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【资料帖】常见手机等效焦距和视角对照关系表与手机常见镜头优缺点讲解

2024-02-10 04:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

在现在,手机厂商一般只给出镜头的等效焦距,却从来不给出视角,但是在相机厂商推出的镜头里,视角是一项十分重要的镜头物理参数。因此,本文旨在给出一些镜头的视角,以及给出算法来计算视角。当然,本文的视角,在手机厂商已经给出视角的前提下,优先采用手机厂商给出的视角;否则,采用计算视角。

值得注意的是,对于有畸变的镜头,视角一般比算出的视角大(对于桶形畸变)或者小(对于枕形畸变)。这类镜头会特殊标出。当你发现手机厂商给出的实际视角和通过等效焦距算出的视角不同时,其超广角一定存在畸变。因此,我们还可以通过这种非常简单的方法来判断镜头是否具有畸变,以及其预览框或者成片没有畸变,到底是镜头原生物理无畸变,还是在成片过程中算法纠正的畸变。因此,一般对于含自由曲面的镜头,计算视角和实际视角都是一模一样的。

在本文开始之前,先给出一个重要的物理量等效焦距,等效焦距实际上是衡量相机视角的重要参数,一个等效焦距对应一个视角。为什么要引入等效焦距,不直接用视角衡量,原因非常简单,因为视角并不能代表实际摄入画面大小,但是等效焦距可以。举个简单的例子,120度视角拍出的画面大小并非60度的2倍,实际上接近3倍,也就是120度视角经过3倍数码裁切,才拍入和60度视角的相同的画面。而等效焦距可以衡量画面大小,120度视角对应等效焦距12mm,60度视角对应等效36mm,因此120度视角经过3倍数码变焦,画面和60度一致,因为等效焦距是3倍的关系。这也是手机厂商为何要宣传等效焦距的原因。

等效焦距计算视角:实际上,等效焦距23mm对应的视角,和全画幅相机配合23mm物理焦距的镜头视角相同。画出图像,其为一个高23mm,底边为43.26mm(全画幅传感器对角线大小)等腰三角形,其上顶角就是对应的视角。

因此实际上给出等效焦距,可以自己算出视角。但是,因为现代镜头都是多片式镜组,因此和单片镜头的光路有轻微不同,因此实际视角和用纯等腰三角形法算出的视角有轻微不同。

下面给出常见的镜头的视角,有特殊情况(比如有畸变的镜头)视角和算出不符的,会特殊标出。

1.等效11mm,125度

实例:荣耀magic4 ultimate,实际视角126度。因为双自由曲面镜片避免了画面畸变,因此实际视角和计算视角非常接近。

2.等效12mm,120度

实例:小米10ultra/11ultra/12s ultra,实际视角128度

因为小米并没有采用自由曲面镜片,因此实际视角比120度大,达到了128度。但是要注意,这是在纠正桶形畸变之前的视角,小米的方案在纠正完桶形畸变之后,视角仅剩余120度,也就是无畸变的12mm镜头的视角。

值得注意的是,算法纠正畸变会导致边缘画质劣化严重,边缘画质肯定不如原生无畸变的镜头好,不过在手机设备上对画质要求不高,因此一般忽略影响,这也是为何最近手机厂商大量放弃自由曲面镜片的原因。

3.等效14mm,视角112度

实例:一加9Pro超广角镜头,实际视角110.7度

没什么好说的,因为一加采用自由曲面镜片,导致镜头原生无畸变。

4.等效16mm,视角105.6度

实例:华为p30Pro超广角镜头,实际视角117度

如果拍摄raw图,就可以发现p30Pro的超广角实际上畸变非常严重,因此视角比无畸变镜头大了12度。但是要注意的是,p30Pro在预览框和JPG照片中都是算法纠正畸变的,此时视角约为107度。

5.等效18mm,视角99.5度

实例:华为p40Pro超广角镜头,mate40Pro前置摄像头,实际视角100度

很多人不太懂mate30Pro为何要采用一颗如此窄角度的“超”广角镜头,实际上华为工程师考虑的比你考虑的更多。华为通过牺牲广度让它的视角更接近主摄,获得了原生无畸变(注意mate30/p40并未采用自由曲面镜片),属于在无自由曲面镜片的时代唯一一个无畸变超广角解决方案。当然牺牲广度也不止获得无畸变,还获得了大光圈,在超广角上f/1.8光圈,现在这么多手机上你根本找不到,因此imx608获得了无与伦比的进光量,配合4.5微米的合并像素可以做ISO51200的夜视仪级别视频录制,从而解决了华为在微光下录像的短板,并且和一般监控摄像头不同,imx608不需要发射红外。当然,就算是在自由曲面镜片出现之后,这颗18mm也是大底超广角想获得原生无畸变以及大光圈的唯一之选,因为自由曲面镜片的超广角镜头无法做大光圈(你可以看看mate40Pro+,OPPO系766自由曲面超广角,mix4以及中兴axon40ultra的超广角,光圈全不大于f/2.2。尤其是mate40Pro+超广角缩小光圈减小了进光量,对mate40Pro+超广角夜拍损失巨大,暗光录像更是基本上废了,和imx608的风光形成了鲜明对比)。

并且,窄视角的收获不止于此,18mm超广角收获了更小的边缘透视畸变,让画面观感更自然,更小的边缘画质劣化和紫边,至今不止一个数码博主说过超广角要画质选华为没问题,因为18mm焦距就是可以保证画质。最后在诸多原生无畸变超广角中,18mm也是暗角最小的,也就是说通过牺牲一点点广度,华为收获了大底,无畸变,大光圈带来的超广角最大进光量,最轻暗角,优秀的紫边和边缘画质劣化控制等诸多优势,相比别的超广角虽然广了,但是小光圈,中底(一般1/2寸),高边缘画质劣化和紫边,暗角也很严重,属实是为了广牺牲了画质。当然要广还是要画质每个人想法各不相同,对于笔者个人来说,是希望超广角要高画质的。

6.等效23mm,视角86度

实例:华为p40Pro主摄,视角85度

本来对p40Pro主摄我已经放弃找它的视角数据了,没想到华为竟然把这颗镜头开放给了道通,道通nano+无人机使用了完全一致的镜头模组,并且给出了它的视角85度。

对于主摄,一般没有畸变了,所以算出的视角和实际视角非常接近。当然对华为这颗23mm是什么水平,它具有7p镜头里最优秀的边角画质,较轻的紫边控制和较轻的暗角控制。在这里需要说明华为这颗主摄边角画质控制是要强于小米10Pro的主摄的,因此华为的23mm裁切到27mm多半还是为了和超广角拉开差距,因为小米10Pro裁切只给到了25mm,说明华为完全可以裁切的更少,比如23.5mm都会比小米10Pro裁切到25mm边角画质优秀。并且无人机中,很多人评测道通nano+边角画质要强于大疆的ov48c 8p镜头方案,说明华为 × 徕卡合作镜头设计还是非常在线的。

7.等效27mm,视角76度

实例:华为p30Pro,视角76度

关于这颗镜头,一个有意思的事是它兼顾了大光圈、边角画质和中心画质,我们都知道大光圈镜头光圈全开时中心画质很难做锐,p30Pro基本满足了4000万像素的要求。并且大光圈镜头满足了中心画质,边角画质很难兼顾。但是p30Pro的边角画质表现也不错,推测应该和感光元件面积小有关,加上更长的等效焦距27mm,使得中心画质,边角画质,大光圈三者可以共存。

8.等效35mm,视角63度

实例:努比亚z50,视角65度

关于努比亚z50它的视角实际上不是严格的等效35mm,它更接近等效33.5mm,所以视角比算出来的更大。

它和华为的方案非常接近,也是不大的CMOS(1/1.7寸),配合超长的等效焦距(33.5mm),因此它也实现了大光圈,中心画质和边角画质三者的共存,并且它比华为的方案,边角画质还要更优秀,华为p30Pro的非常靠近边角的地方画质有轻微劣化,努比亚这颗直接全画面范围内根本就没有,符合官方宣传的全画面范围内mtf优秀的描述。这里也能看出来镜头设计就是取舍的艺术,努比亚就是一切为了画质,华为是折中派在尽可能保证画质优秀的前提下尽可能给予画面的广度,至于其他厂商(小米,vivo等)则是一切为了广度,放弃画质,尤其是小米的超广角,10u的超广角画质表现太差了,但是却是手机端目前最广的超广角。

9.等效50mm,视角46度

实例:vivo x90Pro+,人像镜头,视角45度

随着焦距进一步拉长,更能实现大光圈,优秀的边角画质和中心画质共存了。并且随着等效焦距拉长,很难在模组内塞下更大的CMOS了,CMOS减小更有利于控制边角画质,因此在50mm这个焦段上,就算是给f/1.6超大光圈,也基本上不用担心镜头画质劣化的问题了,并且中心边角都可以兼顾高解析力。

10.等效80mm,视角30度

实例:华为mate30Pro长焦,视角30度

没什么可说的,这个焦段肯定没畸变了,并且中心边角画质都很高。

11.等效90mm,视角26度

实例:vivo x90Pro+,长焦镜头,视角26.5度

也是一样,不大的CMOS,不大的光圈,长焦距,画质肯定很好,并且可以做到高解析力,这对于x90Pro+做极限变焦高解析力非常重要。

12.等效125mm,视角19度

实例:华为p30Pro长焦镜头,视角19.5度(官方宣传为20度视角)

一颗非常不错的超级变焦方案,全画面内优异的mtf。一般在125mm这个超长焦下会有轻微枕形畸变了,但是它没有。高解析力支持它极限变焦可以做到50倍,画质也基本可用。

13.等效240mm,视角10度

实例:华为p40Pro+长焦镜头,视角10度

目前手机端物理解析力最好的10倍镜,战到今天依然不虚(详情可见@TronOscar的评测视频),没有丝毫枕形畸变,并且中心边角画质很优秀,当然后句在这个焦距下废话了。紫边轻微,温飘非常小,在手机端属于优秀的方案,无需多言。

14.等效875mm,视角2.75度

实例:索尼dsc-h300相机,视角2.75度(35倍光学变焦,也是我目前有的唯一一部超长焦数码相机)

在超长焦端,因为采用了大量玻璃镜片,温飘只比p40Pro+多了一点点(因为焦距更长了嘛),紫边也只比p40Pro+长焦严重一点点(同样因为焦距更长,理论上更严重,但是实际上没严重多少),没有桶形畸变。目前觉得二手比较有性价比得一款相机(但是截止截稿,这款机器的二手价竟然被炒上去了,现在已经不推荐了)。

其他的视角可以根据等腰三角形算法算出,就不再一一列出了。



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