之所以2000万像素的全画幅单反或无反相机成像质量要好于1亿像素的手机，其实主要在于三点：

1.单反或无反相机镜头通光口径比手机大。

2.单反或无反相机传感器面积比手机大。

3.单反或无反相机镜头解像力比手机强。

那为什么有了以上三点成像质量就更好呢？

其实，就我和大多数摄影师交流而言，他们虽然明白这三点，但却不明白这三点背后更深层次的原因…

一般人在考虑光学成像问题时，只考虑了几何光学的部分，也就是光的粒子性的部分。但是事实上，高中物理告诉我们，任何物体都具有波粒二象性，光也不例外，由于可见光的动量极小，所以可见光的波动性其实很明显，在考虑光学成像问题时，光的波动性一样要考虑进去。

作为一种波，当光通过狭缝或圆孔时，会发生衍射现象，同样的道理，光通过镜头中的光圈，也会发生衍射，以肉眼观察来看，由于光圈的直径远大于可见光的波长，所以衍射现象不明显，但是对于相机传感器上极其微小的像素点来讲，这种衍射就不能忽略了。事实上，这种衍射就导致了在传感器上并不会成像为无限分辨率的画面，而是成像出一个一个微小的光斑，成像的是有限分辨率的画面。

在相机中，当F=P/1.22λ（其中，F为光圈系数=焦距/光圈直径，P为像素尺寸，λ为光的波长）时，成像系统处在衍射极限上，此时，相机传感器刚好能够对镜头成的像完全采样，如果像素尺寸比这个大就会丢失画面细节，像素尺寸比这个小分辨率也不会提升是没有意义的。

现在主流的手机，摄像头传感器尺寸都在1/2英寸左右，这里的1/2英寸指的不是传感器对角线长度，而是有效像场的半周长，或者说是传感器对角弧的长度，这样计算下来，手机摄像头传感器的对角线长度就在8mm左右，也就意味着手机摄像头传感器的面积普遍就在30mm^2左右。而全画幅相机传感器尺寸是24mm×36mm，也就是864mm^2。主流的手机摄像头光圈系数一般都在F2左右，相机我们也按F2计算。

那么，我们可以得出在F2的光圈下，光的波长取可见光平均波长580nm，可以得到，此时处在衍射极限的像素尺寸在1.4μm，也就是像素面积在1.4μm^2，带入手机的30mm^2，和全幅相机的864mm^2，可以得到，手机镜头的有效分辨率为1500万像素，而相机镜头的有效分辨率为4亿像素，但事实上，1亿像素手机传感器的分辨率远大于手机镜头的有效分辨率，而相机传感器的有效分辨率远小于镜头的有效分辨率，所以不管手机摄像头传感器的分辨率有多高，其实际分辨率最多能赶上10年前单反的水平。

但是，手机摄像头传感器多出来的那么多像素，是完全没用的吗？也不是！

这里就要提到，一张照片画面质量的好坏，除了受分辨率的影响，也跟噪点水平有关，如果分辨率很高，但是噪点很多，看起来画面质量也会很差，而手机多出来的那么多像素目的就是控噪。跟一般摄影师朋友理解的不同，手机的控噪方法和相机的控噪方法截然相反，在相机中，传感器单个像素面积越大，感光栅极上积累的电荷数量越多，意味着信号与噪声之比更高，出现噪点的情况也就越少，所以像佳能最高端的卖好几万的1dx系列相机，像素也就在2000万这个级别。但手机截然相反，由于手机摄像头传感器单个像素尺寸本来就很小，没法做大，于是就只能把像素尺寸做得更小，这样的话虽然噪点变多了，但是噪点也更小了，整个画面噪得更细腻了，整体看起来也就没那么噪了，这也是手机摄像头的无奈之举，但是手机这种控噪方法，永远比不上相机，所以即使可以靠高像素来控噪，手机在暗光环境下噪点还是比专业的相机严重！

上面这些就决定了，镜头更大，传感器更大的全幅相机画质一定比手机好。

除此之外，还有就是解像力的问题，镜头并不是理想光学系统，会出现包括球差，慧差，像散，场曲，畸变，色散在内的相差，而这些像差无法得到控制，就会使得锐度和解像力降低。由于相机镜头纵向空间大，可以塞进去很多组镜片对这些像差予以矫正，使得成像质量很好，而手机镜头纵向空间很小，不能塞下这么多组镜片，所以像差比较大，锐度和解像力就比较低，画质也就没有相机好！

这就是为什么手机的画质永远比不上专业的单反或者单电！