每年秋天，看到金黄的银杏叶，就拿出手机拍照。无论我换多少个角度，手机里都只剩下一些素颜的照片。是我的摄影天赋不够吗？

后来，我多次遇到这种情况。我看到草地上的蒲公英，拿起手机，拍了一张张平平的照片。看到春天桃花满树开，我拿起手机又拍了一张张平平的照片...

为什么眼睛观察到的美景拍下来就没那么美了？是不是问题出在相机上？想了想，原来问题的根源是:我看到的并不是我从相机里得到的。

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相机和我们“看到”的风景

为什么不一样？

看到美景，打开相机，按下快门，录制完毕。在这个过程中，摄像传感器记录下场景信息，然后将其转换成数字信号进行存储。摄像头“看到”的场景和屏幕上显示的画面是一致的，有严格的数据进行对比。

图片:维基百科

然而，人眼和相机观察到的同一场景的结果却大相径庭。这就是问题所在。某种程度上，相机也是仿生学的作品，大体上符合人眼的成像机制。人眼的晶状体可以折射光线，相机镜头也可以；瞳孔可以放大缩小来控制进入眼睛的光量，相机里的光圈也可以放大缩小来控制进光量；视网膜上的视觉神经细胞将光信号转化为电信号，并传输到大脑。现代数码相机的感光元件也将光转换成电信号，并将信号传输到处理器。成像原理差不多，成像效果却大不相同。

02

双目视觉不同于单摄像头成像。

两只眼睛观察到的场景是有区别的(你可以通过轮流眨眼来意识到这种区别)。大脑利用两只眼睛观察到的场景对三维世界进行“脑补”，相机拍摄的画面就是一个平面图。现在，闭上一只眼睛，伸出左右手的两根食指。你会发现仅凭一只眼睛很难判断它们的位置关系。相机拍摄的图像也是如此。物体的空之间的位置关系在图片中并不那么明显。看照片的时候也会觉得很“瘦”。

你觉得哪支笔离镜头更近(向左滑动图片看答案)？

向左滑动查看答案。

制图:海里的咸鱼

解决这种差异的技术已经出现，但应用范围不是很广。在图像的录制端，已经出现了模仿人眼视角的装置。它们往往有两个镜头，镜头之间的距离与人眼之间的距离接近，用于记录类似于人眼观察到的画面。这些设备可用于拍摄3D电影。

图片:维基百科

在图像显示端，目前还没有便携式裸眼立体图像显示设备。人们需要在电影院佩戴特殊的3D眼镜(由偏光镜片组成)来观察三维场景。这就需要对投影设备和眼镜有特殊的要求。如果想在生活中随时观察到立体影像，还需要“光场显示技术”的帮助。这项技术可以将两个图像分别传递到人的眼睛里，你不需要戴眼镜。具体原理比较复杂，这里就不讨论了。总之，由于成本和设备体积的原因，这种显示技术还没有得到广泛应用。

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清晰成像的水平范围不同。

人眼可以观察的范围很广，一只眼睛的视场角在150°左右，两只眼睛的视角可以达到200°。但是清晰成像的范围很小，只有几度。如果你在读这篇文章，你能看清楚的不超过十个字。

不相信我？我们不妨试一试，只盯着一个字，然后感受一下周围有多少字是清晰的。

这时候可能有人会问，那么为什么会有“快速阅读”这样的说法呢？这是眼球快速旋转的场景，利用狭窄清晰的视野快速扫描不同的位置。相机就不是这样了。距离相机相同距离不同方位的物体都能清晰成像。一般来说，手机上配备的摄像头视野大多在40-120，拍出来的照片各个角度都很清晰。

制图:海里的咸鱼

从摄像器材的角度来看，拍出各个位置的清晰照片当然是好的，但从摄影的角度来看未必如此。

当人们欣赏美景时，景物中美丽的部分往往在清晰的成像范围内，而杂乱的二次元不在清晰的成像范围内，成为模糊的侧景。被我们眼中的美景所吸引，我们眼中的风景周围的一切都是模糊的，存在感很低。这时候如果用手机拍一堆照片，翻看的时候往往会觉得照片很一般，因为周围景物杂乱的边景在照片里变得很清晰，很有存在感。

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清晰成像的垂直距离不同。

我讲过相机和人眼的“水平”成像特性，其实它们的垂直成像特性是不一样的。纵向成像特性一般称为“景深”，是指相机在拍摄时能够清晰成像的空之间的深度。

拿手机拍两米开外的场景，场景前一米到场景后四米范围内的物体在照片里都很清晰，也就是说空之间清晰成像的深度(景深)是5米(不同参数的相机景深不同)。同样，人眼在观察外界时也有清晰的成像范围。当人眼注视前方25cm的物体时，在空之间的深度为23.6-26.6cm(景深为3cm，这个值会因人和光线条件的不同而变化)。

当人眼观察不同距离的物体时，景深范围是不同的。近距离观察时景深范围很小，远距离观察时景深范围比较大。相机的景深范围不仅取决于被摄物体的距离，还取决于相机镜头的焦距和光圈值。

图片:维基百科

当观察者的景深与拍摄设备的景深不同时，人眼观察到的画面与照片记录的画面是不一样的。这些差异可能会让照片看起来平淡无奇，也可能会让照片更加惊艳。相机的具体结构决定了它的景深比较大，清晰成像的垂直距离很长。手机厂商往往利用图像处理技术来模仿浅景深的拍摄效果——拍摄主体清晰，背景模糊，使得拍摄出来的照片看起来更漂亮。

05

从相机的“视角”看世界

可以拍出更好的照片。

目前所有的手机都配备了三个或三个以上的摄像系统(每个系统的焦距不同，拍摄范围也不同)，不同系统拍出来的照片各有特点。针对不同的场景选择不同的相机，调用广角相机(大视场)拍摄宏大场景，使用长焦相机(小视场)捕捉局部美景。

制图:海里的咸鱼

在成像视野中尽可能突出被摄主体，使用小景深的相机(焦距越长，离场景越近，光圈越大，景深越小)，减少被摄主体外的背景干扰。了解了相机的成像特点后，拍照会更加得心应手。

最后，希望大家学会这些之后，能在这个美好的秋天，拍出一张又一张精彩的照片！

出品|科普中国

作者|海中咸鱼

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