手機配備的攝像頭模塊,是不是絕對的鏡頭組光圈越大就越好?

現在大多數手機都以大光圈為賣點(最大一般是 f1.8),所以想知道,什麼範圍內光圈越大就越好?現階段,隨著大光圈的到來是不是會有其他妥協?未來幾年,手機攝影會如何發展?是否可能有可調光圈的相機(現在基本上都是固定光圈)?如果還是固定光圈,那麼是否有其極限?光圈增大的同時是否要求其它部件也有要有相應的升級?

這個問題的前提是,大家都知道小光圈加更長的曝光時間更低的 ISO 加穩定的放置可以獲得更好的成像質量。


謝邀。

可以肯定的說,目前手機CCM模塊,以目前實用的技術大光圈有利也有弊。

先講基礎的。
現在流傳至今的光學鏡頭設計,大部分來自於一百多年前的幾種經典結構,比如Petzval、Double Gauss、Cooke Triplet、Telephoto、Reserve Telephoto等,在他們的基礎之上,經過一百多年的發展,出現了中期的Tesser、Planar、Distagon、Biogon等結構,再到如今雖然變焦鏡頭結構已經複雜的說不清楚,但目前絕大部分定焦鏡頭的結構都是在幾種中期結構上加入鏡組以修正此結構的各種問題。
手機上的鏡頭一般等效35mm焦距在21-35mm之間,這種焦距設計大光圈鏡頭需要用比較複雜的結構,目前手機常見的鏡頭是5P、6P,或者1G5P、2G3P等等,放不下多麼複雜的結構,光圈也都停留在了2.0或者2.2,如果強行要求更大的光圈,只能面對其他各方面的問題,比如邊緣解析度下降,邊角失光嚴重、像場扭曲、慧差色散都很大等等問題。
看個實例(手機上定焦可調光圈的N86 8MP不能手動),理光的DA 14/2.8 ED:

上暗角下MTF,基本上最佳光圈都是收兩檔以後出現,手機鏡頭自然是不能和相機鏡頭比的,但結果類似,而且因為感測器尺寸較小所以光圈也不宜過小。

於是就是權衡大光圈和大光圈的劣勢的問題。
但是很不幸,除去上面的各種劣勢之外,手機的另一個問題限制了使用更大光圈的可能性,原因在於目前絕大部分手機的鏡頭,不僅焦距固定,而且連光圈也是固定的,只能用最大光圈拍攝。這樣選擇是為了照顧夜間和暗光拍攝時能有足夠的曝光量,通俗說就是出片率,但是白天有問題,先看這個EV表:

大晴天一般是16EV,相機ISO 100起跳,F2.0,會發現這表裡找不到快門,快門要到1/16000才行,所以現在手機基本是ISO 50或者40起跳,電子斷流快門,但電子流斷快門有校準的問題,再好點的比如微軟,用機械電子混合式快門。
現在的為了用大光圈其實已經在感光度和快門時間上做出改進了,而基本大光圈的缺點也還是一個不落。

手機照相素質未來的提升,基本可以按照要不要光學變焦和實體光圈來分。光學變焦部分請參閱
&> 手機為什麼普遍沒有採用光學變焦鏡頭相機模塊?
可調光圈的手機,之前提到的N86 8MP可以三檔調節(最後的F4.8剛好是最佳成像光圈)。

此外還有些光變手機是支持Tv檔的,但我個人覺得這種應該屬於能打電話的相機。
&> (原創)十年來那些冷門的光學變焦手機_wp7吧
(轉載請註明出處和原作者)
如果體積和成本可以接受,那麼光圈回來也是好的,沒準晚上也可以拍星芒了。

如果不要實體光圈,繼續目前的固定焦距固定光圈拍攝,兩個方向,一個是鏡頭,一個是感測器。
先說鏡頭,之前說大部分鏡頭光圈收兩檔是最佳成像光圈,那麼有沒有光圈全開時候表現不錯,而且光圈也足夠大的呢?
有,比如理光GR的那枚18.3/2.8鏡頭,光圈全開的表現就很不錯。

這枚鏡頭是5組7片,體積相對於APS-C的成像圈來說並不大,但代價是2片AL,1片ED,還有1片高折射率低色散鏡片,全部鏡片多層鍍膜。
但目前來說,這個方向的可能性不大,目前手機鏡頭最大的生產廠家是台灣大立光,以目前的種種跡象來看,首先大立光不一定有這樣的設計能力,其次就是成本對很多手機廠家來說可能接受不了,把預算放在屏幕或者SoC上也許更能得到消費者的認同。

第二就是選擇合適的光圈,至於曝光量不足的問題,通過感測器的提升來獲得更好的素質,最近幾日索尼發布的IMX220R的性能已經超過絕大部分1/2.3尺寸的數碼DC用感測器了,未來有更好的感測器使用較小光圈拍攝也很有可能,而各種軟體演算法提升夜間拍照性能(如像素合併和超採樣)也是很有希望的,小光圈高質量鏡頭的設計成本和體積都要比大光圈高質量鏡頭更有優勢一些。目前索尼走的道路就是這條,一手提升鏡頭的素質,一手用更好的感測器,大法的曲面感測器值得期待,不過大法的演算法和降噪還是……


最後就是之前說過的一句,提升需是全方位的提升才有意義。

如有問題歡迎評論。


對鏡頭來說,光圈值的全稱其實叫最大光圈。

在攝影中,最好的成像質量通常出現在最大光圈收縮兩檔。

所以通常來說,大光圈鏡頭在同等光圈下一定比小光圈成像更好。(在某些情況下也不絕對,但手機發帖,先不要在意那些細節了)

要說缺點?大光圈鏡頭通常更重,而且更貴。


好久沒上知乎所以才看到,謝題主邀請;
手機作答,所以簡單回答;
單從攝影角度來回答,對於手機器材沒有非常多的研究。首先,我認為光圈應該不是固定的,從相機鏡頭借鑒,比如24-70 F2.8代表鏡頭的最大光圈為2.8。而實際的拍攝光圈由拍攝者從相機內設置,不是只有2.8一個檔(當然,光圈值的範圍還是由鏡頭決定)。同理手機也應該不是固定光圈。用具體例子來說明,大家都知道光圈和進光量還有景深有關係,而當我在用手機拍攝的時候,這兩樣都是有明顯變化的,所以手機不是固定光圈!第二個問題,是否可調,對於目前來說,應該是自動在調,更像是相機的P(程序)檔。而也有手機app可以調節所有的設置,包括光圈快門等達到手動控制目的。對於是否光圈越大越好的問題,大光圈造成的大景深確實增加了照片的觀賞性,對於相機的鏡頭也是追求大光圈,50 1.8;85 1.4的美麗成像,簡單可認為光圈決定鏡頭價格。目前似乎沒有在意鏡頭最小光圈的,所以這可能不是非常重要,或者等待開發。對於部件等硬體問題還需此方面大神作答。


瀉藥。

首先要明白一句話,過猶不及,這對於世上幾乎一切事情都是可以解釋的。
主要有兩點限制了手機的攝像頭模塊的光圈發展,一是CCM模塊限制了光圈的大小,二是絕大部分手機都不具有光圈葉片。

手機的攝像頭模塊不可能做得很大,太大了從外觀、使用角度來講都是不合適的,這從根本上限制了手機攝像頭光圈不可能做的特別大,因為越大的通光量意味著越大的口徑。

手機攝像頭大部分都是固定光圈,低照度環境下是否需要超大光圈也值得存疑。我們知道在0EV照度下,需要F1.0的光圈在ISO 100的情況下曝光1s,那麼以比較暗的夜晚(定為3EV)來說,假設手機攝像頭為F2.0光圈,一般的安全快門速度為1/30s,那麼可以計算得到所需要的ISO為12800,但是注意這樣的曝光組合是把場景還原成中性灰,而事實上晚上我們並不需要一張完美的直方圖,所以基本上ISO1600-3200足以滿足要求。從這點來講幾乎所有手機廠商都能滿足,因此他們不需要為了彰顯夜拍能力去做大光圈——噪點的多少主要還是看感測器面積與演算法能力,一味增大光圈是吃力不討好的。

手機攝像頭的感測器也就是1/2.3寸的平均水平,連2/3寸都沒有開始推廣應用,大光圈對於景深的意義實在不大,況且景深三要素裡面還有物距呢。另一方面,普通消費者對於光圈大小等的概念了解的少之又少,大光圈作為賣點很少能得到消費者的共鳴。

最後再多說一句,國產手機發展迅速,攝像頭模塊用的也都是索尼的那幾個廣泛應用的模塊,但是普遍在拍照上被人吐槽很多。其實大家技術都不差,關鍵是演算法落後國外廠家很多。雖然iPhone攝像頭從各參數來講都不如別家,但是毫無疑問它現在還是拍照最好的手機,白平衡精準,對焦快,反應速度快,設置合理。多多改進演算法,國產手機很牛噠。


試答。
1. 什麼範圍內光圈越大就越好?
我以為,商家可以把大光圈作為賣點,主要基於兩個考量。
i. 大光圈意味著感光器在暗光條件下的更高進光量。
這個很好理解,同樣光照條件下,光圈越大,快門就可以越快,iso就可以往越低調,噪點就可以被控制的越好,夜拍的照片也看起來越好看。
在小感光器上建立大光圈並不難,前提是鏡片尺寸無限制。但是由於手機內的體積可謂寸土寸金,所以廠家一般會選擇一個合理地等效光圈。
ii. 群眾就是喜歡大光圈虛化的效果
大光圈的效果就像是人眼瞳孔擴散後看東西,和我們大腦磕了葯一樣的high有沒有?而且在嘈雜的背景下大光圈可以有效過濾無聊的路人甲,讓我們的照片看起來中心更明確。

所以從用戶的角度看,光圈當然是越大越好,往1.0走起!

2. 現階段,隨著大光圈的到來是不是會有其他妥協?如果還是固定光圈,那麼是否有其極限?光圈增大的同時是否要求其它部件也有要有相應的升級?
手機鏡頭因為結構里天然的沒有光圈葉片,光圈不可調,所以光圈太大的話,同步還要提高電子快門的速度,不然強光下拍攝就容易過曝了。
大光圈同步而來的還有鏡頭的體積問題,普通相機大光圈鏡頭都有一個特徵,(黑)長(硬)粗!
粗也就算了,長怎麼辦?現在市場上的大部分設計是突點。。。。所以你看,基本上現在這樣2.4也算是主流了。
光圈的進一步擴大受制於鏡頭結構和鏡頭材料,而這些在最近的幾十年貌似也沒邁出很大的步子。當然,近些年出現了一些比如液態鏡頭這樣的分支科技樹,難保這些技術上的進步會不會結出一個有用的果實。

3.是否可能有可調光圈的相機?
當然有可能,我們來看看蘋果今年1月得到的專利

這個專利展示了一個潛望鏡式的外接鏡頭設計,用這樣的設計,不但可以變光圈,變焦都沒有問題。
說到潛望鏡設計就不能不說Sony T系列,美呀。。。。

這樣的結構有沒有可能結合到手機內部去呢?
我假設我的三星NOTE不要筆了,改成鏡頭?貌似不是沒有可能唷。。。-------------------------------------------下班了,閃----------------------------------------------------


光圈增大的主要目的是提高手機相機在弱光下的畫質。現在的手機coms面積小像素卻超高,弱光下的噪點控制是很大的問題增大光圈意味著更多的進光量。大光圈犧牲的是成像的解析度,籠統說就是畫面的清晰度,尤其是邊緣成像的效果。但是,對於現在的手機,能拍清楚才是最重要的,而且用手機拍照的人大多對攝影參數不了解不會對畫面細節做太多苛求,所以自然是光圈越大越好了。
至於為什麼光圈不可調我覺得可能還是受限於手機的空間太小,還要塞活動光圈和控制馬達?帶來的效果還不一定可見,有那些錢和空間不如用來買更好的鏡片組或者換面積更大的coms來的划算。


節選自:手機相機科普之:鏡頭篇 (當然其實還是我自己寫的)

可更換鏡頭機器上,大光圈往往伴隨著的關鍵詞是虛化,「焦內如刀割般銳利,焦外如奶油般化開」便是大光圈鏡頭能夠為我們帶來的最直觀的感受。但實際上,各個廠商關於鏡頭的路線圖上,對於大光圈鏡頭的描述都是:「快照鏡頭」。而對於手機來說也是一樣,受限於硬體條件,手機的大光圈其實並不是為了虛化而設計,主要目的還是能讓手機夠擁有更快的快門速度。


為什麼叫做快照鏡頭?我們可能會聽到一句話「攝影是用光的藝術」,當然這裡的用光並不是說單反窮三代所以把錢用光了。光線的多少、比例,都會對照片有著直接的影響。最簡單的例子,只有進入了合適量的光線才會有令人滿意的拍照效果,多了,少了,都不行。

這裡我們就不對曝光的相關知識進行講解了,這部分知識的內容在網上有非常多,大家可以因材施教找到適合自己的內容。我們在這裡簡單粗暴的給出結論:其他條件相同的情況下,光圈越大,成像所需快門時間越短。(由於我們在這裡只講光圈的影響,其他影響照片的因素我們會在後面講到相關內容的時候補充)

更高的快門速度能帶來什麼?如果快門速度慢了,而被攝物體又在高速移動中,那麼被攝物體往往會虛掉,比如:

這時候如果有更快的快門速度,那麼周圍幾個人都會凝固住,而不是這樣的「動感」。對於拍娃、拍貓拍狗黨而言,更大的光圈還算實用。

那麼手機上的大光圈能對快門速度提高多少呢?目前主流手機光圈大小是 F2.2,一般宣稱自己大光圈是的手機為 F1.8,中間相差半檔,也就是說,同樣條件下快門速度能提高 50%。比如 1/200 秒可以提高到 1/300 秒。

大光圈提高夜拍可能性

小知識:

什麼叫做安全快門?

我們拍攝夜景的情況下,很容易出現照片發虛的情況,也就是我們常說的,手抖了。但事實上,即使你手不怎麼抖,在夜景拍攝下,也很容易發虛。這個原因其實是,快門速度慢了。

在相機中安全快門有專門的公式來表示,既安全快門速度是焦距的倒數,也就是安全快門速度=1/焦距。在手機中一般來說快門速度需要達到 1/30 秒以及更快才能夠讓照片顯得不抖。這個 1/30 秒就是手機的安全快門。如果練就了鐵手功,或者找個柱子、牆之類的倚靠物,能略微降低一點安全快門需求,大約在 1/20 秒左右。

大光圈在這裡就派上用場了,同樣的場景,其他相對光圈較小的手機需要 1/15 的快門速度才能拍下來,就算抓牆都沒辦法拍實了,而光圈較大的手機憑藉著大光圈能有更多的進光量,可以由 1/22 秒的快門速度,想想辦法還是能夠拍下來的。

但更大的光圈會對鏡頭設計產生麻煩,其他條件相同下更大的光圈邊緣畫質會下降的多一些。但鑒於手機拍照主要還是作為記錄用,邊緣畫質的劣化是在可以接受範圍內的。


受制於光學結構


不是專業人士很好奇很開心被邀請了

題目問「是不是絕對的光圈越大越好」,當然不是啦,除了硬體外軟體如何優化也很重要。

如果其他對比條件都一樣的話,那麼增大手機攝像頭光圈可以獲得更好的體驗是毋庸置疑的,拍照更快更清晰,所以廠商才會不遺餘力地宣傳嘛。

至於拿單反那套說法大光圈成像質量不好我覺得沒必要討論,手機拍照對清晰度要求只能算一般,正常情況下誰都不會一比一放大看手機的照片吧。

景深什麼的別在手機上討論啦 那麼短的焦距只能拍微距效果好點。

把手機攝像頭做到極致的個人認為就是三星那台長得跟相機一樣的手機了(忘記型號了好拗口)貌似還有一代二代,空間不足才做成那個樣子嘛。

未來手機攝像方向嘛,我覺得有兩個咯,一個是sony那種外置式的;另一個路子則是犧牲空間(設計攝像頭突出,沒辦法不能做太薄了)。sony那種方式很新奇但是不實在,我覺得更多在感光原件和優化軟體這兩塊下功夫吧。

非專業不喜勿噴哦


謝樓主再次邀請答手機攝像頭。


沒一個答的對的。都以為從百度百科和維基之類的看了點知識就能來顯擺一下了。

知乎現在越來越民科風了。

引用了這麼多圖片,參數,測試做科普,內行的看到前幾句基本都能笑起來了。

這種科普文章丟在單反區可以,給新人做做入門知識介紹。


這個問題實際上上次已經答過了,鏈接在 影響智能手機相機模塊光圈的因素是什麼,為什麼進步緩慢?

懂這個的,基本上也不需要看我這回答,其實在專業領域這塊這都是入門。不懂的,麻煩不要再問XX怎麼得出XX的原理。扔掉百度百科和維基,多用用文獻庫,是個擺脫民科的好的開端。


就現今的手機而言,光圈大的好處就在於提高在昏暗光線下照片的成功率及動態細節的捕捉。

(無論F1.8還是F2.2,這些數值都是相對於感測器大小來說的,如果把IPHONE 5s的光圈值換算成全畫幅35mm,IPHONE 5S的光圈約為F16(此處樓下朋友指明寫的不對,我其實是想說在此種情況下IPHONE 5S所謂的2.2在景深(DOF)的實現上只能達到全畫幅機器同比F16的效果

在這種情況下,如何提高演算法及感測器的尺寸才是最重要的。
這種所謂的大光圈也只是一個數值上的拚鬥,對於拍攝者沒有太多的實際意義(如此小的感測器是不可能產生多麼炫目的散景)。

所以說,在這種情況下,可調式光圈就失去了本該擁有的意義,而且增加了製作工藝難度及成本。在提高感測器大小的同時,光圈大小才顯得更加有意義。


1,一般都做不到1.8那麼大...ip是2.4(還是2.8忘了)
2,光圈是可變的(更正,大部分手機光圈不可變,都是最大光圈拍攝),一般焦段不太能變,看到的變焦很多是數碼變焦
3,最主要的,應該是感光板尺寸,就是ccd,這個是決定畫質尤其是高感下畫質的重要因素。

其他優化選項如色彩啊對比度啊hdr之類的各種xx技術各個廠商都會自己有所研究,不一而足,不過最重要的還是手機內部空間有限,制約了ccd尺寸和焦段的發揮,除非鏡頭傳統機械結構有革命性的創新。


謝邀…
是的,手機的光圈,參數上越大越好。只有大光圈才能在必要的快門速度下將ISO壓低,提高畫質減少噪點。

因為手機攝像頭採用的是電子快門,其快門速度基本不受機械性能的限制,再大的光圈也hold得住。

另外,由於「光圈值=焦距╱光圈開口直徑」,在手機攝像頭焦距很小的現實下,即使光圈值很大,光圈開口直徑也不會很大,從而並不會很嚴重的影響畫質。

好吧,我們姑且認為大光圈會影響畫質,類比一下,其帶來的畫質損失:
正如公交車長軸距帶來的操控損失,
正如手機電池容量過大帶來的電量損失,
正如冰桶挑戰賽帶來的水資源損失,

Who care?

但是,光圈的進步會越來越難,越來越慢
http://www.zhihu.com/question/24838320/answer/29276032


好吧,我是燈光專業的也怒答。
慣例,謝邀。

在寫劇本,所以只寫結論,樓上下有很多圖/資料

首先,什麼範圍內光圈越大越好? 我所理解的範圍是:光照不充足,機身沒有防抖技術,希望以較低感光度以保證較好畫面質量情況下光圈越大越好。
大光圈時代來臨好久了,作為一類新的藝術門類,自1839年達蓋爾發明攝影術至今才不過二百年。大光圈在手機上的運用勢必會帶來機身結構的妥協,以及,追求更大的鏡頭口徑會對後殼強度造成一定影響。
未來幾年,手機攝影發展方向依然會分為兩類。即專業方向與民用方向,專業方向不免會出現質量更好的外置鏡頭,由於不受機身限制,其用料及製作會更貼近專業/准專業級攝像器材。民用方向則進步不會過快,無非光圈大小,感測器大小,圖形處理晶元升級,特殊鏡片(如螢石),這短短一句話會走過至少五年時間。
可調光圈如你所見,囿於感測器大小限制,進行光圈變動的意義不是特別大。


手機相機的大光圈就跟A-罩杯女生討論穿什麼內衣可以顯得像A罩杯一樣。手機廠家太沒節操了,拍照手機就是替代了一部分卡片機。為什麼,感測器那麼小1.8和2.8也就0.1毛的差別。光圈景深高感光是系統相機的使命。


光圈越大景深越小,景深越小對焦越慢,自拍偷拍就不方便了。


大光圈帶來更高的畫面亮度,更好的景深效果,夜拍相對出色,較為明顯的就是這些


謝邀。這個問題應該說肯定不是正相關的。
首先,大光圈的優勢主要有兩點,一是增大進光量後保證暗環境下的成像質量,二是符合我等大光圈虛化狗對於淺景深的無盡追求。
但是,缺陷也隨之而來,一般鏡頭在最大光圈下成像質量不如縮幾檔光圈之後的。
對應到手機上之後,由於手機鏡頭的焦距極短,即便配合F2.0左右的的光圈後景深仍舊極大,虛化效果就無法保證了。但是,大光圈帶來的進光量優勢仍舊是夜拍的有力保證,尤其在手機cmos普遍較小的前提下。(提升iso後成像質量普遍感人)
因此,手機上大光圈僅在夜間有積極作用,白天其實是起反面效果的,只會劣化成像。
但是,收縮光圈葉片的機械結構比較佔用體積,而而今手機本身體積就非常有限,添加此機構得不償失,所以就造成現在這個固定最大光圈的局面了。


不是呀 現在多的應該是光圈2.0 的吧
畢竟攝像頭的主要目的是怕出來的圖片足夠清晰啊 主要因素 應該是sensor 與 lens的搭配的吧
光圈越大 進光量越多 景深越短 一定程度上也增加了硬體與軟體的難度
未來幾年的發展我也不清楚 但是現在雙攝 感覺能爛大街的樣子了

我表示 我還是個門外漢。。。


光圈越大的話,能提升手機在光線不好拍攝效果。比如三星的s7,f1.7的光圈在晚上成像效果非常好。
但也有缺點,大光圈容易造成照片邊緣畫質下降。而且大光圈也讓手機鏡頭模組增大。


謝邀!好久沒有上知乎了,抱歉。
手機相機的鏡頭是固定光圈與焦距的鏡頭,電子快門曝光。成像質量與鏡頭的質量、光電轉換元件的像素質量及手機晶元處理質量有關。目前比較好的手機,晶元處理質量都已經非常不錯了。所以手機相機已經有淘汰卡片機的趨勢。如果手機相機的光電轉換元件不變,像素不變,要增大光圈就要提高鏡頭的質量。鏡頭質量不變時,光圈越大 ,成像質量就越差。特別是成像的邊緣容易模糊、變形和產生色差。在同一類手機中,如果像素相同,成像質量相同,自然是鏡頭光圈越大越好。如果成像像素不同,則要認真比較,仔細分辨。
未來發展過程中,手機相機的鏡頭會不斷變大,光電轉換元件的像素也會不斷升高。這些往往是比較容易的。但出現光圈可調的難度是比較大的,因為手機相機鏡頭的體積畢竟很小。但出現光學焦距可調的可能性則比較大,可以用改變鏡頭與光電轉換元件的安裝位置來實現。光學調焦器件的體積也已經非常小了。只是價格比較高,同時耗電量也比較大。


光圈大有什麼好處呢? 單位時間裡面進來的光感應強度更大,壞處就是來自光自身的特點和幾何光學上的問題。

光圈越大,容易帶來更多的『圖像不和諧』,大光圈鏡頭難做的原因是幾何光學形狀問題的控制,通常大光圈的鏡頭成像是很糊糊的味道,適合藝術表現。

小光圈容易控制景深。

如果不了解,可以看看景深是什麼概念。


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