相信眼尖的朋友會(huì)注意到，近期中關(guān)村在線手機(jī)事業(yè)部的不少評(píng)測(cè)樣張都加入了EXIF信息，這使得消費(fèi)者能夠清楚地看到樣張的拍攝參數(shù)。不過最近有一些朋友向筆者詢問，為什么用手機(jī)拍出來的樣張EXIF信息中顯示的焦距只有幾毫米？其實(shí)這里面涉及了一個(gè)叫做等效焦距的概念，為了答疑解惑，今天筆者就來解釋一下什么叫做等效焦距，讓網(wǎng)友們心中有數(shù)。
筆者隨意拿出一張最近評(píng)測(cè)文章中的樣張，EXIF信息就位于照片的下方。我們看到，光圈、ISO感光度、曝光時(shí)間、曝光補(bǔ)償這樣的參數(shù)都比較好理解，唯獨(dú)這個(gè)焦距確實(shí)讓不少人生疑。
焦距:4mm 光圈:f/2.4 ISO感光度:100
曝光時(shí)間:1/354 曝光補(bǔ)償:0EV 白平衡:自動(dòng)
在現(xiàn)階段，一款鏡頭的廣角端做到35mm就能稱作是廣角鏡頭，而做到20mm以內(nèi)就可以被稱作是超廣角鏡頭了。佳能應(yīng)用在全畫幅相機(jī)上的魚眼鏡頭廣角端不過8mm，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全周魚眼的特效。可這個(gè)4mm的焦距怎么看起來都和一般二十幾毫米焦段的視角沒什么區(qū)別。那么原因究竟是什么呢？
繁瑣的焦距換算其實(shí)有原因
我們知道，每個(gè)鏡頭都有其固定的焦距，這叫做物理焦距。不管這枚鏡頭是安裝在全畫幅相機(jī)、APS-C相機(jī)還是手機(jī)上（假如可以的話），它的物理焦距是不會(huì)改變的。我們以拍照強(qiáng)機(jī)三星GALAXY S4 Zoom為例，在它背面的鏡頭下方清楚地印著“4.3mm-43mm”的字樣，這指的就是三星GALAXY S4 Zoom鏡頭的物理焦距。而手中有單反相機(jī)的朋友不妨看看自己相機(jī)鏡頭上的標(biāo)注，上面的焦距數(shù)值同樣也是物理焦距。
那么，有人可能會(huì)問了，為什么我手里的18-55鏡頭實(shí)際上卻拍不出18mm廣角端的效果呢？原因很簡(jiǎn)單，你手中的相機(jī)感光元件尺寸不“標(biāo)準(zhǔn)”，誰是標(biāo)準(zhǔn)？答案是36×24mm全畫幅感光元件。
全畫幅感光元件與APS-C感光元件對(duì)比
有時(shí)候約定俗成是一件很玄的東西，就像為什么說以35mm膠片機(jī)的感光元件尺寸作為數(shù)碼時(shí)代全畫幅的標(biāo)準(zhǔn)，誰也說不清，人們就很自覺地將它當(dāng)成公理不需要證明了。由于成本等因素考慮，大部分?jǐn)z影器材的感光元件尺寸都是要小于36×24mm的（大中畫幅這里不考慮）。因此為了統(tǒng)一對(duì)焦距的定義，人們就想出了“等效焦距”這一名詞來給那些小感光元件的設(shè)備進(jìn)行換算。
感光元件尺寸與轉(zhuǎn)換系數(shù)成反比
如果你手中擁有的是全畫幅相機(jī)，那么恭喜你，等效焦距這個(gè)詞匯與你無關(guān)了，因?yàn)槟憔褪恰盎鶞?zhǔn)”；那么對(duì)于眾多買不起全畫幅相機(jī)的人們而言，不管你使用的是什么設(shè)備，相機(jī)也好，手機(jī)也好，等效焦距就都適用了。
不懂轉(zhuǎn)換系數(shù)?編輯幫你推導(dǎo)
那么如何來衡量等效焦距呢？這里我們?cè)僖胍粋€(gè)概念“轉(zhuǎn)換系數(shù)”，等式為：物理焦距×轉(zhuǎn)換系數(shù)=等效焦距。轉(zhuǎn)換系數(shù)的計(jì)算方法很簡(jiǎn)單，用全畫幅感光元件的對(duì)角線長(zhǎng)度÷你手中設(shè)備的感光元件對(duì)角線長(zhǎng)度，這個(gè)比值就是轉(zhuǎn)換系數(shù)。接下來我們以相機(jī)和手機(jī)各舉一個(gè)實(shí)例來看看轉(zhuǎn)換系數(shù)是怎么得出來的。
我們先以佳能相機(jī)為例，已知佳能全畫幅感光元件長(zhǎng)寬分別為36mm和24mm，設(shè)對(duì)角線長(zhǎng)為x，依勾股定理，有362+242=x2，可得x≈43，即佳能全畫幅感光元件對(duì)角線長(zhǎng)約為43mm。而佳能APS-C畫幅感光元件的長(zhǎng)寬分別約為22.3mm和14.9mm，同理可得佳能APS-C感光元件對(duì)角線長(zhǎng)約為27.2mm。二者的比值約等于1.6，而這正是佳能APS-C畫幅的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
以佳能EF 17-40mm f/4L USM鏡頭為例，當(dāng)其安裝在佳能全畫幅相機(jī)時(shí)，其實(shí)際焦距就等于鏡頭上標(biāo)注的焦距，也就是廣角端17mm，長(zhǎng)焦端40mm。而將其安裝在佳能APS-C相機(jī)上時(shí)，需要在物理焦距的基礎(chǔ)上各乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)1.6，這樣，其“等效35mm”焦距就變成27-64mm。這也就是很多人在APS-C相機(jī)上掛17-40后發(fā)覺廣角端不夠廣的原因，因?yàn)閷?shí)際上即使是17mm端的視角也僅僅相當(dāng)于全畫幅相機(jī)27mm的視角。
手機(jī)傳感器面積計(jì)算很特別
手機(jī)上轉(zhuǎn)換系數(shù)的算法原理與相機(jī)相同，不過，有一點(diǎn)區(qū)別就是手機(jī)的感光元件對(duì)角線長(zhǎng)度算法發(fā)生了變化。
一般來說感光元件的尺寸都是以長(zhǎng)寬毫米數(shù)來表示的，不過有一類感光元件比較特殊，那就是大多數(shù)消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)中的感光元件，它采用的是“1/XX英寸”這樣的表示方法。不過，如果你認(rèn)為這里的1英寸等于25.4mm的話，那可錯(cuò)了。
上世紀(jì)中后期，真空管是電視攝像機(jī)的感光元件，真空管的外部有一個(gè)玻璃罩。真空管的外徑雖然包括了玻璃罩的厚度，不過這一層罩子顯然沒有參與成像，因此實(shí)際成像區(qū)域只有16mm。
還是那句話，約定俗成是一件很玄的東西，雖然CMOS早就取代了笨重的真空管，不過這種計(jì)算方式卻鬼使神差地沿用到了現(xiàn)在。以至于1英寸以下的感光元件中，英寸的單位并不是1英寸=25.4mm，而是1英寸=16mm。
當(dāng)大伙理解了這樣一個(gè)度量單位的差異，計(jì)算手機(jī)感光元件的尺寸也就不再是難事了。我們以索尼Xperia Z1為例，其感光元件尺寸為1/2.3英寸，按照“行業(yè)潛規(guī)則”計(jì)算，16÷2.3≈6.96。大部分手機(jī)感光元件的長(zhǎng)寬比為4:3，這樣，設(shè)感光元件的長(zhǎng)為4x，寬為3x，根據(jù)勾股定理，有(4x)2+(3x)2=6.962?？傻脁≈1.39，乘以系數(shù)，可知1/2.3英寸感光元件的尺寸約為5.6×4.2mm。
傳感器尺寸與焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)的倍率關(guān)系
不過這里需要注意的是，由于不少廠家在標(biāo)注1英寸以下感光元件時(shí)會(huì)圓整到常用值，而未參與成像的部分感光元件面積也被計(jì)算在內(nèi)，因此廠商所提供的感光元件尺寸要略大于理論計(jì)算得出的數(shù)值。事實(shí)上，1/2.3英寸感光元件的尺寸通常被定為6.2×4.6mm，對(duì)角線長(zhǎng)約為7.7mm。
手機(jī)能拍多廣?算算就知道
現(xiàn)在，索尼Xperia Z1的感光元件轉(zhuǎn)換系數(shù)已經(jīng)可以得出了。43.2÷7.7≈5.6，這就是索尼Xperia Z1的感光元件轉(zhuǎn)換系數(shù)。我們送上一張索尼Xperia Z1拍攝的照片，其EXIF信息顯示焦距為5mm，根據(jù)等效焦距計(jì)算公式，物理焦距5×轉(zhuǎn)換系數(shù)5.6=等效焦距28，仍然處在廣角范圍內(nèi)。而照片的實(shí)際視角也與等效35mm下28mm焦段的視角接近。
不過必須要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，等效焦距這一概念嚴(yán)格意義上來說應(yīng)該理解為“等效視角”。事實(shí)上就連視角也僅僅是接近而不是完全一致，與景深和透視關(guān)系更是互不影響。
那么，上面列舉了這么多等式的意義在哪兒呢？
對(duì)于相機(jī)而言，由于其感光元件尺寸以毫米表示，因此我們很容易推算出其轉(zhuǎn)換系數(shù)。而對(duì)于感光元件尺寸較小的智能手機(jī)來說則十分困難。現(xiàn)在，只要消費(fèi)者掌握了某款智能手機(jī)的感光元件尺寸，就可以計(jì)算出感光元件的對(duì)角線長(zhǎng)度，繼而得出轉(zhuǎn)換系數(shù)。只要用手機(jī)實(shí)拍一張照片，用照片EXIF信息中的焦距乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，就能夠判斷這款手機(jī)攝像頭的廣角端到底有多大。
手機(jī)攝像頭能拍多廣？算算看
到這里有關(guān)等效焦距的相關(guān)知識(shí)小分享就接近尾聲了，文章中難免存在紕漏，不吝賜教。今后，如果某個(gè)手機(jī)廠商宣稱自己的攝像頭是XX毫米廣角鏡頭，消費(fèi)者就可以這樣進(jìn)行檢驗(yàn)，是真是偽，一看便知，讓夸大宣傳從此“無所遁形”。
現(xiàn)階段，一款鏡頭的廣角端做到35mm就能稱作是廣角鏡頭，而做到20mm以內(nèi)就可以被稱作是超廣角鏡頭了。佳能應(yīng)用在全畫幅相機(jī)上的魚眼鏡頭廣角端不過8mm，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全周魚眼的特效。可這個(gè)4mm的焦距怎么看起來都和一般二十幾毫米焦段的視角沒什么區(qū)別。那么原因究竟是什么呢？
王彬
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