省流版：镜头是个“抓影”的透镜，底片是个“存影”的纸袋，相机则是个“中转站”。它先把光线从外面“抓”进镜头，再放大成图像，最终固定在底片上。原理实际上就三条：折射、聚焦和成像。 光线从外面射进来，跟水一样，先通过空气，再经过镜片。镜片的表面不是平的，像近视眼镜那种凸面，光线进去会“折”一下，方向就变了。

这种“折”叫折射。

不同的镜片度数不一样，度数越高，光线路径弯曲得越了得。人眼看到的，实际上是光线经过镜片后，感觉光源从某个位置发出的样子，而不是光线真形成了位移。 光线路径弯曲，意味着光线不再直线传播。

这就好比你把一根直尺斜着插进水里，水面是直的，把尺子下半截浸那会儿，你向上看，会发现尺子的下半截“歪”了，看起来像被折了。相机镜片也是这个道理，光线被镜片“折”了角度，就离透镜的光心位置错开了。 要是光线没被折，要么平行光线被折向同一个点，那光线就在一个平面上。相机里的镜头学，实际上就是让所有从不同方向来的光线，都汇聚到同一点。

这个汇聚点叫光心。光心在镜头中心，光线经过光心时，别看方向变了，但跟原来的平行光线夹角一样，故此光心位置不变。 平面成像最关键的一点，是把“折”和“汇聚”结合起来。光线折了，可是照向光心的局部不折；光线不折，也照向光心。结局就是，所有的折光光线，最终都头对头地指向底片上的同一个点。

这个点，就是像点。底片上每个像素，都是对应一个光点。 人看世界，实际上是眼在“看”光线。光线进入眼后折射，在人视网膜上像点汇聚成像。相机也是，光线进入镜头折射，在底片上像点汇聚成像。

故此相机拍出来的照片，本质上和人在阳光下看到的世界，底层逻辑是一模一样的。 但这层“像”不是直接的，是“二次成像”。光线先被镜片“抓”进来，变成方向变了的光线；这些光线再进入人眼，又被眼睑“抓”一下，变成视网膜上的像点；最终视网膜发信号给大脑，大脑再把它还原成我们看到的“世界”。 相机里的成像原理，实际上就把这一连串过程简化了。镜头负责“抓”光线形成像点，底片负责“存”像点。 举个数据例子。高画质相机一般用全画幅传感器，长宽比是 3:2。

要是你把照片尺寸压缩成 4:3 的笔记本大小，那物理上底片的比例就变了。假设原底片像素密度是每毫米 300 个像素，压缩后变成每毫米 150 个像素。

这时候，要是原照片里有个 300 像素宽的物体，原图占据的物理宽度就是 300/300 = 1 毫米。压缩后，同样的物体，出于像素密度减半，物理宽度就膨胀到 2 毫米。 再举个更直观的例子。100 万像素的相机，底片尺寸只有 6.2 厘米宽。

要是把它拍个 1080 全画幅的照片，全画幅长宽比是 3:2，换算一下就是 720 像素宽。

这时候，原相机里的宽 100 像素物体，在放大后，别看光路没变，但底片上的物理占比变成了 100/720 = 1/7.2 毫米。

也就是说，原相机里的物体，在放大后的底片上，物理尺度被拉伸了整整 7 倍。但这不代表图像变粗了，只是像素点变密了。 人像照片，底片比例一般是 3:4。

要是你拍个 16:9 的视频，把画面横向拉近，压缩成 3:4，就像把一张长条形的纸条剪成短方块。照片里 360 像素宽，变成 128 像素宽。同样大小的物体，物理宽度从 360 像素缩到 128 像素。 这些例子说明白一个核心难题：物理像素和数字像素是不一样的概念。底片上，像素是物理距离，是光在传感器表面实际占到的位置。数字像素是软件代码，是记录这些位置信息的标签。 一个像素点，代表一个光线的“尾巴”。光线从空气射入玻璃，穿过透镜，最终打在传感器上一小块区域，形成一个电信号。

这个信号对应底片上的一个虚拟坐标，也就是我们常说的一个像素。 相机成像的核心，就是把成千上万个这样的光点投影到底片上，形成一个连续的画面。

这就像把无数盏小灯泡的亮灭，投影到一张白纸上，纸上就形成了一片光影。相机里的传感器，本质上就是一个微型的投影板。 至于画质好不好，跟底片比例关系不大，跟传感器尺寸相关。传感器越大，能容纳的光子越多，分辨率越高，像素点越稀疏。全画幅的传感器比 4K 的屏更大，能容纳的光子更多，故此全画幅的照片在同等分辨率下，比 4K 屏的照片更清楚。 分辨率实际上是个抽象概念，不能直接说多少像素。应当看像素密度，比如每毫米多少个像素。

要么用有效像素数，比如 2400 万像素。原相机里 2400 万像素，底片上可能只有 200 万有效像素（有些像素没用上）。拍 1080P 视频时，你看到的 1920 宽，实际上只是实际在读出数据时的物理宽度。 5G 时代，手机相机升级了。

那会儿的 1080P 只赞成 60 帧，目前升级到 1080P 赞成了 60 帧。

这意味着，同样的画面，目前能够每秒拍 60 张，连续起来就是 360 帧的视频。

这知足了目前“快开快拍”的需求。 数字图像是离散的，是像素点组成的马赛克。

故此手机拍出来的照片，有时候会有摩尔纹。摩尔纹是如何来的？手机屏幕和相机屏幕之间有间隙。光线从屏幕反射出来，经过镜头进入传感器，再反射到屏幕。两次反射，光线路径加起来，会经过一个“间隙”的距离。

这个距离害得相位差，形成干涉。 要是你用两个屏幕斜着放，比如手机屏幕和平板屏幕，屏幕之间的距离挺短，光线经过屏幕反射回来的工夫差极短，好办形成干涉，形成绿色条纹。手机屏幕和平板屏幕是并列关系，不是反射关系。手机屏幕是发光体，平板屏幕是接收体，它们之间没有“反射”动作，故此不会有干涉条纹。 手机拍照时的几何逻辑挺好办。光线从物体出发，经过镜头折射，穿过传感器，再反射回手机屏幕。就像光线照在镜子上的原理，只是多了个反射面罢了。手机屏幕和底片传感器，在物理结构上是分开的两个平面。 拍摄时，手机屏幕是取景器，不是成像面。成像面是传感器。光线从物体发出，穿过镜头，打在传感器上，传感器把光信号变成电信号，传回主板，再显示在屏幕上。 屏幕和底片的比例，取决于镜头和传感器的比例。镜头的焦距拍板了画幅比例。

要是你的手机镜头长焦倍数是 5 倍，那它就是“短焦镜头”，画幅比例是 3:2。拍的时候，屏幕放大，底片缩小。屏幕大，底片小，像素密度低，照片看起来就不清楚。 要是拍 50 倍长焦，镜头焦距跨度挺大，屏幕大得多，底片小。

这时候，像素密度可能低到看不见，只能看到马赛克。

这就是为啥拍长焦人像，时常感觉画质不清楚的缘由。物理像素密度不够，数字像素就拼不出来。 相机像素的排列方式，也有讲究。

像素点之间还有间距，叫景深。景深是物理概念。景深大，光点大，不清楚；景深小，光点小，锐利。景深是镜头光学系统拍板的，跟像素排列无涉。 像素点排列成网格状，是为了撇脱存和显示。但物理景深和数字景深是两个概念。物理景深由镜头光圈拍板，光圈越小，景深越大，背景越虚。数字景深由像素密度拍板，像素越密，景深越大。 手机拍照时，屏幕是取景，底片是成像。屏幕和底片之间隔着空气和微距镜头。手机屏幕和底片物理距离挺近，光线经过屏幕反射后，简直直接到达底片传感器。手机屏幕和底片之间，没有反射面，故此不会有干涉条纹。 手机拍摄原理总结：光线从物体发出，穿过微距镜头，进入屏幕，反射回传感器，再传回主板形成图像。手机屏幕和底片物理距离近，光线简直不经过反射面，故此无干涉。手机屏幕和底片之间没有反射面，故此无干涉条纹。 相机成像的本质，就是光线在光学系统内形成多次折射和反射，最终在底片上汇聚成像点。手机只是把这一原理简化了，省去了底片结构，直接把传感器当成像面。 平面成像，是光线折射和聚焦的结局。底片存的是汇聚后的光点。手机屏幕和底片之间没有反射面，故此无干涉条纹。手机屏幕和底片物理距离近，光线简直不经过反射面，故此无干涉。 好办来说，相机就是利用透镜的折射功能，让光线汇聚在底片上，形成一个清楚的像。

这个过程，是光线从物体到传感器，经历折射、聚焦、成像的物理过程。手机就是把这个物理过程封装进了电路里。 故此，当你拍出一张照片，你看的是像素点，但底片上真正形成变化的是光点。

像素点是代码，光点是物理实体的跳动。 相机里的“像”，是无数光点在底片上的投影。

没有底片，就没有屏幕上的图像。 相机拍摄时，光线从物体发出，经过镜头折射，穿过传感器，再反射回手机屏幕。手机屏幕和底片物理距离近，光线简直不经过反射面，故此无干涉。手机屏幕和底片之间没有反射面，故此无干涉条纹。 相机成像原理就是：光线折射、聚焦、汇聚。底片存的是汇聚后的光点。手机屏幕和底片之间没有反射面，故此无干涉条纹。手机屏幕和底片物理距离近，光线简直不经过反射面，故此无干涉。