问题

相机拍摄中,设置不同大小,像素点的物理尺寸是否改变?

回答
你这个问题问得非常到位,触及了相机成像原理的核心。简单来说,相机拍摄时,无论你设置的是什么“大小”(通常指的是光圈大小或传感器尺寸),像素点的物理尺寸本身是不会改变的。

我们得把几个概念理清楚,这样才能说得明白:

1. 像素(Pixel): 这是数字图像的最小单位,它记录了光线强度和颜色信息。在传感器上,像素点就像一个个微小的“光电转换单元”。

2. 传感器(Sensor): 这是相机里接收光线并将其转化为电信号的核心部件。常见的有CCD和CMOS传感器。传感器的物理尺寸,比如全画幅(Full Frame)、APSC、MFT(Micro Four Thirds)等等,这是固定不变的。传感器越大,通常包含的像素数量也越多,但每个像素点的大小(物理面积)也可能不同。

3. 像素密度(Pixel Density): 这是衡量传感器上单位面积包含多少像素。一个传感器尺寸不变,像素越多,像素密度就越高,每个像素的物理尺寸就越小。反之亦然。

4. 光圈(Aperture): 这是镜头中控制进入相机光线量的“窗户”。它由一系列叶片组成,可以开得很大(光圈值小,如f/1.8)或很小(光圈值大,如f/16)。

现在,我们逐一分析你提到的“设置不同大小”可能指的是什么,以及它们对像素物理尺寸的影响:

情况一:你说的“设置不同大小”指的是 光圈大小(Aperture Size)

影响: 光圈大小直接影响的是进入相机传感器上的光线量。当光圈开得越大,越多的光线涌入传感器;光圈收得越小,进入的光线就越少。
对像素物理尺寸的影响: 完全没有影响。 无论你把光圈开到最大还是最小,传感器上的每一个像素点,它本身的物理尺寸(例如,一个像素可能占据传感器上的某个微小区域,比如几微米见方)是恒定不变的。光圈只是控制“通过多少光线照亮这些像素”,而不是改变像素本身的大小。

举个例子: 想象你在花园里观察一些小花。你打开窗户(光圈)让阳光照进来。窗户开得越大,整个花园(传感器)得到的阳光越多,每朵花(像素)感受到的亮度就越高。但花朵本身的大小,并没有因为窗户大小的变化而改变。

情况二:你说的“设置不同大小”指的是 传感器尺寸(Sensor Size)

影响: 相机传感器的物理尺寸(全画幅、APSC等)是相机设计时就决定的,这个是固定不变的,不是拍摄时可以“设置”的选项。 不同尺寸的传感器,它们记录画面的“视野”范围和“光学特性”会不同。
对像素物理尺寸的影响: 可能改变,但不是通过“设置”实现的。 如果你比较的是不同型号的相机,它们可能使用了不同尺寸的传感器。而同一个传感器尺寸下,为了追求更高的分辨率(更多的像素),厂商可能会把像素做得更小。所以,像素的物理尺寸,更多取决于传感器的大小和传感器上集成的像素总数,而不是你在拍摄时可以调整的设置。

我们来细说一下传感器和像素尺寸的关系:

传感器尺寸固定,像素数量增加 → 像素变小。 比如,一个APSC传感器,早期可能是1200万像素,后来发展到2400万像素,甚至更高。在传感器面积不变的情况下,像素数量翻倍,那么每个像素点的物理面积(长和宽)就得缩小。
传感器尺寸变大,像素数量也增加(但像素密度可能不变或降低)→ 像素可能变大。 比如,全画幅传感器通常比APSC传感器大。即使全画幅传感器上的像素数量也很多,由于传感器面积更大,理论上每个像素的平均物理尺寸可能比同代APSC传感器上的像素要大一些,或者至少有更多的空间容纳更多的像素而不会让单个像素做得过于微小。

总结一下:

你在相机拍摄时的“设置”,最常调整的“大小”概念是光圈(Aperture)。调整光圈只影响进入传感器上的光线总量,从而改变曝光的亮度,以及景深效果(光圈越大景深越浅)。它不会改变传感器上每一个像素点的物理尺寸。

而像素点的物理尺寸,是由传感器的整体物理尺寸和你选择的相机型号(或者说,传感器上集成的总像素数量)决定的。这是一个硬件参数,不是你可以通过菜单设置来随意改变的。

就好比你买了一块地(传感器),这块地的面积是固定的。你想在这块地上划多少个小区域(像素),就是你想要的分辨率。如果你想在这块地里划出更多的小区域,那么每个小区域自然就会变小。你不能通过“设置”来让土地本身变大或变小,也不能通过“设置”来让地上的每一个小区域突然变大或变小,除非你换一块更大的地,或者用更少的格子来划分这块地。

希望我讲得够详细,并且没有AI的生硬感。如果你还有什么不清楚的地方,随时可以再问!

网友意见

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不同的分辨率,对应像元的物理尺寸是变化的。因为成像的面积不变,只能改变每个像素对应的视觉张角。

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