【音视频流媒体】4、摄像头:分辨率、光圈|快门|感光度、焦距

news2024/12/27 13:02:57

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文章目录

  • 一、摄像头分辨率
  • 二、光圈、快门、感光度
    • 2.1 光圈
      • 2.1.1 外观
      • 2.1.2 光圈在相机中如何表示的
      • 2.1.3 对拍照的影响
      • 2.1.4 如何选择合适的光圈
      • 2.1.5 光圈在相机中如何设置
    • 2.2 快门
      • 2.2.1 外观
      • 2.2.2 快门在相机中的表示
      • 2.2.3 快门对于拍照有什么影响
      • 2.2.4 选择合适的快门
      • 2.2.5 如何设置快门
    • 2.3 感光度
      • 2.3.1 定义
      • 2.3.2 感光度对拍照的影响
      • 2.3.3 如何选合适的感光度
      • 2.3.4 如何设置感光度
    • 2.4 光圈、快门和感光度三者之间的关系
      • 2.4.1 曝光正常、不足、过度
  • 三、焦距
    • 3.1 定义
    • 3.2 焦距和视角
      • 3.2.1 人眼视角
      • 3.2.2 视角和焦距
      • 3.2.3 各焦距的区别
      • 3.2.4 透视感和压缩感
      • 3.2.5 各焦距适合拍摄的主题

一、摄像头分辨率

摄像头的分辨率从低到高分别为:

分辨率名称像素像素数
480P30W720 * 480
720P80W1080 * 720
1080P200W1920 * 1080
2K400W2560 * 1440
4K800W3840 * 2160
8K3000W7680 * 4320

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打个比喻,大家都见过自己衣服的布料,仔细观察,大部分布料都是由横向线和纵向线组成的,同样面积大小的布面,横线竖线越多,布料越细腻,看起来越舒服!摄像机的图像也是这个道理!

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像素越多,图像的长宽尺寸就越大,对图像处理就越友好:

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200万的摄像机,就是录像视频的分辨率最大是19201080,拍摄图片也是19201080。通俗来讲也就是一张由横向1920个点,竖向1080个点组成的画面,1920*1080=2073600个点,大概是207万个点组成的画面,通常称为200万像素。

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400万的摄像机,通常的最大分辨率是25601440,拍摄图片也是25601440。他就是由横向2560个点,竖向1440个点组成的画面,2560*1440=3686400个点,大概是370万个点组成的画面,通常称为400万像素。

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800万的摄像机,通常的最大分辨率是38402160,拍摄图片也是38402160。他就是由横向3840个点,竖向2160个点组成的画面,3840*2160=8294400个点,大概是829万个点组成的画面,通常称为800万像素。注:视频帧只能到20fps,如果高速运动的物体经过会有拖影。

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结论:普通民用级分辨率越高,视频帧越低,反而拍摄运动物体越容易拖影,但是抓图的分辨率是比较好的。

二、光圈、快门、感光度

光圈:水龙头开关的大小

快门:开了多久的水龙头

感光度ISO:滤网

如果你要把一个水桶装满水,需要打开水龙头然后等水装满就行了,那么你水龙头开的越大(光國越大)哗哗哗的流水,流水的时间(快门速度) 也就越短,同理,龙头开的越小〈光國越小)嘀嗒嘀嗒的流水,需要的时间(快门速度) 就越长,这差不多就是快门和光國之间的关系。

ISO在里面起到了一个滤网的作用,ISO(感光度)越高相当于湛网的空隙越大,那么出水量一定就大了,同理里面的杂质就会很多,所以拍出来的照片有很多的躁点和颗粒,如果ISO(感光度)低呢,那么就是说明滤网的间際越小,越能过溏出杂质,所以水流的速度就慢了,同时水里的杂质也就少了,拍出来的照片相对干净了很多。

2.1 光圈

2.1.1 外观


光圈越大,进光量越大

2.1.2 光圈在相机中如何表示的

在相机中,光圈用“F+数字”的形式表示,如图3方框内显示的F3.5就是光圈。F后面的数字越大,表示光圈越小;F后面的数字越小,表示光圈越大。


F后面的数字越大,通光孔越小,光圈就越小,进光量就越少;

F后面的数字越小,通光孔反而越大,光圈就越大,进光量就越多。

所以,F1.8的光圈就比F22的光圈大。

2.1.3 对拍照的影响

相机光圈的大小,控制着进光量的多少,直接影响到照片的亮度。

同一时间内,感光度相同的情况下,

光圈越大,照片越亮;光圈越小,照片越暗,对比如图5-图7。

其次,光圈从摄影艺术角度来说,还有另外一个作用,那就是用来控制照片的景深。那什么是景深呢?景深,可以简单理解为一张照片中清晰的部分。照片中,清晰的部分越多,表示景深越深,清晰的部分越少,表示景深越浅,下面通过图8给大家展示一下景深。

清晰的部分就是相机的景深部分,就这么简单,记住就好。

回归正题:那光圈和景深有什么关系呢?拍了三张照片来给大家详细说明,如图9-图11。


通过上图对比,可以看出:随着光圈慢慢变小,照片的背景越来越清晰,也就是说景深越来越深了,虚化不明显,所以光圈和景深的关系是:

光圈越大,虚化越严重,景深越浅;

光圈越小,虚化越轻微,景深越深。

2.1.4 如何选择合适的光圈

  1. 如你想拍一片花海的美景,就应该用小光圈尽量把花海整体都拍清晰,如图12;如果你想单独突出一朵花,应该用大光圈虚化掉背景,如图13。

  2. 比如你看到美丽的风景想合影的时候,就应该使用小光圈把人和风景都拍清楚,如图14;如果你想单独突出人物,就应该使用大光圈虚化掉背景,如图15。

  3. 如果你想在晚上拍路灯的星芒效果,可以采用小光圈,对比效果如图16-图17。

2.1.5 光圈在相机中如何设置

蜜茶以佳能800D为例,教大家如何设置光圈:

  1. 调到AV档(光圈优先),如图18。直接转动机身顶部的主拨盘,如图19,就可以调节。

  2. 调到M档(全手动模式),如图20。按着曝光补偿键,如图21,同时转动主拨盘调节。

至此总结一下:

  • 光圈是如何工作的:通过控制光圈叶片的收缩,控制进光量,光圈越大,进光量越多;反之,则越少!
  • 光圈在相机中如何:表示光圈通过“F+数字”的方式表示光圈,F后面的数值越大,光圈越小;反之,则越大!
  • 光圈对于拍照有什么影响:①光圈越大,照片越亮;光圈越小,照片越暗;②光圈越大,背景虚化越好;光圈越小,背景虚化越轻微。
  • 如何选择合适的光圈:①大光圈容易突出主体,适合拍花卉,人物特写等;②小光圈适合拍风景类的题材。
  • 光圈如何设置:①在AV档(光圈优先模式)的时候,直接转动机身顶部的主拨盘就可以调节;②在M档(全手动模式)的时候,需要按着曝光补偿键,同时转动主拨盘调节。

2.2 快门

2.2.1 外观

很多人都以为拍照时按下的快门按钮就是快门,其实这只是一个触发装置,在相机中还有一个专门的快门组件,如图1所示,这才是快门的真面目。

看起来是不是很像办公室里的百叶窗?“百叶窗”开启,光线进入相机,到时间后“百叶窗”关闭,光线就无法进入相机了。所以说到底,快门是通过控制光线进入相机时间的长短,进而控制进光量的。

2.2.2 快门在相机中的表示

相机中一般用1/400、8”这样的形式表示快门时间(也叫快门速度),如图2。这个数值越大,快门开启的时间越长,进入相机的光线就越多;反之数值越小,进光量越少。

2.2.3 快门对于拍照有什么影响

1.影响照片的亮度

快门时间长短直接影响进光量的多少。在光圈和感光度不变的情况下,快门时间越长,照片越亮,反之越暗,对比效果如图3-图5。

2.影响记录的“轨迹”:可以定格瞬间,也可以记录过程。

我们以图6中的小汽车为例介绍:

假设汽车从A点出发到B点需要10秒,如果快门时间设置为10秒,那么汽车从A点到B点的整个运动过程都会被相机记录下来,所以我们看到的就是一张轨迹图;如果快门时间设置为1/100秒,那就只能记录汽车刚刚出发时一个很短的瞬间了。快门时间不同,拍出的轨迹完全不同,对比效果如图7-图8。

2.2.4 选择合适的快门

1.如果你想抓拍美丽瞬间,那快门时间越短越好,这能让时间定格,拍的也清楚。

比如拍跳跃照或者抓拍宝宝、宠物的时候,此时蜜茶建议你使用高速快门,对比效果如图9-图10。

2.如果你想记录轨迹或者过程,那一定要设置长快门。

比如拍汽车拉丝或者更高大上的星空。快门时间不同,记录的轨迹完全不同,对比效果如图11-图12。

新手在手持拍摄的时候,很容易拍模糊。这是因为在快门开启的时间内,只要手抖了,哪怕非常轻微,也会被相机记录下来,导致拍出的照片模糊。

为了避免这种情况,建议大家记住一个概念:安全快门。安全快门要求快门时间小于焦距的倒数,比如用200mm焦距拍照,那快门建议小于1/200秒,这样拍出的照片才不会模糊。

2.2.5 如何设置快门

以佳能的800D为例,教大家如何调快门。

在TV档或者M档的时候,直接转动图14红圈中的主拨盘,就可以调节快门时间了。

至此总结一下:

  • 什么是快门:快门是一种触发装置,通过控制光线进入相机的时间,进而控制进光量。
  • 快门在相机中如何表示:快门在相机中用1/400 8" 等这样的数字表示。
  • 快门对照片的影响:①快门时间越短,照片越暗;快门时间越长,照片越亮。②快门时间短,可以定格瞬间;快门时间长,可以记录过程。
  • 如何选择合适的快门:①想要抓拍的时候,用高速快门 ②想要记录轨迹的时候,用慢速快门。
  • 如何设置快门:在TV或M档下,直接转动主拨盘调节。

2.3 感光度

2.3.1 定义

感光度又称为ISO,是指相机对光线的敏感程度。如图1所示,相机屏幕上显示的ISO100,就是感光度在相机里的表示。数字越大,表明设置的感光度越大,相机对光线越敏感;数字越小,表明设置的感光度越低,相机对光线越不敏感。

是不是有点太抽象了?举个简单粗暴的例子:

  • 如果感光度高,对光线敏感的话,100米之外有一盏灯也可以看得到
  • 如果感光度低,对光线不敏感,这盏灯放在面前也看不到。

2.3.2 感光度对拍照的影响

在光圈和快门不变的情况下,ISO越高,相机的感光能力越强,拍出来的照片就会越亮;反之就会越暗。对比效果如图2-图4。

明显能看出,提高感光度可以增强画面亮度。

但是平时我们基本不会用提高感光度来增强画面亮度的,因为高ISO会让画面看起来有颗粒感,这些颗粒就是所谓的噪点。

如图5-图7是用800D在不同ISO下拍的照片,我们一起看一下ISO的高低对照片质量(以下我们简称画质)的影响:

表面上看好像没有什么差别,但是我们放大图5-图7中白色方框内的区域,看一下细节对比,如图8-图10。

明显看的出来,ISO 100照片的画质最好,ISO 提高到6400的时候,画面颗粒感非常明显,ISO 超过12800后画面已经面目全非。所以,随着感光度的提高,画面噪点会越来越明显,理论上ISO越低越好。感光度的提高对于拍摄来说,有利有弊,那么我们怎么才能选择合适的感光度呢?

2.3.3 如何选合适的感光度

1.如果是在光线好的环境下,用低ISO就可以了。比如阳光充足的室外,把ISO设置为100或200,能够保证最好的画质。
2.如果光线不好,但是搭配了三脚架固定相机,也用低ISO。
3.如果光线不好又没有三脚架,只能手持拍摄,即使光圈已经最大了,但还是达不到安全快门值,为了防止手持抖动造成的模糊,只能通过提高ISO来缩短快门时间,保证画面的清晰。毕竟拍一张有噪点的照片远远比一张糊了的照片更有意义,对比效果如图11-图12。

安全快门要求:快门时间小于焦距的倒数,比如用200mm焦距拍照,那快门建议小于1/200秒,这样拍出的照片才不会模糊。

2.3.4 如何设置感光度

在P、Tv、Av、M模式下调节,直接按机身顶部的ISO快捷键,然后转动主拨盘调节,如图13。图14是ISO在屏幕上的显示画面。

至此总结一下:

  • 感光度是什么:感光度的另一个名字叫ISO,是指相机对光线的敏感程度。
  • 感光度对于拍照有什么影响:提高ISO可以增强画面亮度,但ISO的提高会给画面带来明显噪点。所以理论上ISO越低越好。
  • 如何选择合适的感光度:①光线好的时候尽量用低ISO;②光线不好有三脚架的时候,尽量用低ISO; ③光线不好又没有三脚架的时候,可以提高ISO来缩短快门时间,从而拍出清晰的照片。
  • 如何设置感光度:按机身顶部的ISO快捷键,进入到感光度调节界面,再转动主拨盘调节。

2.4 光圈、快门和感光度三者之间的关系

一张照片曝光是否正常,就是由它们光圈、快门和感光度三者共同决定的。那这三者是如何配合共同决定照片曝光的?

曝光说白了就是照片的亮度,三者如果有一个设置的不对,都可能出现曝光不足或者曝光过度的情况,也就是拍出来的照片太暗或者太亮。所以在说这三者关系之前,需要先了解什么是曝光正常、曝光不足过度和曝光不足。

2.4.1 曝光正常、不足、过度

曝光刻度表:是衡量曝光是否正常的标志

如下图:

  • 当指针指在中间的“0”时,表示曝光正常,拍出来的照片亮度合适;
  • 当指针指在左边的负数区,表示曝光不足,拍出来的照片偏暗;
  • 当指针指在右边的正数区,表示曝光过度,拍出来的照片偏亮。

想让曝光正常,必须让光圈、快门和ISO相互合作,三者是如何相互合作的?
以图3水龙头为例说明:如果拍一张曝光正常的照片是接满一桶水,我们用水龙头阀门的大小代表光圈,用水流时间代表快门,ISO代表滤网。

假定ISO不变的情况下,如果把水龙头阀门拧小,那么接满一桶水的时间就会变长;如果把水龙头拧大,那接满一桶水的时间就会缩短。所以光圈和快门是此消彼长的动态平衡关系。ISO起到滤网的作用,ISO越大,表示滤网的空隙越大,出水量就越大,但是杂质也会越多,拍出来的照片就会有很多的颗粒噪点。反之,ISO越小,滤网的空隙越小,杂质就越少,照片也就越干净。

通过图3,我们又能得到下面的道理:
水龙头全开(假设此时光圈为F4)+2s的流水时间(快门时间)=装满一桶水(曝光正常)
水龙头半开(假设此时光圈为F5.6)+4s的流水时间(快门时间)=装满一桶水(曝光正常)

同样是接满一桶水,可以用两种不同的参数组合,如图4表格。

把这个例子应用于我们平时的拍摄中:

  • 如果需要慢快门操作的时候,比如记录运动轨迹,可以缩小光圈,延长快门时间;
  • 如果需要大光圈操作的时候,比如拍摄背景虚化,可以加大光圈,缩短快门时间。

感光元件封闭在密闭房间内,房间有门,关键因素是通过门照射进房间内的光的量

光圈:越小,门越小,光量越小

  • 通常关注近景,虚化远景时,需调大光圈
  • 通常关注远景更全的画幅时,需调小光圈,此时画面内各物体边缘更锐利
    快门:越快,门开的时间越短,光量越少
  • 通常拍摄运动物体时,需调快快门频率,使物体在时间内运动路径更短,使不模糊
  • 通常拍摄瀑布溪流等光线不充分物体时,可降低快门频率,是曝光更充分,瀑布溪流运动效果更丝滑
  • 油站场景可设置快门为1/120
    焦距:https://zhuanlan.zhihu.com/p/419063227?utm_id=0

三、焦距

3.1 定义

焦距的定义是:镜头的光学中心到感光元件之间的距离。(下图X到感光元件的距离)
一般来说:焦距越小,视角就会越广;焦距越大,视角就会越窄。(下图蓝 / 红色分别代表小焦距 / 大焦距)

因此,当我们以后听到有人拍照时在说「放大/缩小」,心里就会明白这其实是镜头变焦的过程,焦距放大(Zoom-in) 时,视野会变得更窄更长焦、远处的东西看起来就会变大;而焦距变小(Zoom-out) 时,视野会开始变得宽广、远处的东西看起来就会变小。

3.2 焦距和视角

3.2.1 人眼视角

人眼视角是多少?没错,要判断广和长焦,很大一部份都和我们人眼看到的世界有关,所以一开始会好奇人的视角究竟是多少是很合理的。一般而言我们会说人眼和50mm最接近,但是若实际操作相机会发现,50mm的视角却比我们眼睛看到的范围还要窄,那为何50mm还是大家公认的标准镜、最接近人眼的焦距呢?

这主要有两个原因:

  • 人眼虽然可以看得更广,但是当眼睛对焦于某个位置时,其清晰范围大约是50mm的视角。(就好像当你去看电影时,若座位太过前面,虽然眼睛可以容纳整个屏幕,但电影播放时眼球却需要一直来回对焦在不同位置,这就是因为清晰范围小的关系)
  • 50mm焦距下所呈现的照片,不管视觉压缩感、透视感、变形量都和人眼比较接近。

基于以上两个原因,我们一般公认50mm是最接近人眼看到的感受,也将50mm定义作为标准焦距。

3.2.2 视角和焦距

知道了标准焦距之后,其余焦距又会带来怎么样的视角呢?下图是带风整理出来的各焦距视角,建议大家可以仔细观察图中红色圆圈处灯塔,看它在不同焦距下所呈现出来的视角;并观察图片下半部的海面,借此观察整个照片的宽广程度有何变化。

而从上图我们可以看出,一般镜头的焦距大概可以归纳成下面几类:

3.2.3 各焦距的区别

大家可能觉得焦距不同,不是只会影响拍起来的广度和长焦程度而已吗?老实说我们一开始也只是这样认为,但真正熟悉镜头后才知道,不同焦距的镜头还会很大程度影响画面的张力(压缩感、透视感、变形等),而这种特色才是镜头最吸引人的魅力所在,因此我们特别整理以下表格解说:

3.2.4 透视感和压缩感

透视感就是指,我们从照片中可以明显感受到空间上的远近不同,因而在视觉上有着明显的的纵深感和立体感。以下图为例,利用广角镜头的近大远小特色,将靠近镜头这端的马路进行视觉放大,而远处的马路相对越来越小,造成视觉上有相当强烈的空间纵深感。

压缩感则与透视感相反,画面上不会有近大远小的特色,同样大小的东西在画面上看起来就会差不多大,因此造成视觉上有「拉近」的感觉,而前后主题都拉近的状况下,画面自然就像是被压缩过一样、比较没有空间感。以下图为例,大家都知道棒球场的场地非常大,然而在长焦镜头的压缩感之下,投手和一垒手的距离、甚至是后方的观众席,看起来却仅有十来步之远,这就是压缩感带来的特色和魅力。

3.2.5 各焦距适合拍摄的主题

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