也許你是一個攝影師，也許你是一個攝影愛好者，或者是一個對攝影略有了解的入門級用戶，你都或多或少的聽過"變焦"這個詞兒。更進一步可能了解了變焦分為"數(shù)碼變焦"和"光學變焦"。具體這兩種變焦到底有什么區(qū)別？相機上幾十倍變焦是怎么實現(xiàn)的？本文就來詳細解讀一下關于數(shù)碼變焦和光學變焦這點兒事兒。
什么是變焦
光學變焦
數(shù)碼變焦
變焦作用
變焦倍數(shù)
區(qū)別應用
結論
什么是變焦，我們先看一個動圖來直觀的感受一下變焦效果：
變焦相機拍月亮
所謂變焦，我們從字面上可以理解為焦距改變，熟悉鏡頭的朋友對于焦距的概念并不陌生，我們所說的鏡頭50mm,85mm就是焦距，焦距的改變意味著畫面中物體大小的改變，焦距變大的時候視野變窄，物體在畫面中所占比例變大，焦距變小的時候視野變大，物體在畫面中所占比例變小。所以我們在拍攝的時候只需要擰動變焦環(huán)就可以隨意放大縮小畫面，根本不需要移動自己的位置。
擰動變焦環(huán)直接改變?nèi)【爱嬅?/p>
相機上變焦通常是通過擰動鏡頭的變焦環(huán)來實現(xiàn)的，一些緊湊型相機是需要調整相機上的變焦撥桿控制鏡頭馬達實現(xiàn)變焦的。不同相機實現(xiàn)變焦方式不同，甚至有些相機鏡頭變焦停止后畫面依然能夠繼續(xù)放大，這背后是什么原理？我們來具體看一下，光學變焦和數(shù)碼變焦。
前面我們提到的改變鏡頭焦距來實現(xiàn)的變焦方式就叫做光學變焦。因為實現(xiàn)光學變焦的原理是通過改變變焦環(huán)來改變了鏡頭內(nèi)部鏡片位置來實現(xiàn)的。所以一般我們聽到人們變焦鏡頭，就是指的這樣能夠通過鏡頭內(nèi)鏡片移動改變焦距的鏡頭。
鏡頭光學變焦原理示意圖
我們常見的24mm-70mm鏡頭，就可以在24mm到70mm之間隨意改變。我們在取景器中可以直觀的看到對應場景的改變。通常變焦鏡頭需要額外的變焦鏡片組，所以體積和重量上比定焦鏡頭要大。不同鏡頭變焦設計原理不同，有內(nèi)變焦和外變焦，所以能否變焦不能簡單看鏡頭是否可以伸縮來判斷能否變焦。比如尼康70-200鏡頭整個變焦行程中鏡頭長度沒有變化。
所謂數(shù)碼變焦我們從字面上可以了理解出來，是通過相機內(nèi)部的數(shù)碼原理實現(xiàn)的而不是光學原理。數(shù)碼變焦的時候相機將當前畫面裁切放大畫面，放大的時候相機通過內(nèi)部的算法來填補放大后空缺的像素，所以叫做數(shù)碼變焦。數(shù)碼變焦的原理導致變焦后的畫面圖像質量有嚴重的損失。
如果不讓相機去裁切畫面來變焦，你可以嘗試用軟件裁切拍攝完的照片，也可以獲得同樣的變焦效果。如果你有一臺高像素的機器，拍攝完的照片進行二次裁切的時候仍然可以獲得比較好的效果。要注意裁切后的畫面分辨率會有明顯下降，當你要把二次裁切后的照片進行大尺寸沖印的時候尤其要注意分辨率的影響。
后期裁切也可以獲得數(shù)碼變焦效果
提到變焦的作用，我們首先了解鏡頭焦距的改變有以下幾個方面作用：
視角改變，即我們所說的視角寬窄的改變，焦距越長視角越窄，焦距越短視角越寬。所以變焦鏡頭最大的作用就是視角靈活，不用改變拍攝者的位置就可以把畫面拉遠拉近。比如體育運動或者野生動物的拍攝，可以利用長焦拉近被拍攝主體。而風景建筑等題材利用廣角鏡頭收納更多景物。
透視的改變，即廣角端會形成近大遠小的透視感，而長焦端會形成空間壓縮感。廣角端的透視可以形成強烈的視覺沖擊力。長焦端的空間壓縮感適合拍攝突出主體的畫面比如人像靜物等。
景深的改變，熟悉景深原理的朋友一定知道不僅鏡頭的光圈大小影響景深，鏡頭的焦距也影響景深。焦距越長景深越淺，焦距越短景深越大。所以我們在使用一些長焦鏡頭拍攝的時候即使光圈不是很大也可以獲得明顯的背景虛化效果。比如70-200鏡頭在200端即使f/5.6的光圈值也可以獲得明顯的背景虛化效果。
光學變焦不同的焦距除了視角不同還會有不同的透視變化
以上三個作用僅限于鏡頭的光學變焦，而數(shù)碼變焦只能改變視角，無法改變透視以及景深大小。
我們經(jīng)常在一些相機的宣傳廣告里看到這樣的描述：某某相機具有某某倍的變焦，比如10X,30X等，有些人看到這些內(nèi)容感覺有點兒疑惑，這代表著什么含義呢？在鏡頭的光學變焦里面變焦倍數(shù)或者叫做變焦比是指的最長焦距除以最短焦距的比值。舉個例子，尼康200mm-500mm鏡頭的變焦倍數(shù)就是500/200＝2.5X，這就是所謂的變焦倍數(shù)。變焦倍數(shù)越大并不代表焦距越長，只能代表變焦范圍更大，比如尼康28mm-300mm鏡頭雖然長焦端不如200-500，但是變焦倍數(shù)已經(jīng)是10X變焦了。所以當你選擇一款高變焦倍數(shù)的相機，并不一定代表著能拍多遠，只能代表著從廣角端到長焦端跨度有多大。
等效焦距與變焦倍數(shù)的關系和效果示意圖
我們市面上常見的高變焦倍數(shù)的機器普遍都是小底尺寸的產(chǎn)品，這樣設計的好處就是可以保持比較小的機身體積，獲得更大的變焦倍數(shù)，尤其長焦端由于等效焦距的關系可以"賺取"很多長焦。
緊湊型高變焦相機尼康Coolpix B600相機
我們以尼康Coolpix B600 產(chǎn)品為例，采用了1/2.3英寸的CMOS能夠獲得等效24mm-1440mm的鏡頭視角，實際上配置的鏡頭只有4.3mm-258mm的變焦范圍。這里要提一點就是所謂"賺取"的長焦范圍僅僅是視角上的賺取，其它長焦帶來的透視以及景深的影響沒有改變。
相機等效焦距和視角示意圖
我們已經(jīng)比較系統(tǒng)的了解了光學變焦以及數(shù)碼變焦的相關內(nèi)容。針對區(qū)別也就非常明顯了，首先對于畫質上，光學變焦比數(shù)碼變焦有著非常大的優(yōu)勢。光學變焦可以近乎不損失畫質的情況下讓你獲取更廣的視野同時還有對應的透視以及景深的改變。而數(shù)碼變焦是以犧牲畫質為代價來獲取長焦等效的視野。注意僅僅是視野的改變，沒有其它透視或者景深的變化，比較簡單的方法就是你找一張照片放大，就相當于在數(shù)碼變焦。
數(shù)碼變焦對比光學變焦獲得同樣視野畫質有明顯損失
兩種變焦方式不能簡單的判定好與壞，雖然光學變焦你可以擁有無損的畫質獲取廣泛的視野，但是你需要額外的變焦鏡片組，也就是額外的成本體積等等。數(shù)碼變焦只要你像素夠高依然可以通過裁切獲得不錯的畫面效果，而你不需要額外的鏡頭組參與。比如萊卡Q系列采用了28mm定焦鏡頭，在Q2時代采用了4700萬像素的傳感器，通過數(shù)碼變焦的形式可以獲取28 mm以外35mm,50mm,75mm的視角。當然隨著等效焦距增加，總像素會有明顯下降：
28mm視角4700萬像素
35mm視角3000萬像素
50mm視角1500萬像素
75mm視角660萬像素
萊卡Q2利用高像素實現(xiàn)了定焦鏡頭變焦使用的效果
變焦的發(fā)明對于拍攝來說意義非同尋常，我們可以在拍攝位置不變的情況下任意改變拍攝視角，尤其對于一些不方便接近被攝物體的情況，變焦鏡頭可以迅速拉近被攝物體。但是我們一定要記住光學變焦和數(shù)碼變焦的區(qū)別。尤其謹記數(shù)碼變焦會損害畫質。我們購買一些緊湊型相機的時候廣告商為了提高宣傳把數(shù)碼變焦的變焦倍數(shù)也揉進去了，在你使用變焦功能的時候光學變焦結束了會繼續(xù)放大畫面，實際上是數(shù)碼變焦了。如果不喜歡這個功能一般都有設置可以停用數(shù)碼變焦功能。
