说说影响成像的那些参数

摄像机

前言

小时候家里有一台红梅胶片相机，自己小时候的照片都是使用它来拍摄，然后老爸自己在暗房里进行照片冲洗，一直感觉神秘，却从未真的深入探寻原理。

对于一个不热衷于摄影的人来说，实在没有足够的动力去研究如何拍摄一张好的图片；但是对于一名从事视频监控领域的软件人员来说，还是很有必要弄清楚这其中的原理，最近借由立项调研「在移动场景下的图像效果优化」项目，让自己终于静心的研究学习了一番。这里整合下各种零碎信息，希望对于小白能有所帮助。

景光之人煦若射，下者之入也高，高者之入也下。From 《墨子·经下说》

早在两千四百多年，宋国大夫墨子就观察发现了小孔成像的现象，五十多年以后，亚里士多德也发现了相同的现象

小孔成像的原因是：光在同种介质下，在不受引力的作用的情况下沿直线传播「黑洞就有巨大引力，可以改变光的方向」

小学就做过通过小孔形成一个蜡烛的倒立的影响，图像的清晰度和孔的位置相关

小孔成像

如果将小孔成像的白板换成一种对光子敏感可以留下印记的材料，那么就是一台相机了。

由不透光的容器和感光材料以及针孔组成，拥有无限景深(因为没有焦距),但需要长时间曝光(孔太小，需要用时间来增加收集到的光)，而且会出现炫光现象

针孔相机

对于针孔相机进行改造，增加了凸面镜，用于增大进光量(因为这样就可以不是孔，而是个洞，凸面镜可以实现孔的作用)，通过快门实现一次曝光的的动作，早起的胶片就是卤化银作为感光材料，光会在卤化银上留下印迹，通过暗房冲洗可以形成黑白照片

胶片相机

针对感光材料的改进，使用可反复利用的CCD/CMOS材料，形成数字型号，这样就有了数码相机。数码相机解决了携带交卷的问题，几乎不再会听人说「这么好的景色，却没有交卷了」的抱怨了。但是由于感光材料的特性，依然不少人热爱着传统的交卷，认为更加颜色自然

数码相机

知道了成像的原理，其实就「外界的光通过镜头照射到感光材料上留下一副景象的记录」，所以曝光的各个环节影响着记录的效果，这些环节主要包括光圈，快门，ISO

快门是照相机用来控制感光片有效曝光时间的机构
分类
- 按照构造分类：机械/电子/电子断流
- 按照位置分类：镜前/镜间/镜后/反光镜/焦平面
特性
- Global shutter:Sensor所有像素点同时收集光线，同时曝光;CCD就是Global shutter工作方式
- Rolling shutter:通过Sensor逐行曝光的方式实现的
- 如果被拍摄物体相对于相机高速运动时。用Global shutter方式拍摄，假如曝光时间过长，照片会产生像糊现象。而用Rolling shutter方式拍摄，逐行扫描速度不够，拍摄结果就可能出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等任一种情况

ISO

ISO是感光度的简称，就像上面看到的相机发展史提到的那样，感光器件也一直在发展。从胶片时代的卤化银到数码时代的CCD和CMOS
感光度就是对光光线强弱的灵敏度，数字越高，越灵敏
ISO100的胶卷，相机2秒可以正确曝光的话，同样光线条件下用ISO200的胶卷只需要1秒即可，用ISO400则只要0.5秒
特性
- 感光度越低，仅对强光有反映，但成像细腻
- 感光度高，可在弱光下拍摄，但成像粗糙
- 在像素相等的情况下，CCD/CMOS面积越大，高ISO的成像质量越好

小米6相机规格参数
上图是小米6的后置摄像头的官方参数，对于非专业人士来说，只是一些数字，看了上面的介绍，我们这对这个表给大家解释下

这个是供应链整合的时代，小米6的摄像头核心是图像传感器，就是Sony的IMX386
12MP：1200万像素，也就是IMX386上分布了这么多个像素采集点
1.25μm/1.0μm：单位像素尺寸，这个尺寸越大每个像素的解析度越高，IMX386的面积为1/2.8英寸；小米5S的使用的是IMX378,像素尺寸1.55μm,面积增大为1/2.3英寸，已经接近普通卡片数码相机的感光器件尺寸
6片式/5片式镜头: 透镜主要的作用是滤掉一些杂光,镜片并不是越多越好，镜片越多会导致光线折射率增大,简单来说就是会损耗光线，影响成像亮度。所以更多的是镜头调教要合适
f1.8光圈/f2.6光圈：广角镜头使用的大光圈，背景虚化效果更好；长焦镜头使用的小光圈，配合52mm焦距更适合拍摄人脸
27mm/52mm：等效焦距，在广角摄像头切换到长焦摄像头，可以实现2倍的画面放大，清晰度远高于数码变焦

希望通过本文你能对摄像头的成像原理和参数有了初步了解，面对各大手机厂商的给的产品指标能看出门道