光學(xué)變焦是通過鏡頭、物體和焦點三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運動時，視覺和焦距就會發(fā)生變化，更遠的景物變得更清晰，讓人產(chǎn)生像物體遞進的感覺。
光學(xué)變焦英文名稱為Optical Zoom，數(shù)碼攝像機依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)變焦。數(shù)碼攝像機的光學(xué)變焦方式與傳統(tǒng)35mm相機差不多，就是通過鏡片移動來放大與縮小需要拍攝的景物，光學(xué)變焦倍數(shù)越大，能拍攝的景物就越遠。
因此，要改變視角便有兩種辦法，一種是改變鏡頭的焦距，用攝影的話來說，就是光學(xué)變焦，通過改變變焦鏡頭中的各鏡片的相對位置來改變鏡頭的焦距；另一種就是改變成像面的大小，即成像面的對角線長短，在目前的數(shù)碼攝影中，這就叫做數(shù)碼變焦。
光學(xué)變焦鏡頭的變焦能力包括光學(xué)變焦與數(shù)碼變焦兩種。兩者雖然都有有助于望遠拍攝時放大遠方物體，但是只有光學(xué)變焦可以支持圖像主體成像后，增加更多的像素，讓主體不但變大，同時也相對更清晰，通常變焦倍數(shù)大者越適合用于望遠拍攝。
光學(xué)變焦同傳統(tǒng)相機設(shè)計一樣，取決于鏡頭的焦距，所以分辨率及畫質(zhì)不會改變。數(shù)碼變焦只能將原先的圖像尺寸裁小，讓圖像在lcd屏幕上變得比較大，但并不會有助于使細節(jié)更清晰。因此購買數(shù)碼相機時，建議大家留意光學(xué)變焦的倍數(shù)。目前中端相機普遍都有3倍左右的光學(xué)變焦，不過也有具超長變焦功能的產(chǎn)品，例如10倍光學(xué)變焦的機種。
實際上數(shù)碼變焦并沒有改變鏡頭的焦距，只是通過改變成像面對角線的角度來改變視角，從而產(chǎn)生了“相當(dāng)于”鏡頭焦距變化的效果。所以我們看到，一些鏡頭越長的數(shù)碼相機，內(nèi)部的鏡片和感光器移動空間更大，所以變焦倍數(shù)也更大。變焦倍數(shù)不是衡量數(shù)碼攝像機效能的根本數(shù)據(jù)，在距離光線和景物相同的條件下，哪一個照出來的照片更適合需要才是最好的。市面上的一些超薄型數(shù)碼相機，一般沒有光學(xué)變焦功能，因為其機身內(nèi)根本不允許感光器件的移動。
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液態(tài)鏡頭可以改變鏡頭的形狀來取得變焦效果，如我們?nèi)搜鄣木铙w一樣，通過改變形狀來變化。它不存在焦距，形狀的變化導(dǎo)致焦距不停的變化，進而它不存在變焦倍數(shù)，只要對準(zhǔn)景物，一兩秒后，鏡頭就會自動對焦。
如今的數(shù)碼相機的光學(xué)變焦倍數(shù)大多在2倍－5倍之間，即可把10米以外的物體拉近至5-3米近；也有一些數(shù)碼相機擁有10倍的光學(xué)變焦效果。家用攝錄機的光學(xué)變焦倍數(shù)在10倍~22倍，能比較清楚的拍到70米外的東西。使用增倍鏡能夠增大攝錄機的光學(xué)變焦倍數(shù)。如果光學(xué)變焦倍數(shù)不夠，可以在鏡頭前加一增倍鏡，其計算方法為：一個2倍的增距鏡，套在一個原來有4倍光學(xué)變焦的數(shù)碼相機上，那么這臺數(shù)碼相機的光學(xué)變焦倍數(shù)由原來的1倍、2倍、3倍、4倍變?yōu)?倍、4倍、6倍和8倍，即以增距鏡的倍數(shù)和光學(xué)變焦倍數(shù)相乘所得。
