手机数码摄像头杂谈

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目前带数码摄像机功能的手机越来越多，而关于手机摄像头的问题也越来越多，于是经常有朋友询问各种各样的问题，比如，那一种手机的摄像功能好效果好？这让人很难回答，因为影响成像的因素很多，而各种手机的显示屏效果也参差不齐，因此就不容易直观地看出最终的效果来，所以我们也只能从一些固有的参数来大概了解一下。

    从成像原理来说，首先光是从镜头进入，然后到达所谓感光材料，感光材料的作用就像传统光学相机的胶片，接受通过镜头进入的光的照射，并成像。但不同的是，胶片是通过化学反应直接将影象固定于片基上面的涂层，而数码相机则是将感光材料接收到的照射参数通过线路传给运算器，并由处理系统在存储器内生成影象。
    那么我们可以轻易就得到结果，从影象信息所经过的路径来看，影响成像的主要因素包括：镜头，感光材料，传输/运算线路，存储器。

    关于镜头

    从外形上来看目前手机摄像头的镜头孔径都非常小，而且厚度也非常小，那么它的镜头结构也该非常简单，单透镜成像的可能性非常大。

    有一次与朋友讨论这个问题，其中一位朋友提出，手机的摄像头是不是利用“小孔成像”的原理？关于这个原理在中学物理课上已经讲过了，相信不用我多做解释了。

    当然，对于手机制造来说，利用小孔成像有一些好处，首先是可以大大降低成本，因为小孔成像基本上不需要镜头，所以在镜头结构这方面可以简单到不能再简单；另外小孔成像不需要考虑焦距问题，当然也就没有对焦的问题了。但是小孔成像最大的问题就是成像不清晰，图形畸变严重。

    从目前我们从摄像头手机上取得的图片来看，这种清晰度不应该是小孔成像能达到的。不过，目前我还没有资料也支持这一观点，因此我们只能假设。

    好的，不是小孔成像，那么是透镜成像了吧？于是就有了另外一个问题，那就是对焦。为了手机摄像头清晰成像，再内置一个自动对焦系统是不是成本太高了一点？怎么办呢？我们再假设一下吧，用超焦距成像怎么样？所谓超焦距，就是当镜头焦距在无限远时，位于无限远的景物接成清晰的影象，同时在有限距离某一点上的物体也达到清晰的标准，近于这一点的物体就模糊起来，那么这个物体到镜头的距离就是超焦距。利用这一原理，只要能尽量缩小超焦距，就能让尽量大距离的物体较清楚的成像了。这带了的另一个问题是就是景深的不够。景深这个名词我们就不解释了，说的简单点就是图象没有层次感，景深不够的问题就是很长距离内的物体成像都一样清楚，没有层次感。

    当然镜头可以影响成像的因素太多，以上的内容仅是个人假设，大家参考一下，也欢迎讨论。

    关于感光材料

    现在市场上的数码相机感光材料有两种：CCD和CMOS。那么这两种哪种效果好呢？如果是前一两年，我可能会毫不犹豫的告诉你，CCD的成像效果较好，但价格也比较昂贵。但是现在我反而有些犹豫了，因为我们看到，佳能已经在多款高档数码相机中采用了CMOS做为感光材料，而根据我的亲身感受来说，并不能得到CMOS成像质量不如CCD这一结果。

    另外个人观点是，以目前CCD和CMOS的制造技术，其材料自身的感光效果差别已经不象以前那么大了，如果加上运算器材料根据材料特性的校正，那么对于连家用级水平都达不到的手机摄像头完全是足够了。更何况，我认为在手机摄像头功能这一系统中，最影响成像的并不是感光材料的种类，而是镜头和分辨率。

    关于分辨率

    这个就简单了，我们经常听说某某手机摄像头是10万像素或者30万像素，这个就是指的感光元件的分辨率。多少像素就意味着有多少可以感光的点，这些点是成像的基本单位，最后图象就是靠这些点得到光线信号而形成的。那么，我们就很好了解了，单位面积内有越多的点，那么我们得到的图象就越精细。实际上，目前流行的数码相机的分辨率，都是百万像素以上的，而选购热点正移向500万像素以上的数码相机，高级专业数码相机的像素值则高达千万像素。因此，手机所带摄像头只能做为“玩具”，其生成的图象的应用范围是很有限的。

    另外一个与感光元件的分辨率有关的，就是生成图象的分辨率，比如，某手机摄像头分辨率为30万像素，它可成像的最大分辨率640*480，也就是说图片分辨率的乘积最大是等与感光材料的有效像素值的。

    难道真的就能生成分辨率更大的图片了么？接着往下看吧！

    关于变焦

    玩过数码相机的朋友都知道，相对于传统的相机来说，数码相机有个“数码变焦”的概念，现在不少手机的摄像功能中也有“数码变焦”这一功能，而这一概念是针对“光学变焦”而言的。那么两者有何区别呢？

    光学变焦是依靠光学镜头结构来实现变焦，通过透镜移动就可以调整成像的焦距，并放大或者缩小在感光材料上所形成的像。说的简单一些就是光学变焦倍数越大，就能拍到越远的景物。不过，目前我们还没有在手机上发现“光学变焦”功能，在镜头部分已经说过，有限的空间和制造成本，限制了镜头结构的复杂程度。

    数码变焦又是怎么回事呢？实际上它是一种图象的运算放大，比如，提取感光材料拍摄的图象的局部，并通过数字处理来扩大图象，就象我们用PHOTOSHOP等图象处理软件放大图象一样，只不过图象缩放的算法有很多种，采用不同的算法效果会有一些不同。

    可见数码变焦是不能对图象质量的改善有任何帮助的，相反，因为图象放大过程中已有的成像点之间多出来的像素要通过运算来“猜测”，因此对原图的质量有一定影响的。

    这也回答了前一个部分留下的问题。显然可以通过数码变焦的方式，运用硬件或者软件“插值”的方式，“猜测”插入的像素点，从而得到分辨率更大的图象。

    以上就是一些手机多带摄像头功能的问题，希望能对大家有些帮助，也请大家多提意见。

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沙发~~~~~~~~~~~~~~~