数码变焦（通过处理器增大象素面积的技术）

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更新时间：2023-05-22
数码变焦
通过处理器增大象素面积的技术
数码变焦，英文名称为DigitalZoom，是通过数码相机内的处理器，把图片内的每个象素面积增大，从而达到放大目的。这种手法如同用图像处理软件把图片的面积改大，不过程序在数码相机内进行，把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用"插值"处理手段做放大，将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距。原理：利用软件对已有像素周边的色彩进行判断，并根据周边的色彩情况插入经特殊算法加入的像素。
基本信息
中文名
数码变焦
外文名
DigitalZoom
所属领域
摄影
适用仪器
简介
与光学变焦不同，数码变焦是在感光器件垂直方向向上的变化，而给人以变焦效果的。在感光器件上的面积越小，那么视觉上就会让用户只看见景物的局部。但是由于焦距没有变化，所以，图像质量是相对于正常情况下较差。
通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度会有一定程度的下降，所以数码变焦并 没有太大的实际意义。不过索尼独创“智能数码变焦”，据说该先进技术，可以使图像在数码变焦之后仍然保持一定的清晰度。
一台数码相机的总变焦数计算如下：举例索尼的F717光学变焦为5倍，而数码变焦为2倍，所以最大变焦数为10倍。数码相机内的数码变焦一般可以关掉。除此之外还有全新独有的Sony智能变焦功能，可放大变焦拍摄，不会将微粒放大，令放大的影像也能保持原有的细致质素。智能变焦因应不同影像尺寸的选择，提供不同程度的强化变焦功能。有别于数码变焦，智能变焦能保持画质与原本影像相同。
目前数码相机的数码变焦一般在6倍左右，摄像机的数码变焦在44倍-600倍左右，实际使用中有40倍就足够了。因为太大的数码变焦会使图像严重受损，有时候甚至因为放大倍数太高，而分不清所拍摄的画面。如果变焦倍数不够，可以在镜头前加一增倍镜，其计算方法是这样的，一个2倍的增距镜，套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上，那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。
作用
数码相机与传统照相机有个明显不同点，就是变焦镜头分为两个变焦段：光学变焦和数码变焦。光学变焦与传统照相机上没什么不同，在使用时可以调节被摄对象在画面中的大小，也不会影响到成像质量，所以能随意使用。当数码相机的变焦幅度比较大，一般超过正常焦距3倍以后就进入数码变焦，即：当屏幕上的变焦状况显示条进入中间分界线右侧就进入了数码变焦。数码变焦利用CCD局部来成像，相当于在原来拍摄的照片中挖出一块放大，尽管数码相机会利用插值等方式来改善成像质量，不过最后对照片成像质量仍会有一定影响。因此，数码变焦是以牺牲分辨率和图像质量为代价的变焦，尽量不要使用该功能。
作为数码相机的一个重要功能，这样的设计不可能无实际意义。长焦镜头在拍摄特写类作品时，虚化背景的作用相当好，只要针对它的成像特点来使用，显然是中短焦距镜头无可替代的艺术效果。
摄影者用数码变焦档时，在屏幕上看到的成像很模糊，感觉很差（这主要是屏幕分辨率较低，局部放大后自然觉得质量下降），而且手稍有抖动画面就会剧烈晃动，好像很难把握。其实，只要拍摄时保持相机稳定，确保焦点准确性，拍摄的照片回放时或在电脑中观看仍会有不错的效果，完全不像你在拍摄时从屏幕上看到的那样粗糙。因此，数码变焦该用时还得用。
优缺点
数码变焦相机已不仅仅是光学产品，它现在已包含数码照片元件或像素的相关要素。CCD或CMOS芯片捕捉的图像通过内部程序对图像中心部分放大或缩小时，复杂的矩阵获得相邻像素，并用类似细胞再生的方法将图像放大（或插值），从而产生了数码变焦。插值程度越大，数码变焦越大。插值过度时就会产生颗粒和像素化情况--这种情况在数码视频相机的胶片中经 常发生，因而它需要很大程度的数码变焦。在对传统照片进行放大时，你可以发现一些原先看不出的元素慢慢变模糊起来――有时还是不要将照片放大为好。
这种情况也适用于数码变焦的摄影，模糊在像素世界中是永恒存在的。在数码变焦生成图像时，电脑在寻找像素，但电脑并没有聪明到只找"好"像素而去除"坏"像素的程度，它只会使照片越来越模糊，结果是数码变焦程度越高，照片越模糊。当然你也可以用一些软件对这种情况进行处理，不过这得另当别论。
技术对比
1、摄像机的光学变焦是依靠光学镜头结构来实现变焦，就是通过摄像头的镜片移动来使要拍摄的景物放大与缩小，光学变焦倍数越大，越能拍摄较远的景物。现在的家用摄像机的光学变焦倍数在10倍-25倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。
数码变焦
2、摄像机的数码变焦实际上是一种画面的电子放大，把原来CCD影象感应器上的一部份像素放大到整个画面。比如有四个小点，没有充满整个画面，通过电子放大，使这四个小点都分 别变大，充满整个画面。也就是说，通过数码变焦，拍摄的景物放大了，但它的清晰度下降了，所以数码变焦太大了并没有实际的意义。现在的摄像机的数码变焦在44倍-600倍，但在实际使用中，有40倍就足够了。
3、变焦倍数如果不够，可以在镜头的前面加一个增倍镜，如2.0X的增倍镜可以使原来的20倍光学变焦增大到40倍，3.0X的增倍镜能够增大到60倍。
4、拍摄的视角如果太小，比如希望把某个景物全部拍在同一个画面，又无法后退来调整镜头拍摄范围，这时在镜头的前面加一个广角镜，就可以实现。0.5X的广角镜可以使范围增大到原来的2倍。
5、UV镜是一片很透明的玻璃片，长期安装在镜头的前面起到保护镜头不受冲击和灰尘进不了镜头的作用，相关型号见UV保护镜，广角镜，增倍镜。
技巧
1，要说什么是长焦和广角，首先就要了解焦距。实际上人们在谈论数码相机的焦距时所说的并不是数码相机的实际焦距，而是等效焦距，即相对传统135相机而言的焦距。从摄影原理来说，焦距越小视野越宽，照片内可以容纳的景物的范围也越广；而焦距越大则视野越窄，也就是说可以拍摄到很远的物体。
2，一般地，在镜头中，焦距在80mm至300mm区域内，就可以被称为长焦镜头，而超过300mm就被称为超长焦镜头。到了现在的数码时代，各种定义和传统不尽相同了，所以目前世面上焦距等效于传统35mm相机的200mm以上的数码相机就可以称的上是长焦机。现在已经有很多350mm、甚至 432mm焦距的数码相机出现，这给人们在远景拍摄时带来了很大的便利。在借助长焦甚至是超长焦距的镜头的时候，就不仅能将远处的物体拍摄下来，而且长焦配合适当的光圈参数，还便于拍摄出色的人像摄影作品。
3，而所谓的广角镜头就是焦距较短、视角较大的镜头。一般来讲，相当于135相机焦距35mm以下的的镜头就能算的上是广角，但在数码相机上，通常35mm下面就直接到28mm了，所以很多情况下，都习惯的称拥有28mm或以下焦距的数码相机为广角数码相机。广角镜头可以产生前景大远景小的效果，用广角镜头产生的画面变形，令到前景的物体得到夸张地放大，更加突出前景物体，给予视觉上强烈的冲击。因而广角镜头主要比较适合拍摄较大场景的照片，如建筑、风景等题材。
第三，照片清晰与否决定于三个方面：一是镜头的光学性能；二是感光器件的面积大小和色彩深度；三是图像处理器技术水平的高低。可见，照片清晰与否，不是看镜头尺寸的长短、光学变焦的大小。实际上，光学变焦越大、镜头越长成像质量会有所下降的。