# 晚上拍照为什么又糊又脏：手机在暗处到底做了什么
噪点、快门和 ISO 的交换，加上多帧合成——弄懂手机夜里那几秒在做什么，按快门前后就知道该改哪几件事
> 夜景拍摄 · 手机用光 · 噪点与多帧合成 · 约 6 分钟 · 10 月 22 日
## 本篇要点
1. 照片干不干净取决于每个像素收到多少光：光少时随机抖动占的比例变大，噪点最先出现在暗部，信噪比就是描述这个比例的。
2. 手机的光圈几乎不可变，暗处只剩拉长快门时间和提高 ISO 两条路，前者带来糊，后者把噪点一起放大。
3. 多帧合成换的是取巧方式：拍一串短帧、对齐、平均，噪点因为每张不同而互相抵消，N 张平均后降到约 1/√N。
4. 代价从“糊或脏”转移成“这几秒里不能动”，所以夜间废片的两大来源是手持不稳和被拍对象在动。
5. 按快门前能改的是增加进光（靠近光源、不用数码变焦）和增加稳定（找支点），以及根据画面里有没有活动物体决定开不开夜景模式。
6. 按快门时看倒计时、用音量键、对齐十字准星、多拍几张；曝光朝哪边定取决于主体是灯还是人，但压过一格会让暗部提亮后全是噪点。
7. 夜景模式救不了在动的主体和星空长曝光这类场景，这些要关掉它或改用固定机位。
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白天随手一按就能看，一到晚上却常变成两种结果：糊成一团，或者满屏噪点、细节像被抹布擦过。很多人以为是手不稳，练屏气也没用。真正的原因更具体：暗处手机被迫做一笔交换，你能改的只是这笔交换的条件。
## 先弄清“脏”：干净不干净，看进了多少光
把每个像素想成地上并排摆着的小格子，光是雨点，随机地往下落。一个格子在曝光期间接到多少雨点，就决定它有多亮。
雨点不是均匀落下的。亮的那格平均接一万颗，随机波动一两百颗，占比很小；暗的那格平均只接十颗，波动可能七八颗，亮度差了大半，人眼立刻看见一颗颗忽明忽暗的点。这就是**噪点**：像素亮度的随机抖动。用**信噪比**描述“真实信号与随机抖动的比值”，比值越高越干净。
所以“暗处脏”是物理账本，不是手机偷懒。同一张夜景里，路灯、招牌通常很干净，天空、墙根、人的外套最先糊掉——你看到的一片噪点，基本都落在暗部。要让画面变干净，方向只有一个：让每个格子接到更多光。
## 手机只剩两个能动的开关
控制进光量通常说有三个开关：镜头口径（光圈）、快门开着的时长、信号放大倍数（**ISO**，感光度）。
第一个开关手机几乎动不了：为了塞进几毫米厚的机身，镜头口径只有几毫米，多数机型光圈固定，也没法像相机那样换镜头。这意味着手机在暗处没有退路，只剩后两个，而两个都带代价。
拉长**快门时间**，格子能多接雨点；但手会动，光在画面上的位置跟着移动，一秒足够把一条直线拖成一片影子——这是糊。
拉高 ISO，就是给信号加放大倍数。信号被放大，混在里面的随机抖动也一起放大，噪点更明显；放大到一定程度，手机还得额外“涂抹”把噪点抹平，细节跟着没了——这是脏。
于是单张照片在夜里只能二选一：糊一点，还是脏一点。
```mermaid
flowchart LR
A["光不够"] --> B["光圈固定
这条路走不通"]
B --> C["拉长快门时间"]
B --> D["提高 ISO"]
C --> E["接的光多了
但手一动就糊"]
D --> F["信号亮了
噪点一起放大"]
E --> G["改拍多张再合并"]
F --> G
G --> H["每张都很短
不抖"]
G --> I["平均后噪点抵消
按 √N 变干净"]
H --> J["代价：你和被拍的东西
都得别动"]
I --> J
```
## 转折：不赌一张，拍一堆再平均
手机真正的解法是放弃“一张照片”：一张长曝光会糊，那就拍很多张很短的；单张噪点多，那就把它们叠起来。
这里有个漂亮的算术：**噪点每张都不同，画面本身每张都相同**。平均之后相同的部分留下，随机抖动的部分互相抵消。拍 $N$ 张取平均，噪点大约降到 $1/\sqrt{N}$：9 张降到三分之一，16 张是四分之一。这就是按下夜景模式后“要拍好几张”的原因——它在凑数量。
前提是每张对得上。手抖会让每张画面平移几个像素，直接叠会变重影，所以流程是：连拍短帧、对齐、能对上的部分平均，对不上的部分（走过的人、晃动的树叶）直接丢掉[1][3]。这个思路叫**多帧合成**，本质是把“平均掉随机误差”的老办法搬到手机上。
尺度感上，Google 公开过做法：手持时单帧最长约三分之一秒，靠墙或架在三脚架上可延长到 1 秒；手持连拍 6 到 15 张[1]。硬件防抖（**OIS**）能救的幅度也有限，大约只到 1/8 秒，更长的曝光它管不住[1]。iPhone 把总时长摆在明面上：月亮图标旁的秒数就是这一下要花多久，用滑块可拉长，拉到 30 秒这种时长基本必须上三脚架[2][3]。两种做法能应付的暗度，大约是单张拍摄的十倍量级[1]。
代价换了形式：原来是“糊还是脏”，现在变成“**这几秒里你和被拍的东西都得别动**”。这才是夜里废片率高的真正原因——不是手不稳，而是时间被拉成了几秒。
## 按快门前后能改的事
**按快门前**
- **把主体挪到光里。** 往橱窗、路灯、招牌下走一步。距离减半，亮度大约翻四倍，这是最便宜的一步。
- **找个支点。** 手肘撑栏杆、手机靠墙、垫在水杯上、搁在台阶上。稳定程度直接决定手机肯给你多长的单帧曝光、丢掉多少张——上架后能从三分之一秒涨到一秒，就是证据[1]。
- **别用数码变焦。** 放大就是裁切，等于把接光面积缩小。想拍近，走两步。这一点在讲[蓝调时刻](https://pangzhengboyin.com/articles/natural-light-time-of-day-guide-bbb3df03)时提过，现在你知道它背后的原因。
- **先决定开不开夜景模式，判据是画面里有没有在动的东西。** 静止的建筑、灯、街道就开，能上架就用最长档；走动的人、宠物、台上的人就关掉，用普通模式连拍，宁可噪一点也要清楚。这是机制的推论：多帧合成假设画面不变，画面一变就必然出重影。
**按快门那一刻**
- 看屏幕上的秒数或月亮图标，倒计时没走完别把手机放下，这是最常被忽略的废片来源[2]。
- 用音量键或耳机线当快门，别用指头戳屏幕正中。
- 出现十字准星就把两个十字对准，那是手机在提示你动了[2]。
- 连拍两三张。丢帧本来就是概率事件。
**曝光往哪边定**
主体是会发光的灯或招牌：点它，把小太阳往下拖半格到一格，让灯留住颜色，别白成一片。主体是人：点人脸锁定，往上拖一点，让脸吃到光——夜里脸黑，往往是手机把有限的信号平均分给了整个画面。
但别压太狠：压过一格，暗部回来一提示，噪点和涂抹全冒出来。判断标准很实在：事后还想救的那块区域，有没有被压得看不出细节。
## 这套办法救不回来的情况
边界就写在它的假设里。夜里拍在跑的小孩、宠物，或者舞台上动来动去的人，主体一动合成就会糊或重影，正确做法是关掉夜景模式、靠近光源、接受噪点；手机闪光灯只能照亮两三米以内，别指望它照亮夜景。拍星空这类需要很长总曝光的场面，手机必须固定住，靠手不行。伸着胳膊悬空拍是最差的姿势。
## 一句话收尾
夜里的照片干净不干净，几乎全看它收到了多少光；手机用“拍很多张再平均”的办法拿时间换光。你能做的，就是给它光、给它支点，然后在那几秒里别动。下次按快门前先过一遍：它要多长时间？这段时间里，谁在动？
## 术语表
- 噪点：像素亮度的随机抖动，光越少它占的比例越大，所以暗部比亮部脏。
- 信噪比：真实信号与随机抖动的比值，数值越高画面越干净。
- 快门时间：快门开着、让光落进来的时长，拉长能多收光，但手一动就糊。
- ISO：给传感器信号加放大倍数，信号和噪点一起被放大，拉太高的结果是脏和涂抹。
- 多帧合成：连拍多张短帧，对齐后平均，让每张不同的随机噪点互相抵消。
- 光学防抖：靠镜头或传感器的物理移动抵消手抖，能救的曝光时长有限，大约到 1/8 秒左右。
## 来源
1. [Google Research: Night Sight — Seeing in the Dark on Pixel Phones — 噪点来源、信噪比与曝光时间的关系、单帧 333 毫秒、上架 1 秒、6–15 帧与防抖约 1/8 秒的限制](https://research.google/blog/night-sight-seeing-in-the-dark-on-pixel-phones/)
2. [Apple 支持：Use Night mode on your iPhone — 夜景模式何时启用、按住不动到拍摄完成、十字准星对齐、滑块拉长时长](https://support.apple.com/en-us/102519)
3. [MacRumors: Night Mode on iPhone — Everything You Need to Know — 帧对齐、丢弃模糊帧与合并流程，1–30 秒时长与运动主体的限制](https://www.macrumors.com/guide/night-mode/)
4. [Computational Photography 教材章节：HDR+ and burst imaging — 短帧连拍为何优于单张长曝光，以及平均 N 帧按 1/√N 降噪](https://people.csail.mit.edu/fredo/comp-photo-book/10-multiple-exposure-imaging-04-application-to-cell-phones-hdr-and-burst-imaging.html)
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原文：https://pangzhengboyin.com/articles/why-night-photos-are-blurry-and-noisy-0ec0c527
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