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    iPhone祖传1200万:清晰度的极限在哪里

      [  中关村在线 原创  ]   作者:王征   |  责编:王征

          【中关村在线原创】现在手机行业的热点有点向双面屏幕过渡的趋势,但不可否认的是拍照质量一直是企业间竞争的核心。作为光-电转换的系统,显然不可能清晰度无限提升,否则单反都可以扔了,现在问题来了:手机摄像头拍照清晰度的理论极限在哪里?我们是否已经达到/超越了?

    iPhone祖传1200万:清晰度的物理极限在哪里
    iPhone的摄像头像素提升的很慢:从祖传800万提升到了祖传1200万

    一个物理学概念

            当我们把照片放大,放大到最后一定是像素马赛克的点阵。如果每个像素都能表达信息,那么就可以说是清晰度的极限了。但事实上是做不到的,首先要从镜头说起。

    iPhone祖传1200万:清晰度的物理极限在哪里
    如同星点汇聚成银河,水滴汇聚成云朵

            我们拍照,相当于画面就是由无数个发光或是反射光的点集合而成,或者数学上就是积分的概念。那么单个点光源的成像极限就是光学系统的分辨能力极限。单个点光源其实很容易获得,夜空中的亮星都是理想的点光源。

    iPhone祖传1200万:清晰度的物理极限在哪里
    艾里斑是单个光点在焦点周围的衍射出的同心圆,它定义了光学的极限

            点光源穿过理想透镜的时候,会发生一个光学现象,称之为衍射。在1835年的时候,英国皇家天文学会的乔治·比德尔·艾里发现了一个现象,那就是在焦点处会出现一圈一圈的衍射同心环条纹,这个称之为艾里斑,我们拍摄任何照片,最后的成像都可以理解为艾里斑的积分,通俗的理解就是无数艾里斑在一起,构成了照片。

    iPhone祖传1200万:清晰度的物理极限在哪里
    艾里斑与光圈的关系:光圈越大艾里斑越小,所以手机镜头的光圈值F都很大

          艾里还给出了艾里斑大小的公式:θ1≈1.22λ/D 。如果一个镜头不能把两个艾里斑解析开,让它们重合了一部分,那就是镜头的解析力的极限。说了半天,艾里斑有多大呢?上门那个表就是理想状况下艾里斑直径的数值,我们会发现,光圈越大、艾里斑直径越小。但是这不是与我们照相机系统F8左右成像好,光圈全开画质劣化相矛盾了?错!我们用的镜头都不是理想透镜,要妥协不同光圈的成像画质,这才是光圈全开劣化画质的根源。

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