光学变焦与数字变焦有什么区别,光学变焦的优点

题图来自Unsplash，基于CC0协议

导读

光学变焦就像是给镜头装了个望远镜，属于真的物理动作，通过镜头内部的镜片组移动来改变焦距，收集真实被摄物体光线，并将其聚焦在相机传感器上。数字变焦则更像是一种后期裁剪——先让传感器捕获到画面中心区域的一部分，然后通过软件放大这部分像素形成所需尺寸的画面。

原理上，光学变焦使用物理镜片结构调整光路，让整个场景的光线不受损失地透过镜头投射到传感器上，整个画面的信息都被完整记录下来。而数字变焦是先用短焦段拍摄一个较大的画面，再通过数码裁剪并将图像放大，这个过程中，相当于丢失了屏幕边缘的信息，而把中间区域放大的那部分像素实际代表的是“子像素”，它们提供的分辨率始终低于你原始拍摄像素。

具体到实际拍照行为上的差异，比如你面对一个物体，比如远处一个标志。如果你用光学变焦，你会调整镜头的焦距，让整个视野变窄，同时光线的收集也是通过整个镜片系统进行的，这个过程是焦距变化同时整个画面被重新组织。而数字变焦，则是你先拍了一张包含标志的仪表盘、景物等更大区域的照片，然后用软件把标志的位置拉伸放大，这时候，标志周围的建筑、天空等都是在原画面中被拉伸出来的，原有的像素也被机械性放大，每个像素承担了相邻区域的亮度和颜色信息。

光变有放大率优势，也就是说它能够放大远距离景物又不丢失质量，它采集光线多，画面稳定，动态范围和出片品质更优。数码变焦则相反，它压缩了原始画面的信息，导致图像模糊、噪点加重，色彩容易失真，尤其在光变无法胜任的远距离拍摄和逆光场景下，数码变焦将让你吃亏更多，低光环境不仅是画面能量少导致暗，还可能因为低像素放大后更容易出现噪点，而成像质量却看不到明显提升。

再来说说各自的优缺点。光学变焦的内在优点非常明显，光学的全过程都没有电子干预，所以它的放大倍率真实有效，画面锐利干净。并且使用光学变焦时，整个图像的数据完整无缺，色彩还原、对比度质感都精良稳定，尤其拍摄视频时，它的稳定性更高，不容易产生数码模糊。然而，光学变焦结构复杂，相比数码变焦的简单裁剪方案，制造成本往往显著增加，同时它占用了更多镜头内宝贵的空间，对于便携式相机尤其是紧凑型手机来说，这是一个不小的挑战。

数码变焦在实际应用上最明显的劣势在于放大后分辨率会被人为降低，通常让图像像素减少，画面缩小到原来尺寸时分辨率已经不足，阶跃现象严重。更重要的是，放大后的景物模糊效应会越来越明显，因为放大操作没有增加真实信息，只是用原始细节像素重复排列，其清晰度必然会呈负相关。除了影像质量方面的问题，数码变焦至少还能实现一定的远摄效果，在不能使用光学模组但需要近看远物的情况下，也能部分弥补视角的限制，稍微提升拍摄可能性。

如果一定要在光变和数码变焦之间选一个，那么毫无疑问要优先选择光学。你想得到的照片是锐利的、细节丰富的、富于层次的吗？那么光变就是你的选择，它提供的是真实的放大效果，而不是画虎不成反类犬。记住，如果你需要远距离拍摄，或者在光线不佳的情况下拍摄，光变的表现会好得多，数码变焦那仅相当于让你用像素拷贝的能力去弥补物理距离的不足，最终你会发现，它只是缩小了你的眼睛，放大了画面的缺点，却让心灵的体验变得更加枯燥。

哪怕我们在讨论手机上的选项，情况仍是如此。很多手机镜头支持光学变焦可达三倍或五倍，而同时它保留了四摄或潜望式镜头等一整套软硬结合方案，对比价格较便宜只做数码变焦的手机相机系统，无论是在成像质量、视频动态范围还是低光表现方面，光学都更具优势，当然，价格也是主要考虑因素之一。合适的光变方案，能让你的手机摄影在各种场景下更加游刃有余，而图像质量不会因放大而打折。