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相機是如何工作

發布時間:2023-03-11 13:56:19

⑴ 照相機是怎樣工作的

相機的工作原理:
數碼相機是由鏡頭、CCD、A/D(模/數轉換器)、MPU(微處理器)、內置存儲器、LCD(液晶顯示器)、PC卡(可移動存儲器)和介面(計算機介面、電視機介面)等部分組成,通常它們都安裝在數碼相機的內部,當然也有一些數碼相機的液晶顯示器與相機機身分離。
數碼相機中的工作原理如下:當按下快門時,鏡頭將光線會聚到感光器件CCD(電荷耦合器件)上, CCD是半導體器件,它代替了普通相機中膠卷的位置,它的功能是把光信號轉變為電信號。這樣,我們就得到了對應於拍攝景物的電子圖像,但是它還不能馬上被送去計算機處理,還需要按照計算機的要求進行從模擬信號到數字信號的轉換,ADC(模數轉換器)器件用來執行這項工作。接下來MPU(微處理器)對數字信號進行壓縮並轉化為特定的圖像格式,例如JPEG格式。最後,圖像文件被存儲在內置存儲器中。至此,數碼相機的主要工作已經完成,剩下要做的是通過LCD(液晶顯示器)查看拍攝到的照片。有一些數碼相機為擴大存儲容量而使用可移動存儲器,如PC卡或者軟盤。此外,還提供了連接到計算機和電視機的介面。

⑵ 照相機的工作原理

照相機的原理可分為多個方面,1.鏡頭成像原理,2.快門原理
3.膠片感光原理,你好想問的是膠片部分的原理,鏡頭成像傳統和數碼沒區別,就不再說了。
傳統相機的感光材料是膠片,光線在快門和鏡頭的控制下在膠片上成像,膠片上的碘化銀見光分解,利用光線強弱分解程度不同,而記錄影像。還分彩色黑白,正片負片。數碼相機的感光元件,有兩種,有CCD和CMOS,材料不同,原理一樣。成像的光線落到分布著大量像素點的感光元件上,之後由連接的電腦晶元,將影像的數據傳至存儲卡。
更詳細的原理還是你在網上搜索,或看書吧。

⑶ 數碼相機工作原理

數碼相機的工作原理是:首先通過鏡頭接收光線,然後被稱為CCD(電耦合元件)的攝影元件(有時也使用CMOS感測器)將所接收的光線轉換成電信號,最後將電信號作為數據記錄到內置存儲器和存儲卡中。在數碼相機的基本性能中,像素數、攝影元件、變焦倍率和鏡頭亮度這幾個技術指標最為關鍵。一、像素數在數碼相機的規格和廣告中最先映入人們眼簾的描述一般就是它的像素數。所謂像素數,可以理解為在攝影元件上設置的像柵格一樣的東西。而光線的顏色和強度則能夠以這種柵格為單位接收到相機中。所以,柵格越細(也就是像素越多),照片的顆粒就越細,相應地拍攝對象的細節部分就表現得越好。 但在廣告上、樣本上、說明書上、相機上標出的數據有時卻是不一樣的,明明一個400萬像素的數碼相機,拍攝的圖像文件尺寸怎麼算也只有390萬像素,這裡面是不是該有什麼標准呢? 確實,在以前,我們看到這些像素數的數據時還要在心裡仔細盤算,因為圖像感測器的技術發展非常迅猛,原有的標准出現了許多漏洞。JCIA(Japan Camera Instry Association,日本照相機工業協會)於2001年7月發布了《數碼相機規格標注指導》,嚴格規范了各種標稱方式的名稱、內容,以謀求能夠為一般消費者提供可以作為挑選數碼相機依據的指標。新標準的要點是,作為表現數碼相機性能的指標,將優先標記「有效像素數」,一般消費者在購買數碼相機時,應以有效像素數作為選購的依據。新的標准適用於從2001年9月1日開始銷售的數碼相機。JCIA希望這一標准能夠成為全球數碼相機業界的標准。下面我們把用戶可能在選擇時遇到的像素數指標羅列如下,使用戶在評判時有所依據。 (1)有效像素數(Number of Effective Pixels)它在規范中被指定為數碼相機描述性能時最優先提及的指標。根據物理學光衍射原理, 在相機的光通道(取像孔)被廠家固定下來後,在CCD上成像時外緣部分會形成衍射現象,導致圖像模糊。為了提高圖像質量,我們就會放棄在這部分像素點上的成像內容,這樣一來,成像單元(像素點)就沒有百分之百地被利用, 導致實際利用像素數沒有提供的那麼多,這樣被利用的絕大部分像素數就是「有效像素數」了。這就是為什麼我們總在數碼相機的說明資料中常看到「有效像素數」的原因。(2)總像素數(Number of Total Pixels)這是圖像感測器本身的規格,是感測器上所有像素的數目。在設計一系列產品時,可能採用同樣的鏡頭和CCD,但最終在市場上要依靠像素數和外圍設計區分檔次,所以目前一些數碼相機鏡頭的成像范圍要小於CCD面積,只能利用部分CCD的像素。因此,我們常常可以看到有效像素數小於總像素數的情況。 (3)記錄像素數(Number of Recorded Pixels)這是最終記錄在存儲媒體上的靜態圖像中所包含的像素數。一些採用插補、智能像素擴充技術產生的高解析度圖像也可以按照這個標准標出,因此,對一些採用獨特布局或是演算法的CCD的數碼相機來說,記錄像素數代表了其性能的重要一面。當然,廠家會標注出採用何種技術產生的這些像素。 (4)輸出像素數(Number of Output Pixels)這是通過輸出轉換後,數碼相機產生的圖像中包含的像素數。這個指標和記錄像素數有些類似,但它是最終傳遞到計算機中的圖像解析度,與存儲媒體中的數據略有不同。 看了以上這些指標,你是不是心中有數了呢?找一款數碼相機的樣本看看可能會更直觀一些。其實也不必太深究它們的含義,目前比較新的數碼相機(2001年7月以後上市)都把有效像素數作為最明顯的指標。在統一的標准之下,我們也就更容易選擇符合自己需求的產品了。二、攝影元件另外,攝影元件(CCD)尺寸也很重要。如果像素數相同,攝影元件越大,每個像素的尺寸就越大。像素尺寸越大,所能處理的數據量就會增加,從而就能夠區別微細光線的顏色和強度,也就能夠生成層次感豐富的照片。 中檔數碼相機一般使用尺寸在1/2.7~1/1.5英寸的CCD,但是高級單反相機有的會超過1英寸。 當前的數碼相機上CCD的直徑大小常見的尺寸有:2/3英寸和1/1.8英寸等。在一塊CCD板上如果集成了200萬個光電成像單元,那我們就說這款數碼相機就是200萬個像素的。所以當CCD板的大小和集成度固定下來後,像素點就變成絕對概念了。在集成度一樣的前提下,CCD尺寸越大的數碼相機像素數就越高,當然解析度也就越大,價格就越貴。三、變焦倍率(1)鏡頭焦距鏡頭焦距是相機鏡頭最重要的特性之一,為了讓傳統攝影者很容易地了解消費級數碼相機鏡頭焦距的意義,我們常常將其轉換成135相機的等值焦距。鏡頭焦距指的是平行的光線穿過鏡片後,所匯集的焦點至鏡片間的距離。基本上,若是被攝體的位置不變,鏡頭的焦距與物體的放大率會呈現正比的關系。即:放大率=影像尺寸/被攝體尺寸光學變焦例如,Nikon CoolPix 990數碼相機的鏡頭焦距為38~115mm(相當於135相機),我們便說它是3X的光學變焦。原始的鏡頭焦距為38mm,經過鏡頭系統的伸縮改變,最大可以將鏡頭焦距調整到115mm。在相同的拍攝距離下,可以將被攝體放大3倍。(2)數碼變焦 今日的數碼相機已經演進成小型的計算機一般,內部含有操作系統,可以執行既定的程序。透過程序的演算及光學系統的配合,我們可以將被攝體再做局部放大,以插補的方式模擬出光學變焦的效果。數碼變焦必然會損耗掉影像的品質,在一般的拍攝狀況下,我們都不建議使用數碼變焦的功能。但我們也知道「較差的相片」勝過「沒有相片」,在某些特殊狀況下,我們還是會動用「數碼變焦」的功能。(3)光學變焦 VS 數碼變焦 光學變焦的影像品質勝過數碼變焦,請盡量採取光學變焦的功能。光學變焦及數碼變焦的計算如下。若一相機的光學變焦為3X,數碼變焦為4X,則該相機合並運用光學變焦及數碼變焦功能,可以達到12X的放大能力(盡管這不太實際)。(4)定焦與變焦 無論是什麼品牌的相機,變焦的功能同樣還是會造成影像品質的損耗,因此,同級的數碼相機/鏡頭系統,定焦鏡頭所拍攝的結果,應該比變焦鏡頭還要銳利。另一方面,定焦鏡頭較易設計,成本較低,但是在構圖時,則沒有變焦鏡頭那麼方便。對於數碼相機來說,變焦倍率越大,遠景拍攝就越方便。但相應地鏡頭就越大,價格也就越高。 如果只是把數碼相機用作記錄用途,而採用盡可能輕便的產品的話,可以選擇無變焦功能的產品。而稍微需要一點變焦功能的話,有3倍左右的變焦功能也就足夠用了。 但是,規格中也許會出現「光學變焦倍率」和「數碼變焦倍率」兩項。其中體現鏡頭性能的是「光學變焦」。「數碼變焦」是指將部分圖像裁剪出來進行放大的功能。所以,利用數碼變焦進行放大的越多,畫質就越差。四、鏡頭亮度「F值」表示鏡頭亮度。不用閃光燈在中午進行拍攝時,達到F4.5左右就足夠了。但是當經常在傍晚時分或光線昏暗的室內拍攝時,最好達到F3.5或F2.8左右。 雖說如此,鏡頭的性能並不能僅由規格來判斷。模糊度、色彩表現性能以及外部光量和像差等數據並不寫在規格中。另外,攝影目的和個人興趣不同,喜好也就不同。這方面最好是參考雜志上刊登的測試報告。 五、其他需要注意的地方 對數碼相機的易用性影響較大的規格包括從打開電源到可以拍攝之間的啟動時間、可連續拍攝的最短時間,以及從按下快門到快門關閉之間的時滯。為了不放過任何拍攝時機,顯然這些指標的數值越小越好。參考資料: http://www.qqdc.com.cn/viewthread.php?tid=9717

⑷ 數碼照相機的工作原理是什麼

1.膠片相機與數碼相機的差異

使用傳統的膠卷相機時,按下快門後,光線通過鏡頭和光圈落在焦點平面位置上的膠卷,膠卷的感光乳劑隨之產生化學反應,將圖像記錄下來。

而數碼相機在焦點的平面位置上的用圖像感測器取代了膠卷,並通過相應的圖像處理與存儲部件來完成拍攝。兩者最大的區別在於記錄光影的方式。

傳統相機使用的是模擬介質,數碼相機使用的是數字介質,存儲到sd卡中。

2.數碼相機的工作過程

數碼相機的工作過程是感光—轉換—存儲的過程。

打開相機的電源開關後,主控程序晶元開始檢查整個相機,確定各個部分是否正常。如果一切正常,我們對准拍攝目標,並將快門按下一半時,相機內的微處理器開始工作,確定對焦距離,快門速度,光圈大小。

按下快門後,通過光學鏡頭的的光線聚焦在原來位於膠卷相機的影像感測器上,由影像感測器把光信號轉為電信號,此時相機得到了電子圖像。

但這時圖像文件只是模擬信號,還不能被計算機識別,所以需通過A/D轉化為數字信號。接下來微處理器對數字信號進行壓縮,並轉化為待定的圖像格式,例如JPEG格式,raw格式。然後將圖像文件存儲到存儲卡中。

至此一張數碼照片就拍攝好了,通過相機背後的LCD屏幕,即可查看所拍攝的照片。

3.數碼相機的成像過程

數碼相機的成像過程主要分為如下4個步驟:

1.拍攝景物時,景物反射的光線通過數碼相機的鏡頭透射到圖像感測器上。

2.圖像感測器上的光電二極體收到光線的激發而釋放出電荷,生成電信號。

3.圖像感測器利用感光元件中的信號控制線路對發光二極體產生的電流進行控制,由電流傳輸電路輸出,有一次成像產生的電信號收集起來,經過放大和濾波後的電信號傳送到ADC,由ADC將電信號(模擬信號)轉化為數字信號,數值的大小和電信號的強度,電壓的高度成正比,這些數值其實也就是圖像的數據。

4.此時這些圖像數據還不能直接生成圖像,需要輸出到數字信號處理器(DSP)中。在DSP中將會對這些圖像數據進行色彩校正,白平衡處理,並將其編碼為數碼相機所支持的圖像格式,解析度,然後才會被存儲為圖像文件。

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