今天就和大家来聊聊相机的原理以及应用。
人类用了几千年才学会用绘画记录生活的画面，相机的出现、普及 进一步推动了这一行为，而智能手机上越来越多的摄像头 ，则真正将拍照变成了每个人都会的行为艺术。
2020 年了 谁还不会用手机拍照记录生活呢，可用手机相机的人有多少知道相机的原理呢？又真的知道相机怎么用吗。
的确 手机上的自动模式配合超无敌的 AI 拍照 已经完全足够日常使用，还有某些如 “徕卡”的强大滤镜的加持，每个人都是大【摄影师】。但如果说你能知道相机的原理， 你才算是真正踏入摄影的门槛，或者更好的记录生活的美好。
相机成像的原理其实很简单：小孔成像。
在一个完全无光的黑盒子里（我们称之为暗室）开一个小孔， 光线只能通过这个小孔进入暗室。
这时候，外部的实物会在盒子里形成一个倒影，在小孔正对面有一个记录光线信息的感光元件：以前胶片相机的感光元件是银盐 也就是胶片，现在数码相机是 CMOS 或者 CCD，感光元件然后再把光线信息保存下来（数码相机有个模数转换） ，就成了我们现在司空见惯的照片。
这是一个很简单的模型，可能还是有点云里雾里，那我们以最常见且较复杂的单反相机来举例，单反主要包括机身和镜头两个部分：
光线通过镜头折射到达相机里，通过反光板和五棱镜折射到取景器上，当按下快门时，反光板向上运动露出 CMOS，光线到达 CMOS（绝大部分是CMOS）。
CMOS 记录下光线信息后交给影像处理器将模拟信号转换到数字信号，然后再保存到 SD 卡中就拍下了一张照片，是不是很简单的一个过程。
其实这是很简化的模型，但大家知道到这种程度已经够了，下面说下相机组成和参数原理。
先说相机机身：
机身由 外壳、按键、屏幕&取景器、处理芯片以及传感器 CMOS（CCD） 等组成
外壳的作用不多说：保护支撑、舒服握持、美观设计等。
按键和屏幕触控则是控制相机、调整参数、更换模式等作用。
取景器和屏幕就是能让使用者看到要拍摄的画面、参数等信息。
机身对成像最有用最基本的还是处理器和传感器，单反相机全名数码单反相机，而数码相机最核心的肯定还是处理器，其中包含中央处理器和图像处理器（现在很多都集成到同一芯片里，中央处理器负责整台相机的所有动作，比如开机、控制相机等。图像处理器负责将传感器记录下来的光学图像信息（模拟信号）转换为数字信号，也就是照片和视频，然后再保持到 SD 卡中。
而说到传感器 目前最多采用的传感器是 CMOS 全称是：
Complementary Metal-Oxide Semiconductor
中文翻译过来就是【互补金属氧化物半导体】，但是半导体接受光照产生的电流太微弱不足进行模数转换，所以要通过放大才能进行 ADC 转换，转换完成后再储存到内存卡里，就成了照片（视频）。
相机机身部分大概就说完了，再看到镜头部分，镜头主要包括多个镜片、对焦马达、光圈叶片以及对焦环和变焦环，此外还有像开关、接口、卡口、标识、镜头防抖呀、UV镜呀…
镜头是一个很复杂的结构 具体运作我们这里暂时不说（有兴趣自行了解），整个相机的硬件组成大概就是这样，如果还需要拓展像闪光灯、麦克风等，想必也懂，那我就不多说这些让人犯困的东西了。
那我们接下来说说相机里的那些参数是什么（拿好小本本 考点来了）
CMOS 的主要参数有：
大小尺寸，有全画幅 、半（残）画幅也就是APS-C画幅、更小的小画幅和更大的中画幅（少见）。
画幅的作用就记住一句话吧：底大一级压死人（绝大部分情况）。
像素决定了相机分辨率的最大值，约等于相机最大拍摄分辨率的乘积，那么分辨率又是什么呢
分辨率：分辨率就是图片的纵向像素点 X 横向像素点，通俗说 就是图像的大小尺寸。
分辨率越大越清晰， 图片也越大。如果还是不懂 看这三张实拍图对比就大概能知道了。
上面的是放大的同一大小 下面的是软件自动放大到原大小，还是可以看得出细节上有差距，图片大小上也有差距。
滤镜：用来记录图像色彩的感应组件 简单说就是将 RGB 滤色器排列在 CMOS 之上所形成的马赛克彩色滤色排列。
目前采用最多的是 RGGB 排列也就是大名鼎鼎的拜尔滤镜。
而也有其它滤镜，比如华为在P30上率先采用的 RYYB 排列等等。
色深：全名色位深度，是用bit数表示的色彩数目单位，一般来说色深值越大，能表现的色彩就越多（分层更多）。
*感光度：感光度源于以前胶片相机的胶片的感光度，数码相机的感光度也是一个意思，就是CMOS对光的感知强度（敏感度），这是一个很重要的参数。
ISO 越高，相机感光度越强，照片就越亮，听不懂看实拍图就知道了。
但是相应的噪点也就越高，照片的画质也就越差。
*曝光时间（快门）：曝光时间，也称快门时间，就是说CMOS 在光线下暴露的时长（或者说记录光的时长）一般曝光时间越长，照片越亮。
但是记录的信息就越多，因为它记录了这一段时间内的光线信息，也就是更容易糊掉（糊掉不太准确）
以上大概就是相机机身部分的参数，然后还有像曝光补偿，这是由相机系统控制的但是是人主动式的选择需要更亮的图像还是更暗的图像的模式， 还有白平衡设置等等。
镜头的参数部分：焦段、光圈、对焦等
焦段：焦段的不同会导致整张照片记录的画面范围和画面视角都有所不同
总共有 超广角、广角、人像、人文、长焦、超长焦、微距等之分。
难道焦段只有画面范围和画面视角这两个的区别嘛，看照片再想想。
光圈：光圈是镜头最重要的参数之一。光圈既控制 进光量，也控制景深，光圈值却刚好和光圈大小相反，光圈的排序见如下
大的光圈能让照片更亮，小光圈能让照片更暗。
大的光圈会让进光更多的同时也会使背景虚化；小的光圈会让进光减少，但会使所有前中后景都清晰，又云里雾里了，景深看看照片大概能懂。
对焦：对焦的原理太难说了 简单说就是选好你的对焦模式！学会手动对焦！
现在单反相机大多都是基于一平面对焦，后来出现了人脸识别对焦和人眼对焦，但再好的对焦依旧阻挡不了手抖晚期和自信收枪。
知道这些参数是什么意思后，就要开始学会去应用，比如在保证其它参数不变的前提下，想要照片更亮（照片欠曝），可以提高曝光时间或者提高感光度或者使用大光圈或者曝光补偿选择更亮，就会使你的拍摄的图像更亮 。
举个具体的例子：比如拍摄星空时，就可以通过 B 门 增加曝光时间拍摄出星空甚至是星轨
（为什么会出现星轨 评论留下你的答案）
相反的 如果想要照片更暗（照片过曝），那也还是降低（改变）这些参数。
而事实上，你不仅仅可以只改变一个参数，你可以同时改变多个以达到你所希望拍摄出来的效果，但是改变某个参数所带来的影响，也要记得哦！
知道这些原理后，也可以知道为什么现在手机有那么那么那么多的摄像头了：
因为手机摄像头受限于体积 很难更改光圈（三星自研了可变光圈 也只是两个光圈可选）
更难更改焦段 所以手机摄像头大多都是定焦定光圈，如果想有更好的拍摄效果 “性价比”最高的选择就是——增加摄像头 所以……手机摄像头的增多在拍照方面而言是一件好事。
最后再总结一下，这期总共说了两件事：
第一件是相机的结构，包括机身和镜头两个部分。这一部分想买相机的同学需要重点去了解，受限于篇幅，也没有很详细的介绍每一个零部件，有需要的可以去佳能官网的数码单反相机攻略详细学习一下。
第二件是相机的参数，包括 感光度 ISO、曝光时间也就是快门、光圈、焦段、还有对焦等等…这些会影响你最终照片的成像，几几组合又能创造出很多奇特的效果。
当然 如果你只用自动模式，那前面的当我没说。也谢谢你能看到这里，不过以后，你会不会去尝试用更高级的 手动模式 去拍下照呢？
记录生活的美好，手机摄影最大的进步就是自动模式的进步，AI调色的加入也能让每个人都能拍出“好照片”，但想要更好，就需要用到上面的这些知识，怎么样，今天有收获吗，评论里说下？
