招数在Mate系列体现?莫非华为后面有大动作?    本文由中国派CN314自媒体联盟成员撰写,想了解更多手机资讯更精彩的文章,请关注微信公众号:CN314(具体方法:打开微信→通讯录→公众号→右上角“﹢”→搜索:CN314→关注即可,一定要大写哦)
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    2015-5-15 12:13
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    网店商品摄影,是指把需要在网上销售的商品实物经过相机拍摄,传送到网上供潜在客户选择购买的一种方法,一张或者一组好的图片可以刺激客户的购买欲望,提供成功率。根据自己的多年摄影体会,就如何选择适用的摄影器材提出几点看法,供大家参考。 一 相机的选购 适合 拍摄 网上商品摄影图片的相机,要具备下面几个条件: 1.  功能相机须要有全手动设置功能,包括手动设置光圈,快门速度,白平衡,画质,图片大小,锐图,色彩等等。通俗地说,就是相机的模式转盘上面有M标志。 2.  像素现在相机机像素越做越高,笔者以为只用于网上展示的图片,有500万像素以上就足够了。 3.   热靴 这个作为是不是适合专业或者准专业用途相机的一个重要标志。其中主要作用是可以使用外接闪光灯和影室闪光灯,如果您确定用持续 光源 ,那么可以不考虑这个条件。 4.  微距如果您使用的 相机 是普通的数码相机,即DC,那么,要考虑一下这个问题,如果您使用的是 单反相机 ,那么应该考虑一下您配套的镜头是不是有微距功能,上面是拍摄商品图片的相机应当具备的一些必要的条件,下面说说如何选购一款合适的相机。现在市场上的相机大致分为这样几种: A   卡片式数码相机。这些相机外观时尚,便于携带。但是大部分不具备手动设置功能,因此不太适合网上商品图片拍摄使用。 B   普通型数码相机。此类相机,一般具备部分或者完全手动功能,比如佳能的A系列(当然现在上市的四位数型号的不具备全手动功能),这个类型的相机款式比较多,须要根据上面的条件进行比较后才能决定。 C   消费类高级 数码相机 。此类相机通常都具有全手动功能,具备 热靴 ,同时此类相机的镜头素质要明显高于前二类相机。感光元件。即CCD要大于前二类相机,几乎所有的主流数码相机厂家都有这类的相机推出。这些相机都可以作为商品图片 拍摄 用,并且效果出色。 D   数码单反相机。这类的 相机 ,功能全,可以以根据不同的需要更换镜头,当然大规格的CCD或者CMOS是保证得到专业水准的成像效果的保证之一。可以说,几乎所有的 单反相机 都适合商品图片摄影,只是代价不菲。 购买相机的几点建议: 1.   如果经济条件许可的话,尽可能的购买数码单反相机。 2.   尽量不要购买二手器材,当然如果您对器材很熟悉并且很了解,这倒是一个可以节省大笔开支的好方法。 3.   尽量不要购买上市时间太久的 数码相机 ,毕竟技术更新太快。 4.   摄影器材一分钱一分货的原则永远存在 二 摄影灯的选购 摄影灯在商品摄影的过程中,其作用不亚于相机的作用,甚至要在相机之上。其原因在于,自然光线的多变性,不宜把握性,不易改变性,决定了商品图片99%以上都是在摄影室内 拍摄 ,既然在摄影室内拍摄。那么灯光是必要可少的,下面详细介绍一下摄影灯的一些常识和选购技巧 1.   摄影灯的分类这个问题仁者见仁,智者见智,本人紧扣主题,即商品图片的拍摄,把我们所需要用到的摄影灯分为二大类:一类是持续光源,一类是瞬间光源.持续光源,顾名思义,就是一直亮着的灯,也叫常亮灯,此类灯的优点是所见即所得,便于测光和 拍摄 ,缺点是光亮度比较低,光效差,如果多配套一些灯也未必便宜,在专业摄影界这类灯早已淘汰;瞬间光源,即闪光灯,闪光灯的工作是原理是先向电容中充电,然后在瞬间触发,这样可以得到强度更大的光源,通常闪光灯具有专业的色温,足够用的光线强度,光衰现象很少出现等一系列的优点,现在几乎所有的专业广告摄影师都是用闪光灯进行拍摄,闪光灯一般分为三大类,即内闪。内闪就是 相机 上的内置闪光灯,因为角度固定,指数低,不利于变化,因此这个对于商品图片摄影来说,没有太大的实际意义.外闪,就是外转置闪光灯,这类闪光灯,一般可以和相机协调使用,也可以用连闪线连接,实现离机闪光,但是其价格不菲,可配套的附件少,还有就是影室闪光灯,此类闪光灯,可配套的配件十分丰富,价格适中。是最适合广告摄影用的,在以下说到的闪光灯均指这类闪光灯。 2.   如果决定用持续光源还是闪光光源这个问题很简单,如果您的相机是不带 热靴 的相机。那么请使用持续 光源 ;如果您的相机虽然是 单反 ,但是您不愿意花费太大的精力去学习技术或者不需要达到专业水准的图片效果。那么也请您选择持续光源;其他类型的朋友,请选择 闪光灯 ,那将是您的图片上一个档次的基本保证。 3.   持续光源怎么选择在选择持续光源前,首先要明白三个概念,色温,显色性,光通量. 色温 ,色温的单位是开尔文,在不同温度下呈现出的色彩就是色温。当一个黑色物体受热后便开始发光,它会先变成暗红色,随着温度的继续升高会变成黄色,然后变成白色,最后就会变成蓝色(大家可以观察一下灯泡中的灯丝,不过由于受到温度的限制,大家一般不会看到它变成蓝色)。总之,这种现象在日常生活中是非常普遍的。色温对 相机 的白平衡功能有着直接的影响,关于白平衡,在后面会详细说明,在这里,大家只要明白,5200-5600K色温的灯,更利于 拍摄 出色彩准确的照片就可以了,在实际拍摄中为什么许多图片的色彩明显偏兰?主要原因就是使用了高色温的灯,比如家用的节能灯,通常那个色温在6500K以上。因此。我们选择合适色温的持续光源是十分重要的。 显色性 ,光源对物体的显色能力称为显色性,通常用显色指数(RA)来表示一只灯的显色性的高低,一般以100为上限,当然在实际操作中,显色性为100的 光源 只有在实验室中才有,原则是显色指数越接近于100,越能忠实地还原色彩。 光通量 ,光通量指人眼所能感觉到的辐射能量,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。光通量的单位为“流明”。光通量通常用Φ来表示,在理论上其功率可用瓦特来度量,但因视觉对此尚与光色有关。所以度量单位采用,依标准光源及正常视力另定之“流明”来度量光通量。符号:lm,上面说概念可能大家不太理解,通俗地说,光通量是决定一只灯的亮度的精确标准,流明值越高,光越强! 综上所述,持续 光源 应该选择色温在5200-5600K之间的,显色性指数接近100的,流明值,越高越好的灯用来拍摄商品图片,当然,绝大部分网络销售商。不会公开流明值和显色指数的,须要您去询问,误区:只看功率不看流明,只看价格不看效果! 4.   影室闪光灯的种类衡量闪光灯亮度的大小的标准是闪光指数(GN)。因此在购买时不能只看灯的功率,功率是决定闪光灯的亮度的指标之一,而闪光指数是决定闪光灯高度的唯一的精确标准。选择多大的闪光灯合适?本人以为,经济条件许可.可以选择尽可能闪光指数高点的闪光灯,闪光灯一般都具有光量调节功能,从实用的够用的角度也可以选择不具备光量调节功能。不带有造型灯的闪光灯,其优势在于:价格便宜。使用熟悉后,同样可以得至专业水准的照片。在实际拍摄中,曝光是否适合 与下面几个因素有关。ISO值。光圈。快门速度及光线的距离(请注意不是灯到物品的距离而是光线从灯到物品的距离)。 5.   如果选择闪光灯个人觉得取决于几个因素,用途,空间大小,用途如果是证件照片,应该用36指数左右的闪光灯,如果是模特应该用45指数或者以上的闪光灯,如果平拍,应该用36指数以上的闪光灯,空间,是指用于摄影的相对封闭的那个空间的面积大小,一般45个平方以上应该用400W以上的灯,25个平方以上应该用300以上的灯,那么有的朋友会说,那么我只有几个平方,是不是用150W的就可以了?这里除了刚才说的用途与指数的对应关系外,还有一个要素,就是要看 闪光灯 对附件的兼容性.据本人所知,市场一般250W以下的闪光灯是一种卡口,比如只能装最大60*80的柔光箱,而250W以上的闪光灯却可以装不限大小的柔光箱,大家都知道柔光箱相对越大,光线越均匀,综上,一般服装 拍摄 最好是选择250W以上的闪光灯,(重要申明,本文章中所有内容均是针对没有任何虚标参数的基础上得出的,请多注意区别) 6.   拍摄商品用几只灯合适无论是常亮灯还是 闪光灯 ,在拍摄商品照片的过程中,均须要几组灯才可以达到更好的效果,通常根据拍摄的商品的大小,材质,要表达的效果的不同而选择不同的灯组合。对于小件商品来说,二灯是最基本的配置。而三灯是完美的配置。对于服装 拍摄 来说,平铺拍摄二灯可以拍,三灯(在二灯的基础上加一顶灯)效果更佳。模特拍摄。一般至少要三灯,即背景灯+主灯+辅灯,如果数量上超过三组灯会拍得更好。总之,拍摄服装应该至少二组灯以上 7.   摄影灯相关附件的配置摄影灯不是单独使用的,都要配套一些附件才可以达到效果,在商品图片摄影中,常见的附件主要有:柔光箱、 反光伞 、灯架、灯头、 反光板 、柔光棚、顶灯架等等。 柔光箱。光源发出的光和经过柔光箱所产生的反射光混合,再经过柔光箱透射扩散,形成软光,能提供均匀而充足的照明,输出的光为扩散的透射光。光性柔和。方向性强于反光伞产生的光。反差清晰。投影浓于反光伞,富有层次表现。色彩与锐度良好。柔光箱从外形上说有正方形,长方形,八角型等规格。 反光伞。输出光为经过反光伞面反射后的散射光,性质为软光,发光面积大。方向性不明显,柔和,反差弱。通常反光伞有银色,白色,金黄色等不同涂层的,当然了,在我们的用途中最常亮的是银色的,外观颜色一般有白色和黑色的二种,黑色的效果好于白色的。 灯架。灯架的作用是支撑灯头,柔光箱或者 反光伞 ,及灯的架子,一般有铝合金的或者钢管的,规格根据负重能力及用途不同有许多种。在我们的实践中使用最多的是:小型闪光灯使用200CM左右的灯架,大型闪光灯,指300W以上的灯使用250CM以上的可调节式灯架。 灯头。顾名思义就是装灯泡的地方,这里所讲的灯头是指配套需要用灯头连接电源的部分,比如我们常见的常亮灯,及部分不可以调节光量的 闪光灯 都属于这个范畴。灯头从功能上说有单灯头,双灯头,四灯头,五灯头…之分。     原创文章,转载请注明:  转载自 吴川斌的博客 http://www.mr-wu.cn/  本文链接地址:  淘宝网店商品拍摄器材选购基本常识 http://www.mr-wu.cn/diy-photography-gear-buying-guide/
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    2012-9-13 10:04
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    我现在做的是与视频影像相关的,主要是拍摄方面,所以也给自己普及一下基本概念。 1.镜头(凸透镜)成像原理 焦距:相机的镜头是一组透镜,当平行光线穿过透镜时,会聚到一点上,这个点叫做焦点,焦点到透镜中心的距离,就称为焦距。焦距固定的镜头,即定焦镜头;焦距可以调节变化的镜头,就是变焦镜头。在摄影领域,焦距主要反映了镜头视角的大小。对于传统135相机而言,50mm左右的镜头的视角与人眼接近,拍摄时不变形,称为标准镜头,一般涵盖40-70mm的范围,18-40mm称为广角或短焦镜头,70-135mm称为中焦镜头,135-500mm称为长焦镜头,500mm以上称为望远镜头,18mm以下称为鱼眼或超广角镜头,这种范围的划分只是人们的习惯,并没有严格的定义。数码相机的CCD一般比135胶片小得多,所以,相同视角,其镜头焦距也短很多 2.感光度(ISO) 如:……50、100、200、400、800、1600…… 根据景物照度(亮度)选用 越高低照度表现越好 越高颗粒越粗(噪声点越大)    3.光圈:(进光孔大小) 如:1.4、2、2.8、3.5、4、5.6、8、11、16、32…… 光圈大制造困难价钱贵(低、高照度) 确定景深时需考虑优先(先决) 4.快门速度:(开闭时间长短) 如:B门……1s、1/2s、……1/30s、1/60s、1/125s、1/250s、1/500s、1/1000s、1/2000s、1/4000s…… 拍摄运动体时需考虑优先(先决) 拍水流和瀑布时也优先考虑 5.景深:(清晰范围) 在进行拍摄时,调节相机镜头,使距离相机一定距离的景物清晰成像的过程,叫做对焦,那个景物所在的点,称为对焦点,因为“清晰”并不是一种绝对的概念,所以,对焦点前(靠近相机)、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的,这个前后范围的总和,就叫做景深,意思是只要在这个范围之内的景物,都能清楚地拍摄到。   景深的大小 (1)与镜头焦距有关,焦距长的镜头,景深小,焦距短的镜头景深大。 (2)与光圈有关,光圈越小(如f16的光圈比f11的光圈小),景深就越大;光圈越大(如f2.8的光圈大于f5.6)景深就越小。另外,前景深小于后景深,也就是说,在精确对焦之后,焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像,而焦点后面很长一段距离内的景物,都是清晰的。 (3)与拍摄距离有关,拍摄距离近景深就小,反之拍摄距离远景深就大 6.白平衡: 由于不同的光照条件的光谱特性不同,拍出的照片常常会偏色,例如,在日光灯下会偏蓝、在白炽灯下会偏黄等。为了消除或减轻这种色偏,数码相机和摄象机可根据不同的光线条件调节色彩设置,以使照片颜色尽量不失真,使颜色还原正常。因为这种调节常常以白色为基准,故称白平衡。 色温:色温低偏红、色温高偏蓝  
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