『壹』 簡述數碼攝影技術
第一章 數碼相機的綜述
數碼相機也叫數字式相機,是光、機、電一體化的產品。最早出現在美國,20多年前,美國曾利用它通過衛星向地面傳送照片,後來數碼攝影轉為民用並不斷拓展應用范圍。數碼相機的核心部件是電荷耦合器件(CCD)圖像感測器,它使用一種高感光度的半導體材料製成,能把光線轉變為電荷,通過模數轉換器晶元轉換成數字信號,數字信號經過壓縮以後由相機內部的閃速存儲器或內置硬碟卡保存,因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機,並藉助於計算機的處理手段,根據需要和想像來修改圖像。
數碼相機的最大優勢在於它的信息數字化,由於數字信息可以藉助遍及全球的數字通訊網即時傳送,所以數碼相機首先可以實現圖像的實時傳遞。
數碼相機作為一種計算機輸入設備,近年取得了長足的發展和進步。首先是由於技術及工藝的進步,現在作為計算機輸入設備的數碼相機主流機型解析度一般已在百萬像素級。其外觀造形與傳統相機幾無差別。其次由於產量、銷量的增加以及技術進步等因素,現在數碼相機的價格也正以很快的速度下降。這些都促進了數碼相機應用的普及,普及反過來又促使廠商在技術及工藝上作更大的投入。這種良性交互正在使得數碼相機成為計算機應用一個不可或缺的設備。
數碼相機的外觀、部分功能及操作與普通的相機差不多。但數碼相機與傳統相機還有以下幾個不同點:
製作工藝不同:數碼相機作為一種攝影工具,它的外形與傳統的相機基本相似,只是傳統相機使用銀鹽感光材料即膠卷作為載體,拍攝後的膠卷要經過沖洗才能得到照片,剛拍攝後操作者無法知道照片拍攝效果的好壞並對拍攝得不好的照片進行刪除,一般情況下,通過暗房加工出來的照片的效果是不能再改變的。數碼相機不使用膠卷,而是使用電荷耦合器CCD元件感光,然後將光信號轉變為電信號,再經模/數轉換後記錄於存儲卡上,存儲卡可反復使用。由於數碼相機拍攝的照片要經過數字化處理再存儲,拍攝後的照片可以回放觀看效果,對不滿意的照片可以立即刪除重拍。拍攝後把數碼相機與電腦連接,可以方便地將照片傳輸到電腦中並進行各種處理,再通過列印機列印出來,這是數碼相機與傳統相機的主要區別。
拍攝效果不同:傳統相機的鹵化銀膠片可以捕捉連續的色調和色彩,而 數碼相機的CCD元件在較暗或較亮的光線下會丟失部分細節,更重要的是,數碼相機CCD元件所採集圖像的像素遠遠小於傳統相機所拍攝圖像的像素 。一般而言,傳統35毫米膠片解析度為每英寸2500線,相當於1800萬像素甚至更高,而目前數碼相機使用的最好的CCD所能達到的像素還不足1000萬。在現階段,數碼相機拍攝的照片,不論在影像的清晰度、質感、層次、色彩的飽和度等方面,都無法與傳統相機拍攝的照片相媲美。
拍攝速度不同:在按下快門即數碼相機真正記錄數據之前,需要等待1.5秒,這是因為數碼相機要進行調整光圈、改變快門速度、檢查自動聚焦、打開閃光燈等操作。數碼相機每拍攝完一張照片,要等待3至7秒才能拍攝下一張照片,這是因為數碼相機要對已拍攝的照片進行圖像壓縮處理並存儲起來,由於存儲卡的存儲速度較慢,故數碼相機的拍攝速度,特別是連拍速度還無法達到專業攝影的要求,再由於相機的每個動作都需要耗電,故數碼相機的耗電量較大,這些都是數碼相機存在的缺點
存儲介質不同:數碼相機的圖像以數字方式存儲在磁介質上,而傳統相機的影像是以化學方法記錄在鹵化銀膠片上。
輸入輸出方式不同:數碼相機的影像可直接輸入計算機,處理後列印出來。傳統相機的影像必須在暗房裡沖洗,要想進行處理必須通過掃描儀掃描進計算機,而掃描後得到的圖 像的質量必然會受到掃描儀精度的影響。這樣,即使它的原樣質量很高,經過掃描以後得到的圖像就差得遠了。 數碼相機可將自然界的一切瞬間輕而易舉地拍攝為供電腦直接處理的數碼影像,並可在電視上顯示,因而眾多的生產電腦或家電的廠商如惠普、索尼、蘋果、夏普等都競相生產數碼相 機,它已不再只是柯達或富士公司等攝影器材廠的專營產品。目前,日本的幾家攝影器材公司正努力鑽研,准備5年內淘汰溴銀膠卷。據預測,今後10年全球大多數人將會使用數碼相機。眾多的跨國公司角逐數碼相機市場,正是由於他們看準了數碼相機的突出優點,即它可在速度、方便性、降低圖片的成本及提高效率方面使用戶獲益。
我國數碼相機市場只是近幾年才悄然興起的。從經銷的品牌來看,主要是以名牌產品為主,其中最為主流的品牌有如FujiFilm、Kodak、Olympus、SONY等。98年度我國數碼相機的總體銷量在4萬台左右,預計99年度將突破6萬台,目前市面上主流的商用級數碼相機型號有:FujiFilm MX-500/MX-600/MX-2900,Olympus 1400XL/2000zoom, KODAK DC240/DC265/DC280, SONY FD81/FD88C/FD91等,它們的價格一般在在4000~9000元人民幣之間。
數碼相機用戶主要分布於計算機、通信、電子、金融、交通、文化、商業、旅遊、建築、軍警及政府等部門。數碼相機對於個人用戶來說,主要用於旅遊、攝影等方面,占近半數的用戶是用於專業攝影及為工作提供便利;而作為單位用戶,最主要用於工作所需的拍攝,其次用作產品介紹及廣告設計、新聞采訪、桌面排版及建築方面的裝璜設計。
隨著全球日益高漲的數碼熱潮,加上數碼相機的技術逐漸成熟,以及價格的逐漸下降,數碼相機將成為IT行業增長最為迅速的產業之一。
第二章 影響數碼相機拍攝品質的主要性能指標
數碼相機是集光學、機械、電子於一體的產品,它集成了影像信息的轉換,存儲和傳輸等部件,具有數字化存取模式,與電腦交互處理和實時拍攝等特點。數碼相機的許多性能指標都藉助了傳統相機的概念,但由於數碼相機與傳統相機在構造上的不同,一般廠家都使用「相當與傳統相機」的概念進行描述,本章將詳細介紹影響數碼相機拍攝品質的性能指標(本部分在許多概念上與傳統相機相似)
數碼相機的解析度
數碼相機的色彩深度
數碼相機的光學鏡頭
數碼相機的鏡頭焦距
數碼相機的光圈與快門
數碼相機的白平衡
數碼相機的感光度
數碼相機的曝光補償<
BR>數碼相機的曝光模式
1 數碼相機的解析度
與傳統的相機相比,傳統相機使用「膠卷」作為其記錄信息的載體,而數碼相機的「膠卷」就是其成像器件,而且是與相機一體的,是數碼相機的心臟。數碼相機使用光敏元件作為成像器件,將圖像中的光學信息轉化為數字信號。目前光敏元件有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷耦合)元件;另一種是新興的CMOS(互補金屬氧化物半導體)器件。數碼相機的解析度是指相機中光敏元件的數目。在相同解析度下,CMOS比CCD便宜,但是CMOS光敏器件產生的圖像質量要低一些。
目前市場上常見數碼相機的成像器件是CCD(電荷耦合器件),CCD圖像感測器,它用一種高感光度的半導體材料製成,能把光線轉變為電荷,通過模數轉換器晶元轉換成數字信號,數字相機的CCD內含的晶體管數量越多,解析度也越高。CCD的解析度—
——像素數常被用作劃分數碼相機檔次的主要依據。誠然,CCD的解析度在一定意義上決定了數碼相機成像的質量,但正像顆粒度不能完全概括膠卷的質量一樣,解析度也不是評價CCD質量的唯一標准。其色彩深度,晶元本身的製造水平等,對最終成像質量帶來的影響都不容低估。
但與數碼相機其它指標相比,解析度依然是數碼相機最重要的性能指標。數碼相機的解析度使用圖像的絕對像素數來衡量(而不採用每英寸多少像素DPI的指標),這是由於數碼照片大多數採用面陣CCD。數碼相機拍攝圖像的像素數取決於相機內CCD晶元上光敏元件的數量,數量越多則可產生的圖象解析度越高,所拍圖像的質量也就越高,當然,相機的價格也會大致成正比地增加。數碼相機的解析度還直接反映出能夠列印出的照片尺寸的大小。解析度越高,在同樣的輸出質量下可列印出的照片尺寸越大。同類數碼相機而言,解析度越高,檔次越高,但佔用的存儲器空間就越多,另外還對加工、處理的計算機的速度、內存和硬碟的容量以及相應軟體都有高的要求。
若單從CCD晶元製造工藝的角度考察,其晶元面積越小、集成度越高越好,雖然有人認為,在鏡頭光學解析度有限,CCD像素數一定時,晶元面積越大,成像質量越好。但從目前數碼相機的實際拍攝效果來看,一般使用小晶元CCD的數碼相機相對圖象偏好,也許是因為集成度高的CCD,在原始材料及工藝更優的緣故。
在了解數碼相機的解析度時,一定要區分兩個解析度的概念,一個是CCD的解析度(或像素值),另外是拍攝圖象的解析度(一般廠家標明的圖象的最大解析度)。這兩個解析度,原則上是CCD的解析度決定了圖象的最大解析度,但這兩個解析度一般情況下不相等。
如果您在選擇數碼相機,一定要注意,CCD的解析度(像素點)是最為重要的指標,在同樣的最大拍攝圖象的解析度下,CCD的解析度越大越好。例如對於同樣可以拍攝圖象解析度如(1280*1024)的相機,150萬像素的CCD相機的拍攝質量會好於141萬像素CCD的數碼相機。這是因為,CCD作為感光器件,CCD邊緣的像素點在拍攝時,由於邊緣光的影響,一般會出現一定的偏色和眩暈,數碼相機在CCD像素大於圖象拍攝像素時,會自動切除邊緣像素,從而去除眩暈和偏色,並且邊緣切除越多越好。
這就是廠家用141萬像素甚至150萬像素的CCD製造最大拍攝1280*1024(131萬像素)的圖象數碼相機的原因。所以追求品質的廠家一般都用CCD的精度都遠高於拍攝圖象的最大精度。
目前還有不少相機,拍攝圖象的精度(如1200*1800)遠高於CCD的精度(131萬像素)。這是通過軟體插值處理(任何一個圖象軟體下都有的功能),因而這個圖象精度完全是不可取的。軟體加大精度只能夠讓圖象細節模糊,如果列印成大幅畫面,則清晰度往往難以令人滿意,尤其是細節表現非常低劣。因而您在購買數碼相機時,只能以CCD的精度為衡量相機好壞的標准。否則您可能會將131萬像素的數碼相機,當200萬像素的相機買回家。
照片解析度廠家都會標明其相機的最大解析度如1280×1024。用戶也可以調低解析度從而在相同的存儲卡上保存更多數量的照片。不同用途的照片可以選用不同的解析度以及壓縮比。這種選擇應當是越多越好。這里要說明一點,同一解析度下可以有不同的壓縮比,解析度和壓縮比同時決定照片的質量,這一點須請各位讀者注意。當然,質量和數量在同一存儲卡上就是一對矛盾,這就要求用戶適當選擇。
2.數碼相機的色彩位數
色彩位數又稱彩色深度,數碼相機的彩色深度指標反映了數碼相機能正確記錄色調有多少,色彩位數的值越高,就越可能更真實地還原亮部及暗部的細節。目前幾乎所有的數碼相機的色彩位數都達到了24位,可以生成真彩色的圖象。一些號稱30或36位,實際的CCD也是24位,目前商用級的數碼相機CCD都是24位。因而這一指標目前並不是衡量數碼相機的關鍵指標,在一般應用場合下,可不必多加考慮。
3.數碼相機的光學鏡頭
對於相機,鏡頭的好壞一直是影響成像質量的關鍵因素,數碼相機當然也不例外。雖然由於數碼相機的CCD解析度有限,原則上對鏡頭的光學解析度要求較低;但另一方面,由於數碼相機的成像面積較小(因為數碼相機是成像在CCD上,而CCD的面積較傳統35毫米相機的膠片小很多),因而需要鏡頭保證一定的成像素質。舉例來說,對某一確定的被攝體,水平方向需要200個像素才能完美再現其細節,如果成像寬度為10mm,則光學解析度為20線/mm的鏡頭就能勝任,如果成像寬度為1mm,則要求鏡頭的光學解析度必須在2000線/毫米以上。另一方面,傳統膠卷對紫外線比較敏感,外拍時常需要加裝UV鏡,而CCD對紅外線比較敏感,鏡頭增加特殊的鍍層或外加濾鏡也會大大提高成像質量。鏡頭的物理口徑也是必須要考慮的,且不管其相對口徑如何,其物理口徑越大,光通量就越大,數碼相機對光線的接受和控制就會更好,成像質量也就越好。
目前商用或家用數碼相機的鏡頭,部分廠家採用了相對比較好的鏡頭。富士相機採用了170線/毫米解析度的專業富士龍鏡頭,這種內置的新型富士龍鏡頭比大多數SLR鏡頭更清晰。不僅在精度上保證了圖象拍攝的品質,而且其鏡頭錯誤率也達到令人驚異的0.3%, 較一般的數碼相機低2/3。
另外在部分數碼相機中,還提供了遠距及廣角兩種鏡頭方式。這在您選擇數碼相機時,也是一個參考的指標。
在傳統的數碼相機中,廣角鏡頭是一種焦距短於標准鏡頭、視角大於標准鏡頭、距長於魚眼鏡頭、視角小於魚眼鏡頭的攝影鏡頭。廣角鏡頭又分為普通廣角鏡頭和超廣角鏡頭兩種。135照相機普通廣角鏡頭的焦距一般為38-24毫米,視角為60-84度;超廣角鏡頭的焦距為20-13毫米,視角為94-118度。由於廣角鏡頭的焦距短,視角大,在較短的拍攝距離范圍內,能拍攝到較大面積的景物。所以,廣泛用於大場面風攝影作品的拍攝。在攝影創作中,使用廣角鏡頭拍攝,能獲得以下幾個方面的效果:一是能增加攝影畫面的空間縱深感;二是景深較長,能保證被攝主體的前後景物在畫面上均可清晰的再現。所以,現代絕大多數的袖珍式自動照相機(俗稱傻瓜照相機)採用38-35毫米的普通廣角鏡頭;三是鏡頭的涵蓋面積大,拍攝的景物范圍寬廣;四是在相同的拍攝距離處所拍攝的景物,比使用標准鏡頭所拍攝的景物在畫面中的影像小;五是在畫面中容易出現透視變形和影像畸變的缺陷,鏡頭的焦距越短,拍攝的距離越近,這種缺陷就越顯著。
目前商用級的數碼相機中多使用與普通35 mm相機相同的普通廣角鏡頭,由於其在景深深,拍攝范圍廣等優點,因而在選擇數碼相機時,同樣性能的數碼相機,能夠具有廣角和遠距的數碼相機將會性能更好一些。目前具有廣角拍攝功能的數碼相機有富士的MX-600,KODAK的DC265,OLYMPUS的1400XL等。
4.數碼相機的鏡頭焦距
與人類的眼睛一樣,數碼照相機通過鏡頭來攝取世界萬物,人類的眼睛如果焦距出現誤差(近視眼),則會出現無法正確的分辨事物,同樣作為數碼相機的鏡頭,其最主要的特性也是鏡頭的焦距值。鏡頭的焦距不同,能拍攝的景物廣闊程度就不同,照片效果也迥然相異。如果您經常使用普通的35毫米相機,對相機的鏡頭焦距應該會有基本的認識,比如一般使用35毫米左右的鏡頭拍攝風景、紀念照,而用80毫米左右的鏡頭拍證件照所需要的「大頭像」。與傳統的相機相比,由於數碼相機使用CCD感光器件,因而其鏡頭上標明的焦距通常是5.0毫米、10毫米等等,在普通的35毫米相機上一般都使用超廣角或魚眼鏡頭了,而數碼相機廠家一般使用的鏡頭只是相當於35毫米相機的小廣角鏡頭。
要說明這個問題,首先就得從鏡頭視角與焦距的關系談起。從鏡頭的中心節點到成像平面對角線兩端所張的夾角就是鏡頭的對角線視角(參見附圖)。
我們不難看出,對於相同的成像面積,鏡頭焦距越短視角就越大;而對於同樣焦距的鏡頭而言,成像面積越小,鏡頭的視角也越小。35毫米相機的成像面積等於135膠卷的感光面積———標準的36×24毫米,數碼相機使用CCD感測器代替了傳統相機中膠卷的位置,它的面積卻有好幾種規格,從高檔專業相機的18.4×27.6毫米到普通數碼相機的2/3、1/2、1/3甚至1/4英寸各不相同。也就是說,同樣的鏡頭,在有的數碼相機上是廣角效果,但在別的相機上可能就變成了標准鏡頭。看來,我們要依靠焦距值來區分數碼相機鏡頭的視角是很不方便的,所以數碼相機廠家通常都會提供一個容易比較的相對值,也就是標出與數碼相機鏡頭視角相同的35毫米相機鏡頭焦距,這樣的對應焦距值我們就很容易理解了。像富士MX-500的鏡頭焦距是7.6毫米,對角線視角70度,相當於35毫米鏡頭,是個小廣角;富士的MX-600裝有相當於35-105毫米的小廣角變焦鏡頭。我們在評價與選購數碼相機時,也只要參考換算到35毫米相機的鏡頭焦距就可以了,鏡頭具體的實際焦距是多少,與我們基本無關,您也無法去具體核算,其實數碼相機得光學變焦的倍數就基本上能夠反應這個指標,雖然不同型號的數碼相機會有一定的差別,但差別不會太大,如果您不是很刻意的追求具體的相當於35毫米相機的對應焦距,參照數碼相機的光學變焦的倍數,一般就可以了。
也許有的用戶對數碼相機的鏡頭的實際焦距還是不很理解,因為如果是35毫米相機上的7.6毫米焦距,就屬於極為罕見的魚眼鏡頭,必然是體積龐大、價格不菲,而且拍出的照片畸變嚴重,有很強烈的透視感。但數碼相機上的7.6毫米鏡頭也就是拇指大小,加上整個數碼相機也比傳統鏡頭便宜得多,雖說成像只用了中心的一小塊,但一聯想起誇張的魚眼效果就讓人對它的畫質心裡打鼓。實際上這種擔心是不必的,35毫米相機的鏡頭口徑很大,是為了保證畫面周邊的成像質量,而CCD的面積遠小於膠片,要實現小面積的優質成像,只要很小的透鏡尺寸就足夠了。而且,實際上決定鏡頭結構的是它的有效視角,而不是簡單的焦距值,數碼相機上的7.6毫米鏡頭採用的是傳統相機上35毫米小廣角鏡頭的設計,而不是7.6毫米魚眼鏡頭的結構。因此,數碼相機鏡頭的焦距值與實際成像效果並無直接聯系。由於透鏡的體積小了,相對成本也降低了,反而可以輕松地實現較高的成像質量。
5.光圈與快門
與傳統的相機一樣,數碼相機的光圈范圍與快門速度在拍攝時相當重要,但對於目前普通的商用及家用級的數碼相機,因為相機的全自動化,使得人們只關心如何選擇拍攝景物,而不太注意相機自動控制的光圈及快門速度。但如果您在購買數碼相機時,最好能夠對比一下各種數碼相機的光圈范圍及快門速度,因為光圈和快門將配合控制您的數碼相機的光線攝入量的總體范圍值,也就是說它將影響到您的相機是否能夠在各種光線情況下獲得很好的效果。同時快門速度也將直接影響到您在拍攝動態圖象時的效果,而光圈范圍將影響到您拍攝圖象的景深。
拍攝照片的過程,是相機開啟快門後,讓眼前的影像透過鏡頭後投影到數碼相機的CCD感光器上,感光器在通過數模轉化器,將圖象的信息在相機的存儲卡上記錄下來,這個過程與傳統的相機的曝光過程一樣。然而想要獲得層次豐富的影像,就要控制投射在CCD感光器的光量值,照片上的細節都可以得到正確的描述,從顏色最深到最淡的區域,都有豐富的層次表現,明暗之間有漸變過渡,不是截然的黑白分明,另外作品的反差和鮮銳度也都有最佳的表?。過多的光線,導致曝光過渡,影像明顯偏亮;反過來說,若CCD吸收的光線太少,則會曝光不足,整張照片會偏暗,細節的地方會流失,照片效果會相當不好,所以在拍攝時,要得到合適的曝光量是非常重要的環節。
數碼相機與傳統相機一樣,用來控制曝光量的就是「光圈」與「快門」,「光圈」是光線通過鏡頭的口徑,口徑越大,自然在單位時間內,所能投射的光線越多,快門就是光線通過鏡頭的時間,時間越短,曝光量越小。
數碼相機與傳統相機一樣,光圈就安放在鏡頭的幾片透鏡中,由幾片金屬薄片組合而成,利用金屬薄片的移動而調節光圈的大小。使用過傳統的反光相機的人都知道,在鏡頭上,我們可以找到光圈值f,通常所?的光圈刻度為:1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……,光圈級數f越大,表示鏡頭的口徑越小,f值是將鏡頭的焦距距離與光圈的口徑(孔的大小)所除而得的?字,因此數值越大,口徑也就愈小。而每一級的光圈級數之間的單位進光量都是相差兩倍,但目前有的數碼相機,並未按以上級數設置光圈,而是按f2.8,f.5.6,f11,這時,其上下級的進光量,就不僅僅差兩倍。
前面說過,光圈是光線通過鏡頭時的口徑大小,然而這只是籠統的說法,光圈的大小還要考慮到本身鏡頭鏡頭的焦距長短。長焦距的鏡頭(望遠鏡頭),其長度較長,從光線的進入達到CCD的距離長,因此投射到CCD上的光線比較弱,因此長焦距的鏡頭的光圈往往略小一點,若是要作較大的光圈的鏡頭,就必?把口徑拉大,才能把單位進光量提高,但是因為製作大口徑的鏡頭的級數有不少的困難,製作工藝也較高,因而這一類的鏡頭通常較貴。因為光圈級數f是靠口徑的大小和焦距長短的比值計算而得,因此只要光圈級數一樣,不管35毫米或是200毫米,其進光量都是一樣的。
快門速度值通常標為:1、2、4、8、15、30、60、125、250、500……,這些所代表的實際意義是1秒的倒數,所以15是指1/15秒,250是指1/250秒,這比光圈要令人好理解多了,也是和光圈一樣,每一格的快門速度間所相差的光量值也是2倍,例如,快?1/500秒的光量值為1/250秒的一半,是1/125秒的1/4而已。
因為光圈與快門都可以用來控制曝光量,只要決定了光圈值f,就可由快門速度來修正曝光量,相反地,你也可以先?定使用的快門速度後,然後借調整光圈來獲得曝光量,所幸的是在光量的調正上,都是以2倍的概念進行控制,使我們更容易?整適當的曝光量,例如?:若測出的正確曝光量為f/11,快?1/30秒時,想要把快門提高到1/60秒時,那麼光圈也就要開大到f/8,因為快門從1/30秒到1/60秒時,曝光時間減少一半,那麼光圈就要大一級,以加倍單位時間得進光量,如此光圈與快門的一增一減,曝光量也就剛好達到平衡。
可是因為光圈與快門各有其獨到特別的地方,因此每種搭配產生的效果都不一樣,必須依據拍攝物體的需要個人想要表現的方式,選擇最適合的組合,才能發揮光圈與快門的實際意義。
以快門速度來分,可分為高速快門與慢速快門。通常高速的快門能將移動中的物體給與「固定」,固定後的物體的動作細節和質感鮮明地加以描繪,使得物體更富有立體感。通常快門速度在1/30秒到1秒,甚至1秒以上的B快?都是屬於慢速快?的范圍,慢速快門常用的方法:第一種是將相機固定後,再由較慢的快門速度,使移動中的物體產生模糊圖象,而讓背景(靜物)的清晰可以更加襯托主題的動感。第二種就是讓相機隨著物體運動的方向平移或是轉移,如此,和第一種方法剛好相反,背景會變得相當模糊,而主題會有點模糊卻帶有清晰,同樣也是能把主體和背景分離出來。第三種,就是一不作二不休,乾脆整張照片都模糊不清,借著迅速搖晃相機器而得來的。這三種方法,各有其特色在,如何適時的運用看就各人喜好的所在。
我們常用慢速快門來拍攝夜晚得城市,因為流動的車輛,留下了紅色和白色的車燈軌跡,而由數十條的光線匯成長長的光龍,十分絢麗,將繁華的不夜城描繪出來。或是用來拍攝流水,拍出的感覺相當的柔和和細膩。
在選用用慢速快門時,要特別注意一點,因為每一級得慢速快門,相差得曝光時間很大,不像高速快門的1/250秒和1/500,拍出?的效果難以比較,在用慢速快門拍攝流動的景象時,若快門過快,則會不小心凍結景象;若快門太慢,則會整體看起來過於朦朧,失去了想要表?的效果,因此嘗試每一格的慢速快?都拍拍看,就能得到理想的作品,也能看出其差異所在。
比起快門,光圈就稍微復雜一點,光圈除了用來調節曝光量外,另外最重要的就是控制畫面「景深」的大小,所謂的「景深」就是在調焦使影像清晰,在焦?的前後有一段距離內的區域,能夠清晰顯現,而這一段范圍我們稱之為景深,景深越長,那麼能清晰呈現的范圍越大;反之,景深愈小,則前景或背景會變得模糊,模糊是因為聚焦鬆散所形成的一種朦朧現象。從光學理論來看,在鏡頭的焦距下,能夠清楚呈像的只有在一物距上的平面,在此面外的景物都會模糊。
影象景深有三種因素:(1)景深與焦距的長短成反比,換言之,就是鏡頭焦距越長,則景深越短。(2)景深與景物拍攝的距離成正比,相機若是離景物越近,則景深越短。(3)景深與光圈級數的大小成正比。若是鏡頭的焦距和物體的被拍攝距離距都維持不便,光圈越大,則景深越短,就是?光圈由f/16→f/11→f/8→f/5.6→f/4……?,則景深越來越短,景深外的景物其也更加模糊不清,而正確對焦到的主體,生動而清晰,而吸引人們的注意,前後的雜亂景物,而美化朦朧,這種朦朧美和因相機震動而導致的模糊不一樣,富有優雅而柔和的光彩,就像被渲染的彩墨,使得色調更加淺薄,能營造出相當程度的氣氛,和景深?的主題產生分離的透?感,具有襯托出主體的特色,因此常用在人像攝影上,模特兒的背景模糊,而使人門的焦點放在漂亮的模特兒上,同時也因為大光圈的運用,可以有更多的光量,藉以提高快門速度,防止相機的震動,使影像更加銳利而明晰,還有若是處在昏暗的光源下,沒有三腳架的幫助下,想捕捉當時的環境和氣氛,或是無法用更慢的快門時,都是大光圈運用的地方,破壞了畫面的氣氛,因此大光圈的鏡頭向來是影友愛用的裝備之一。
若把光圈越小,由f/5.6→f/8→f/11→f/16→f/22……時,則景深的范圍就越大,對於景物的描繪就更加的真實,極富有真實性,畫質比大光圈更加清晰明銳,且因為景深的范圍廣,焦點涵蓋的面積更大,因此有泛焦點的效果,就是前背景的事物都一一表現出來,且在對焦困難的環境下,例如高速移動的物體或是昏暗的光源下,那麼泛焦點可以避免因為對焦的失?,而造成主題的失焦模糊,此外,小光圈能使鏡頭的接像不良,或透光不?的像差等減低,獲得高畫質的作品,還有小光圈可以拉低快門速度,可由慢速快?製造流動感。
對於專業級的數碼相機,一般您可手動控制相機的光圈和快門速度,但對於於商用及家用的數碼相機,由於相機自動控制光圈和快門速度,因而您不需要自己控制,
『貳』 數碼相機的主要技術指標使用方法
CCD像素(即感光元件數量)
焦距
變焦范圍
LCD顯示屏大小
使用方法和傻瓜相機差不多
都是可視化操作
看說明書就OK了
『叄』 關於數碼相機的論文
報紙、、雜志、萬維網,可以說是鋪天蓋地有關數碼產品的信息向我們涌來,顯然對數碼相機這塊大蛋糕的爭奪之戰已經開始了。 新款數碼相機不斷推出新的概念。一是它代表了一種全新的生活方式;二是數碼相機本身就是一種區別於傳統相機的...www.wsdxs.cn/html/Designs
『肆』 數碼相機原理
三.數碼相機的原理與結構:
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。下面,讓我們來詳細地談一談:
1.鏡頭:
幾乎所有的數碼相機鏡頭的焦距都比較短,當你觀察數碼相機鏡頭上的標識時也許會發現類似"f=6mm"的字樣,它的焦距僅為6毫米!其實,這個焦距和傳統相機還是有所區別的。f=6mm相當於普通相機的50mm鏡頭(因相機不同而不同)。這是怎麼回事呢?原來我們印象中的標准鏡頭、廣角鏡頭、長焦鏡頭以及魚眼鏡頭都是針對35mm普通相機而言的。它們分別用於一般攝影、風景攝影、人物攝影和特殊攝影。各種鏡頭的焦距不同使得拍攝的視角不同,而視角不同產生的拍攝效果也不相同。但是焦距決定視角的一個條件是成像的尺寸,35mm普通相機成像尺寸是24mm×36mm(膠卷),而數碼相機中CCD的成像尺寸小於這個值兩倍甚至十倍,在成像尺寸變小焦距也變小的情況下,就有可能得到相同的視角。所以說上面提及的6mm鏡頭相當普通相機50mm焦距鏡頭。因此在選購數碼相機時,我們不用關心數碼相機的實際焦距是多少,而只要參考換算到35毫米相機鏡頭的焦距就可以了。
2.CCD:
數碼相機使用CCD代替傳統相機的膠卷,因此CCD技術成為數碼相機的關鍵技術,CCD的解析度被作為評價數碼相機檔次的重要依據。CCD是Charge Couple Device的縮寫,被稱為光電荷耦合器件,它是利用微電子技術製成的表面光電器件,可以實現光電轉換功能。在攝像機、數碼相機和掃描儀中被廣泛使用。攝像機中使用的是點陣CCD,掃描儀中使用的是線陣CCD,而數碼相機中既有使用點陣CCD的又有使用線陣CCD的,而一般數碼相機都使用點陣CCD,專門拍攝靜態物體的掃描式數碼相機使用線陣CCD,它犧牲了時間換取可與傳統膠卷相媲美的極高解析度(可高達8400×6000)。CCD器件上有許多光敏單元,它們可以將光線轉換成電荷,從而形成對應於景物的電子圖像,每一個光敏單元對應圖像中的一個像素,像素越多圖像越清晰,如果我們想增加圖像的清晰度,就必須增加CCD的光敏單元的數量。數碼相機的指標中常常同時給出多個解析度,例如640×480和1024×768。其中,最高解析度的乘積為786432(1024×768),它是CCD光敏單元85萬像素的近似數。因此當我們看到"85萬像素CCD"的字樣,就可以估算該數碼相機的最大解析度。
許多早期的數碼相機都採用上述的解析度,它們可為計算機顯示的圖片提供足夠多的像素,因為大多數計算機顯卡的解析度是640×480、800×600、1024×768、1152×864等。CCD本身不能分辨色彩,它僅僅是光電轉換器。實現彩色攝影的方法有多種,包括給CCD器件表面加以CFA(Color Filter Array,彩色濾鏡陣列),或者使用分光系統將光線分為紅、綠、藍三色,分別用3片CCD接收。
3. A/D轉換器:
A/D轉換器又叫做ADC(Analog Digital Converter),即模擬數字轉換器。它是將模擬電信號轉換為數字電信號的器件。A/D轉換器的主要指標是轉換速度和量化精度。轉換速度是指將模擬信號轉換為數字信號所用的時間,由於高解析度圖像的像素數量龐大,因此對轉換速度要求很高,當然高速晶元的價格也相應較高。量化精度是指可以將模擬信號分成多少個等級。如果說CCD是將實際景物在X和Y的方向上量化為若干像素,那麼A/D轉換器則是將每一個像素的亮度或色彩值量化為若干個等級。這個等級在數碼相機中叫做色彩深度。數碼相機的技術指標中無一例外地給出了色彩深度值,那麼色彩深度對拍攝的效果有多大的影響呢?其實色彩深度就是色彩位數,它以二進制的位(bit)為單位,用位的多少表示色彩數的多少。常見的有24位、30位和36位。具體來說,一般中低檔數碼相機中每種基色採用8位或10位表示,高檔相機採用12位。三種基色紅、綠、藍總的色彩深度為基色位數乘以3,即8×3=24位、10×3=30位或12×3=36位。數碼相機色彩深度反映了數碼相機能正確表示色彩的多少,以24位為例,三基色(紅、綠、藍)各佔8位二進制數,也就是說紅色可以分為2^8=256個不同的等級,綠色和藍色也是一樣,那麼它們的組合為256×256×256=16777216,即1600萬種顏色,而30位可以表示10億種,36位可以表示680億種顏色。色彩深度值越高,就越能真實地還原色彩。
4.MPU(微處理器):
數碼相機要實現測光、運算、曝光、閃光控制、拍攝邏輯控制以及圖像的壓縮處理等操作必須有一套完整的控制體系。數碼相機通過MPU(Microprocessor Unit)實現對各個操作的統一協調和控制。和傳統相機一樣,數碼相機的曝光控制可以分為手動和自動,手動曝光就是由攝影者調節光圈大小、快門速度。自動曝光方式又可以分為程序式自動曝光、光圈優先式曝光和快門優先式曝光。MPU通過對CCD感光強弱程度的分析,調節光圈和快門,又通過機械或電子控制調節曝光。
5.存儲設備:
數碼相機中存儲器的作用是保存數字圖像數據,這如同膠卷記錄光信號一樣,不同的是存儲器中的圖像數據可以反復記錄和刪除,而膠卷只能記錄一次。存儲器可以分為內置存儲器和可移動存儲器,內置存儲器為半導體存儲器,安裝在相機內部,用於臨時存儲圖像,當向計算機傳送圖像時須通過串列介面等介面。 它的缺點是裝滿之後要及時向計算機轉移圖像文件,否則就無法再往裡面存入圖像數據。早期數碼相機多採用內置存儲器,而新近開發的數碼相機更多地使用可移動存儲器。這些可移動存儲器可以是3.5英寸軟盤、PC(PCMCIA)卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。這些存儲器使用方便,拍攝完畢後可以取出更換,這樣可以降低數碼相機的製造成本,增加應用的靈活性,並提高連續拍攝的性能。存儲器保存圖像的多少取決於存儲器的容量(以MB為單位),以及圖像質量和圖像文件的大小(以KB為單位)。圖像的質量越高,圖像文件就越大,需要的存儲空間就越多。顯然,存儲器的容量越大,能保存的圖像就越多。一般情況下,數碼相機能保存10到200幅圖像。我們在這里為大家介紹一些常用的存儲方案:
·SmartMedia卡,
從2兆到32兆,是最常見的數碼相機存儲卡,由於沒有內置控制部分,成本最低,但是暫時無法突破64兆的極限,但今年可能會有64兆的卡推出。目前大部分的數碼相機用了SM卡,速度上和其他存儲方式差不多,其實內核都是FlashMemory。常見的數碼相機支持品牌,奧林帕斯、富士、東芝等諸多品牌。另外由於MP3播放器也需要存儲卡,由於成本問題也選擇了SM卡,導致SM的需求量增加,所以其價格由於是量產的緣故,跌得很快,是目前最佳性價比的存儲方案。
『伍』 攝影與攝像技術論文2000字
攝影攝像結業論文
標簽: 攝影 學期 平常心態 論文
從對攝影攝像知識的不熟悉到愛上了攝像活動,這是我經過攝影攝像課後最大的體會。我喜歡拍攝,之前用傻瓜相機,那時由於膠卷比較貴,所以只能拍很有限的一些照片。在上課期間,我有幸借到了一部數碼相機,這次大大的滿足了我對攝像的渴望。
因為喜好,我之前就已經學習過攝影,所以我非常了解自己的攝像水平,還只是停留在初級階段。本學期的廣告學輔修課恰好開設了這門課,所以在學習期間,我一方面認真聽課,汲取老師傳授的知識,另一方面,我在圖書館借閱了相關的攝像書籍,然後又通過實踐操作不斷鞏固理論知識,從而提高自己的攝像水平。
攝影是一門藝術,更是一問學問。攝影與其它的眾多門類有著千絲萬縷的聯系。如同文學、歷史、地理、建築、音樂等。所以在學習的過程中就不能單純的只從攝影上入手,還要培養廣泛的興趣、愛好,培養一種多生活深層次的洞查能力和對周邊事物的理解能力。並且要不斷的提高自己的人文素養和藝術修養,在眾多生活的興趣中尋找對攝影創作獨特視角。生活是一個五彩斑斕的客觀存在,生活中的人,尤其是一個攝影的人,就更應該時時處處做一個生活有心人,積累生活,突破生活。
攝影應該多交流,忌閉門造車。一個人的理解力和想像力,思維都是相當有限的,有作品,有拍攝主題,有想法,最好能拿出來和大家討論下或者參加比賽。交流的目的在於互相學習、取長補短。這種交流不僅在於老師之間,同學之間,其它的像在網路上,在各種攝影展中,在於攝影大師的論著中。
俗話說:人活一世,平常心是最寶貴的。那麼作為攝影人也是一樣的。保持平常心態,戒浮戒躁。不要看到別人拍了一組什麼樣的題材或風格獨特的照片,就開始懷疑自己的創作能力問題,甚至極度模仿、成名心迫切、浮躁不安,我認為這是大不必要的,作為攝影人最好在長期的日積月累中形成一種自己的觀念和風格,忌諱千篇一律,藝術中沒有超越,只有區別,成功者都是在千差萬別中顯露自己!
很感謝老師能夠安排我們進行了兩節實踐操作課,使得我們能夠根據理論結合實際,在一定程度上親自體會到了攝影的趣味,在此同時,通過作品的反饋作用,我們進一步地提高了攝影的技術與更好地鞏固了攝像的操作要領。在此過程中,手握著沉甸甸的照相機,對准了每一個耐人尋味的鏡頭,「咔嚓」一下,留下了永恆的瞬間。還能欣賞到其他同學精彩的作品,又開闊了視野,真是一舉數得的好事!!
在這一學期的學習過程中,我非常感謝余武老師,余武老師是一個非常隨和的人,和他交流沒有來自老師的那種嚴厲,有的只是一份暢快。余老師的言傳加身教真正體現了「師者-----傳道、授業、解惑」的目的,他教給了我們注重生活細節的那份細心,從事教育工作的那種一絲不苟,對待他人的那種熱忱以及在生活中找尋快樂的方法。
一學期很快就結束了,從這門課程學到的東西,我將會用一生去回味
『陸』 數碼相機有哪些技術參數
1.像素與解析度像素是數碼影像最基本的單位,每個像素就是一個小點,而不同顏色的點(像素)聚集起來就變成一幅動人的照片,數碼相機經常以像素作為等級分類依據,但不少人認為像素點的多少是CCD光敏單元上的感光點數量,其實這種說法並不完全正確,目前不少廠商通過特殊技術,可以在相同感光點的CCD光敏單元下產生解析度更高的數碼相片,比如:富士的SuperCCD、愛普生的HyPic技術。像素與解析度之間究竟有什麼關系呢?選購時又該如何解讀這兩項數字呢?
★圖片解析度越高,所需像素越多,比如:解析度640×480的圖片,大概需要31萬像素,2084×1536的圖片,則需要高達314萬像素。
★解析度可有多個數值,相機提供解析度越多,拍攝與保存圖片的彈性越高。
★圖片解析度和輸出時的成像大小及放大比例有關,解析度越高,成像尺寸越大,放大比例越高。
總像素數是指CCD含有的總像素數。不過,由於CCD邊緣照不到光線,因此有一部分拍攝時用不上。從總像素數中減去這部分像素就是有效像素數。因此閱讀產品說明書時,切記要注意可用於實際拍攝的有效像素數,而不是總像素數。
2.鏡頭和快門鏡頭的好壞直接影響相機的好壞。一般情況下,有著傳統相機深厚背景的廠商,其數碼相機的鏡頭也會比較優秀。
★焦距由於數碼相機的鏡頭規格比較特殊,無法由這個數據預測可以拍攝的景物范圍,廠商大多會在鏡頭焦距參數後增加相當於35mm傳統相機焦距數值。如果是旅遊紀念或生活照,只需購買定焦鏡頭機型,如果有多樣化需要,擁有三倍或更多光學變焦能力的相機會更適合。焦距也稱焦長,通常是指透鏡軸心線上的中心點至影像可清晰成像時的距離長度,在相機中則指整個鏡頭組的焦距,單位是mm(毫米)。焦距越長,鏡頭可視范圍的角度越窄,但具有放大、接近的效果,就像望遠鏡的鏡頭一樣;焦距越短,拍攝范圍就變大,相對物體會較小,適合在近距離拍攝較大的場景,也就是我們常說的廣角鏡頭。對於數碼相機而言,焦距越長,鏡頭組的深度也越長,另外還可以從相機鏡頭上找到f=5.5mm或5.5mm之類的數據,不過,由於數碼相機的鏡頭焦距普遍比一般的35毫米相機短很多,所以廠商多會在說明書上註明類似:相當於35mm相機的36mm鏡頭的字樣,供用戶進行對照比較。
★光圈范圍光圈越大就越能適應不足的光線,如果能有兩種以上的光圈值,相機的應用彈性會較大。光圈是影響曝光的重要機制之一,通常指鏡頭組內約5到9片的金屬薄片所組合的控制裝置,可以形成大小不同的圓圈以控制進入鏡頭內的光線多少。光圈越大,單位時間進入的光線越多。光圈的大小以數字表示,數字越大表示光圈越小,也就是進入的光線量越少。而鏡頭所標示的都是指該鏡頭的最大光圈,也就是全開狀態下的值,比如:1:3.2,但在變焦鏡頭上則會看到9.2-28mm1:2.8-3.9的標示,表示在焦距為9.2mm時的最大光圈是F2.8,而焦距為28mm時的最大光圈則為F3.9。
★快門數碼相機快門能支持2~1/1000秒已經可以符合一般需求,當然如果能有更寬廣的快門范圍,那麼更能符合各種嚴格的拍攝條件,如拍攝高速移動的物體或靜夜星空等。快門用來調整相機的曝光時間,單位是秒,是以倒數來表示的,例如:30、250的意思是1/30秒、1/250秒,所以數字越小快門速度越慢。快門速度越快,越容易捕捉高速移動的影像,一般拍攝時也不容易因晃動而導致影像模糊,不過速度快可能導致進光量不足,通常高速快門必須在光線較強時使用,或將光圈配合放大。而光線不足時,速度慢的快門就比較適合,但可能需要三腳架輔助。
3.微距拍攝微距就是將要拍攝的主題拉近、放大,重點在於將微小物體拍成你要的大小,在微距模式方面,各種數碼相機能力不一,有的甚至可以貼近至0.1厘米左右來近拍。
4.其他功能其他如消除紅眼閃光、白平衡、曝光補償等功能,對於各種環境下的拍攝會有較大彈性。
★自動白平衡修正數碼相機的感光部分相當於傳統相機的底片,數碼相機的感光元件是固定不變的,因此需藉助白平衡修正能力來反應光源所產生的變化。它主要針對不同環境下的感光程度而設計,不同的光源會產生不同程度的顏色偏差,可能使顏色偏藍、偏黃,而白平衡修正可將其修正過來。
★曝光補償由於相機的自動曝光功能以中灰色所反射光線的進光量為比較標准,因此在拍攝畫面中,如果白色太多(反射光多)時,進光量會高於測游標准值,所以相機便被誤導,以為光線很強而縮小光圈,造成照片曝光不足現象,白色部分變得不夠白。而曝光補償則針對這種情況,將曝光度往上加1或2格,才能有明亮、正確的影像。反過來,大部分是黑色狀況下,需把曝光量下降1或2格。
許多消費者因為不了解數碼相機,片面地認為,像素高的就好。其實不盡然。選購數碼相機時,要兼顧它的數字特性和光學特性。
1、數碼相機的鏡頭。設計優良的高檔相機鏡頭由多組鏡片構成,並含有非球面鏡片,可以顯著的減少色偏和最大限度抑制圖形畸變、失真,材質選用價格昂貴的螢石或玻璃來做鏡片。而家用和半專業相機的鏡頭為減輕重量和降低成本,採用的是用樹脂合成的鏡片。
2、數碼相機CCD的像數值。CCD是數碼相機的心臟,也是影響數碼相機製造成本的主要因素之一。因而也成為劃分數碼相機檔次的一個重要標准。目前,入門級的是300-500萬像素級產品,而商用及半專業用戶則傾向於500-1000萬像素以上的產品。
3、數碼相機的變焦。光學變焦是實打實的變焦,不會影響照片的成像質量;而數字變焦是電子變焦,是以損失照片清晰度為代價的局部放大。
4、數碼相機的電池及耗電量。數碼相機因帶有LCD 顯示屏及內置閃光燈,因而電池消耗量比傳統相機大。使用5號電池價格便宜,隨時隨地可以買到,但照不了多久電池就沒電了。因此,最好選擇配備可充電鋰電池的機型,目前主流數碼產品皆已設計為鋰電池,同時提供齊全的充電設備作為配件。
5、附加功能。功能越多,意味著使用數碼相機的樂趣更多、用途更廣。例如許多數碼相機有視頻輸出功能,可以接到電視上瀏覽照片;有的可以像手機一樣自行設置開機圖片和快門聲音;有的可以有短時的數碼錄象功能。數碼相機的驅動程序的安裝應當十分簡便,並能夠快速下載圖片、擁有照片預覽等。例如佳能數碼相機附帶的軟體功能就十分的完善,可以分類管理圖片,列印時的設置更是多種多樣,還可以簡單修改圖片等。
影像感應器是相機性能的決定性因素,一般情況下,影像感應器的像素值應大於實拍圖像的最大像素值。有些廠家為了彌補影像感應器像素的不足,採用軟體插值法加大圖像的像素值,實際上,這種插值法在幾乎所有的圖像處理軟體中都能實現,因此實際意義不大。選購時一定要以影像感應器的硬體像素值而不是輸出圖像最大像素值為依據。
數碼相機將攝影信息記錄在稱為CCD(電荷耦合元件)的半導體元件中,而不是銀鹽相機的膠片上。CCD尺寸與電視機一樣是指對角長度,用英寸來表示,如「1.27英寸(注)」。CCD越大,像素就越多,感光度也就越高。所以,像素數相同的情況下,CCD越大,畫質也就越好。·CCD尺寸1/2.7英寸(4.0mm×5.3mm)1/2英寸(4.8mm×6.4mm)1/1.8英寸(5.19mm×6.91mm)2/3英寸(6.6mm×8.8mm)註:1英寸等於2.54cm,數碼相機的CCD,採用與電視機顯像管一致的表示方式。
『柒』 介紹關於數碼影像的某項新技術
數碼相機的最大優勢在於它的信息數字化,由於數字信息可以藉助遍及全球的數字通訊網即時傳送,所以數碼相機首先可以實現圖像的實時傳遞。
數碼相機作為一種計算機輸入設備,近年取得了長足的發展和進步。首先是由於技術及工藝的進步,現在作為計算機輸入設備的數碼相機主流機型解析度一般已在百萬像素級。其外觀造形與傳統相機幾無差別。其次由於產量、銷量的增加以及技術進步等因素,現在數碼相機的價格也正以很快的速度下降。這些都促進了數碼相機應用的普及,普及反過來又促使廠商在技術及工藝上作更大的投入。這種良性交互正在使得數碼相機成為計算機應用一個不可或缺的設備。
數碼相機的外觀、部分功能及操作與普通的相機差不多。但數碼相機與傳統相機還有以下幾個不同點:
製作工藝不同:數碼相機作為一種攝影工具,它的外形與傳統的相機基本相似,只是傳統相機使用銀鹽感光材料即膠卷作為載體,拍攝後的膠卷要經過沖洗才能得到照片,剛拍攝後操作者無法知道照片拍攝效果的好壞並對拍攝得不好的照片進行刪除,一般情況下,通過暗房加工出來的照片的效果是不能再改變的。數碼相機不使用膠卷,而是使用電荷耦合器CCD元件感光,然後將光信號轉變為電信號,再經模/數轉換後記錄於存儲卡上,存儲卡可反復使用。由於數碼相機拍攝的照片要經過數字化處理再存儲,拍攝後的照片可以回放觀看效果,對不滿意的照片可以立即刪除重拍。拍攝後把數碼相機與電腦連接,可以方便地將照片傳輸到電腦中並進行各種處理,再通過列印機列印出來,這是數碼相機與傳統相機的主要區別。
拍攝效果不同:傳統相機的鹵化銀膠片可以捕捉連續的色調和色彩,而 數碼相機的CCD元件在較暗或較亮的光線下會丟失部分細節,更重要的是,數碼相機CCD元件所採集圖像的像素遠遠小於傳統相機所拍攝圖像的像素。一般而言,傳統35毫米膠片解析度為每英寸2500線,相當於1800萬像素甚至更高,而目前數碼相機使用的最好的CCD所能達到的像素還不足1000萬。在現階段,數碼相機拍攝的照片,不論在影像的清晰度、質感、層次、色彩的飽和度等方面,都無法與傳統相機拍攝的照片相媲美。
拍攝速度不同:在按下快門即數碼相機真正記錄數據之前,需要等待1.5秒,這是因為數碼相機要進行調整光圈、改變快門速度、檢查自動聚焦、打開閃光燈等操作。數碼相機每拍攝完一張照片,要等待3至7秒才能拍攝下一張照片,這是因為數碼相機要對已拍攝的照片進行圖像壓縮處理並存儲起來,由於存儲卡的存儲速度較慢,故數碼相機的拍攝速度,特別是連拍速度還無法達到專業攝影的要求,再由於相機的每個動作都需要耗電,故數碼相機的耗電量較大,這些都是數碼相機存在的缺點
存儲介質不同:數碼相機的圖像以數字方式存儲在磁介質上,而傳統相機的影像是以化學方法記錄在鹵化銀膠片上。
輸入輸出方式不同:數碼相機的影像可直接輸入計算機,處理後列印出來。傳統相機的影像必須在暗房裡沖洗,要想進行處理必須通過掃描儀掃描進計算機,而掃描後得到的圖像的質量必然會受到掃描儀精度的影響。這樣,即使它的原樣質量很高,經過掃描以後得到的圖像就差得遠了。 數碼相機可將自然界的一切瞬間輕而易舉地拍攝為供電腦直接處理的數碼影像,並可在電視上顯示,因而眾多的生產電腦或家電的廠商如惠普、索尼、蘋果、夏普等都競相生產數碼相機,它已不再只是柯達或富士公司等攝影器材廠的專營產品。目前,日本的幾家攝影器材公司正努力鑽研,准備5年內淘汰溴銀膠卷。據預測,今後10年全球大多數人將會使用數碼相機。眾多的跨國公司角逐數碼相機市場,正是由於他們看準了數碼相機的突出優點,即它可在速度、方便性、降低圖片的成本及提高效率方面使用戶獲益。
我國數碼相機市場只是近幾年才悄然興起的。從經銷的品牌來看,主要是以名牌產品為主,其中最為主流的品牌有如FujiFilm、Kodak、Olympus、SONY等。98年度我國數碼相機的總體銷量在4萬台左右,預計99年度將突破6萬台,目前市面上主流的商用級數碼相機型號有:FujiFilm MX-500/MX-600/MX-2900,Olympus 1400XL/2000zoom, KODAK DC240/DC265/DC280, SONY FD81/FD88C/FD91等,它們的價格一般在在4000~9000元人民幣之間。
數碼相機用戶主要分布於計算機、通信、電子、金融、交通、文化、商業、旅遊、建築、軍警及政府等部門。數碼相機對於個人用戶來說,主要用於旅遊、攝影等方面,占近半數的用戶是用於專業攝影及為工作提供便利;而作為單位用戶,最主要用於工作所需的拍攝,其次用作產品介紹及廣告設計、新聞采訪、桌面排版及建築方面的裝璜設計。
隨著全球日益高漲的數碼熱潮,加上數碼相機的技術逐漸成熟,以及價格的逐漸下降,數碼相機將成為IT行業增長最為迅速的產業之一。
第二章 影響數碼相機拍攝品質的主要性能指標
數碼相機是集光學、機械、電子於一體的產品,它集成了影像信息的轉換,存儲和傳輸等部件,具有數字化存取模式,與電腦交互處理和實時拍攝等特點。數碼相機的許多性能指標都藉助了傳統相機的概念,但由於數碼相機與傳統相機在構造上的不同,一般廠家都使用「相當與傳統相機」的概念進行描述,本章將詳細介紹影響數碼相機拍攝品質的性能指標(本部分在許多概念上與傳統相機相似)
數碼相機的解析度
數碼相機的色彩深度
數碼相機的光學鏡頭
數碼相機的鏡頭焦距
數碼相機的光圈與快門
數碼相機的白平衡
數碼相機的感光度
數碼相機的曝光補償
數碼相機的曝光模式
1 數碼相機的解析度
與傳統的相機相比,傳統相機使用「膠卷」作為其記錄信息的載體,而數碼相機的「膠卷」就是其成像器件,而且是與相機一體的,是數碼相機的心臟。數碼相機使用光敏元件作為成像器件,將圖像中的光學信息轉化為數字信號。目前光敏元件有兩種:一種是廣泛使用的CCD(電荷耦合)元件;另一種是新興的CMOS(互補金屬氧化物半導體)器件。數碼相機的解析度是指相機中光敏元件的數目。在相同解析度下,CMOS比CCD便宜,但是CMOS光敏器件產生的圖像質量要低一些。
目前市場上常見數碼相機的成像器件是CCD(電荷耦合器件),CCD圖像感測器,它用一種高感光度的半導體材料製成,能把光線轉變為電荷,通過模數轉換器晶元轉換成數字信號,數字相機的CCD內含的晶體管數量越多,解析度也越高。CCD的解析度—
——像素數常被用作劃分數碼相機檔次的主要依據。誠然,CCD的解析度在一定意義上決定了數碼相機成像的質量,但正像顆粒度不能完全概括膠卷的質量一樣,解析度也不是評價CCD質量的唯一標准。其色彩深度,晶元本身的製造水平等,對最終成像質量帶來的影響都不容低估。
但與數碼相機其它指標相比,解析度依然是數碼相機最重要的性能指標。數碼相機的解析度使用圖像的絕對像素數來衡量(而不採用每英寸多少像素DPI的指標),這是由於數碼照片大多數採用面陣CCD。數碼相機拍攝圖像的像素數取決於相機內CCD晶元上光敏元件的數量,數量越多則可產生的圖象解析度越高,所拍圖像的質量也就越高,當然,相機的價格也會大致成正比地增加。數碼相機的解析度還直接反映出能夠列印出的照片尺寸的大小。解析度越高,在同樣的輸出質量下可列印出的照片尺寸越大。同類數碼相機而言,解析度越高,檔次越高,但佔用的存儲器空間就越多,另外還對加工、處理的計算機的速度、內存和硬碟的容量以及相應軟體都有高的要求。
若單從CCD晶元製造工藝的角度考察,其晶元面積越小、集成度越高越好,雖然有人認為,在鏡頭光學解析度有限,CCD像素數一定時,晶元面積越大,成像質量越好。但從目前數碼相機的實際拍攝效果來看,一般使用小晶元CCD的數碼相機相對圖象偏好,也許是因為集成度高的CCD,在原始材料及工藝更優的緣故。
在了解數碼相機的解析度時,一定要區分兩個解析度的概念,一個是CCD的解析度(或像素值),另外是拍攝圖象的解析度(一般廠家標明的圖象的最大解析度)。這兩個解析度,原則上是CCD的解析度決定了圖象的最大解析度,但這兩個解析度一般情況下不相等。
如果您在選擇數碼相機,一定要注意,CCD的解析度(像素點)是最為重要的指標,在同樣的最大拍攝圖象的解析度下,CCD的解析度越大越好。例如對於同樣可以拍攝圖象解析度如(1280*1024)的相機,150萬像素的CCD相機的拍攝質量會好於141萬像素CCD的數碼相機。這是因為,CCD作為感光器件,CCD邊緣的像素點在拍攝時,由於邊緣光的影響,一般會出現一定的偏色和眩暈,數碼相機在CCD像素大於圖象拍攝像素時,會自動切除邊緣像素,從而去除眩暈和偏色,並且邊緣切除越多越好。
這就是廠家用141萬像素甚至150萬像素的CCD製造最大拍攝1280*1024(131萬像素)的圖象數碼相機的原因。所以追求品質的廠家一般都用CCD的精度都遠高於拍攝圖象的最大精度。
目前還有不少相機,拍攝圖象的精度(如1200*1800)遠高於CCD的精度(131萬像素)。這是通過軟體插值處理(任何一個圖象軟體下都有的功能),因而這個圖象精度完全是不可取的。軟體加大精度只能夠讓圖象細節模糊,如果列印成大幅畫面,則清晰度往往難以令人滿意,尤其是細節表現非常低劣。因而您在購買數碼相機時,只能以CCD的精度為衡量相機好壞的標准。否則您可能會將131萬像素的數碼相機,當200萬像素的相機買回家。
照片解析度廠家都會標明其相機的最大解析度如1280×1024。用戶也可以調低解析度從而在相同的存儲卡上保存更多數量的照片。不同用途的照片可以選用不同的解析度以及壓縮比。這種選擇應當是越多越好。這里要說明一點,同一解析度下可以有不同的壓縮比,解析度和壓縮比同時決定照片的質量,這一點須請各位讀者注意。當然,質量和數量在同一存儲卡上就是一對矛盾,這就要求用戶適當選擇。
2.數碼相機的色彩位數
色彩位數又稱彩色深度,數碼相機的彩色深度指標反映了數碼相機能正確記錄色調有多少,色彩位數的值越高,就越可能更真實地還原亮部及暗部的細節。目前幾乎所有的數碼相機的色彩位數都達到了24位,可以生成真彩色的圖象。一些號稱30或36位,實際的CCD也是24位,目前商用級的數碼相機CCD都是24位。因而這一指標目前並不是衡量數碼相機的關鍵指標,在一般應用場合下,可不必多加考慮。
3.數碼相機的光學鏡頭
對於相機,鏡頭的好壞一直是影響成像質量的關鍵因素,數碼相機當然也不例外。雖然由於數碼相機的CCD解析度有限,原則上對鏡頭的光學解析度要求較低;但另一方面,由於數碼相機的成像面積較小(因為數碼相機是成像在CCD上,而CCD的面積較傳統35毫米相機的膠片小很多),因而需要鏡頭保證一定的成像素質。舉例來說,對某一確定的被攝體,水平方向需要200個像素才能完美再現其細節,如果成像寬度為10mm,則光學解析度為20線/mm的鏡頭就能勝任,如果成像寬度為1mm,則要求鏡頭的光學解析度必須在2000線/毫米以上。另一方面,傳統膠卷對紫外線比較敏感,外拍時常需要加裝UV鏡,而CCD對紅外線比較敏感,鏡頭增加特殊的鍍層或外加濾鏡也會大大提高成像質量。鏡頭的物理口徑也是必須要考慮的,且不管其相對口徑如何,其物理口徑越大,光通量就越大,數碼相機對光線的接受和控制就會更好,成像質量也就越好。
目前商用或家用數碼相機的鏡頭,部分廠家採用了相對比較好的鏡頭。富士相機採用了170線/毫米解析度的專業富士龍鏡頭,這種內置的新型富士龍鏡頭比大多數SLR鏡頭更清晰。不僅在精度上保證了圖象拍攝的品質,而且其鏡頭錯誤率也達到令人驚異的0.3%, 較一般的數碼相機低2/3。
另外在部分數碼相機中,還提供了遠距及廣角兩種鏡頭方式。這在您選擇數碼相機時,也是一個參考的指標。
在傳統的數碼相機中,廣角鏡頭是一種焦距短於標准鏡頭、視角大於標准鏡頭、距長於魚眼鏡頭、視角小於魚眼鏡頭的攝影鏡頭。廣角鏡頭又分為普通廣角鏡頭和超廣角鏡頭兩種。135照相機普通廣角鏡頭的焦距一般為38-24毫米,視角為60-84度;超廣角鏡頭的焦距為20-13毫米,視角為94-118度。由於廣角鏡頭的焦距短,視角大,在較短的拍攝距離范圍內,能拍攝到較大面積的景物。所以,廣泛用於大場面風攝影作品的拍攝。在攝影創作中,使用廣角鏡頭拍攝,能獲得以下幾個方面的效果:一是能增加攝影畫面的空間縱深感;二是景深較長,能保證被攝主體的前後景物在畫面上均可清晰的再現。所以,現代絕大多數的袖珍式自動照相機(俗稱傻瓜照相機)採用38-35毫米的普通廣角鏡頭;三是鏡頭的涵蓋面積大,拍攝的景物范圍寬廣;四是在相同的拍攝距離處所拍攝的景物,比使用標准鏡頭所拍攝的景物在畫面中的影像小;五是在畫面中容易出現透視變形和影像畸變的缺陷,鏡頭的焦距越短,拍攝的距離越近,這種缺陷就越顯著。
目前商用級的數碼相機中多使用與普通35 mm相機相同的普通廣角鏡頭,由於其在景深深,拍攝范圍廣等優點,因而在選擇數碼相機時,同樣性能的數碼相機,能夠具有廣角和遠距的數碼相機將會性能更好一些。目前具有廣角拍攝功能的數碼相機有富士的MX-600,KODAK的DC265,OLYMPUS的1400XL等。
4.數碼相機的鏡頭焦距
與人類的眼睛一樣,數碼照相機通過鏡頭來攝取世界萬物,人類的眼睛如果焦距出現誤差(近視眼),則會出現無法正確的分辨事物,同樣作為數碼相機的鏡頭,其最主要的特性也是鏡頭的焦距值。鏡頭的焦距不同,能拍攝的景物廣闊程度就不同,照片效果也迥然相異。如果您經常使用普通的35毫米相機,對相機的鏡頭焦距應該會有基本的認識,比如一般使用35毫米左右的鏡頭拍攝風景、紀念照,而用80毫米左右的鏡頭拍證件照所需要的「大頭像」。與傳統的相機相比,由於數碼相機使用CCD感光器件,因而其鏡頭上標明的焦距通常是5.0毫米、10毫米等等,在普通的35毫米相機上一般都使用超廣角或魚眼鏡頭了,而數碼相機廠家一般使用的鏡頭只是相當於35毫米相機的小廣角鏡頭。
要說明這個問題,首先就得從鏡頭視角與焦距的關系談起。從鏡頭的中心節點到成像平面對角線兩端所張的夾角就是鏡頭的對角線視角(參見附圖)。
我們不難看出,對於相同的成像面積,鏡頭焦距越短視角就越大;而對於同樣焦距的鏡頭而言,成像面積越小,鏡頭的視角也越小。35毫米相機的成像面積等於135膠卷的感光面積———標準的36×24毫米,數碼相機使用CCD感測器代替了傳統相機中膠卷的位置,它的面積卻有好幾種規格,從高檔專業相機的18.4×27.6毫米到普通數碼相機的2/3、1/2、1/3甚至1/4英寸各不相同。也就是說,同樣的鏡頭,在有的數碼相機上是廣角效果,但在別的相機上可能就變成了標准鏡頭。看來,我們要依靠焦距值來區分數碼相機鏡頭的視角是很不方便的,所以數碼相機廠家通常都會提供一個容易比較的相對值,也就是標出與數碼相機鏡頭視角相同的35毫米相機鏡頭焦距,這樣的對應焦距值我們就很容易理解了。像富士MX-500的鏡頭焦距是7.6毫米,對角線視角70度,相當於35毫米鏡頭,是個小廣角;富士的MX-600裝有相當於35-105毫米的小廣角變焦鏡頭。我們在評價與選購數碼相機時,也只要參考換算到35毫米相機的鏡頭焦距就可以了,鏡頭具體的實際焦距是多少,與我們基本無關,您也無法去具體核算,其實數碼相機得光學變焦的倍數就基本上能夠反應這個指標,雖然不同型號的數碼相機會有一定的差別,但差別不會太大,如果您不是很刻意的追求具體的相當於35毫米相機的對應焦距,參照數碼相機的光學變焦的倍數,一般就可以了。
也許有的用戶對數碼相機的鏡頭的實際焦距還是不很理解,因為如果是35毫米相機上的7.6毫米焦距,就屬於極為罕見的魚眼鏡頭,必然是體積龐大、價格不菲,而且拍出的照片畸變嚴重,有很強烈的透視感。但數碼相機上的7.6毫米鏡頭也就是拇指大小,加上整個數碼相機也比傳統鏡頭便宜得多,雖說成像只用了中心的一小塊,但一聯想起誇張的魚眼效果就讓人對它的畫質心裡打鼓。實際上這種擔心是不必的,35毫米相機的鏡頭口徑很大,是為了保證畫面周邊的成像質量,而CCD的面積遠小於膠片,要實現小面積的優質成像,只要很小的透鏡尺寸就足夠了。而且,實際上決定鏡頭結構的是它的有效視角,而不是簡單的焦距值,數碼相機上的7.6毫米鏡頭採用的是傳統相機上35毫米小廣角鏡頭的設計,而不是7.6毫米魚眼鏡頭的結構。因此,數碼相機鏡頭的焦距值與實際成像效果並無直接聯系。由於透鏡的體積小了,相對成本也降低了,反而可以輕松地實現較高的成像質量。
5.光圈與快門
與傳統的相機一樣,數碼相機的光圈范圍與快門速度在拍攝時相當重要,但對於目前普通的商用及家用級的數碼相機,因為相機的全自動化,使得人們只關心如何選擇拍攝景物,而不太注意相機自動控制的光圈及快門速度。但如果您在購買數碼相機時,最好能夠對比一下各種數碼相機的光圈范圍及快門速度,因為光圈和快門將配合控制您的數碼相機的光線攝入量的總體范圍值,也就是說它將影響到您的相機是否能夠在各種光線情況下獲得很好的效果。同時快門速度也將直接影響到您在拍攝動態圖象時的效果,而光圈范圍將影響到您拍攝圖象的景深。
拍攝照片的過程,是相機開啟快門後,讓眼前的影像透過鏡頭後投影到數碼相機的CCD感光器上,感光器在通過數模轉化器,將圖象的信息在相機的存儲卡上記錄下來,這個過程與傳統的相機的曝光過程一樣。然而想要獲得層次豐富的影像,就要控制投射在CCD感光器的光量值,照片上的細節都可以得到正確的描述,從顏色最深到最淡的區域,都有豐富的層次表現,明暗之間有漸變過渡,不是截然的黑白分明,另外作品的反差和鮮銳度也都有最佳的表現。過多的光線,導致曝光過渡,影像明顯偏亮;反過來說,若CCD吸收的光線太少,則會曝光不足,整張照片會偏暗,細節的地方會流失,照片效果會相當不好,所以在拍攝時,要得到合適的曝光量是非常重要的環節。
數碼相機與傳統相機一樣,用來控制曝光量的就是「光圈」與「快門」,「光圈」是光線通過鏡頭的口徑,口徑越大,自然在單位時間內,所能投射的光線越多,快門就是光線通過鏡頭的時間,時間越短,曝光量越小。
數碼相機與傳統相機一樣,光圈就安放在鏡頭的幾片透鏡中,由幾片金屬薄片組合而成,利用金屬薄片的移動而調節光圈的大小。使用過傳統的反光相機的人都知道,在鏡頭上,我們可以找到光圈值f,通常所見的光圈刻度為:1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……,光圈級數f越大,表示鏡頭的口徑越小,f值是將鏡頭的焦距距離與光圈的口徑(孔的大小)所除而得的數字,因此數值越大,口徑也就愈小。而每一級的光圈級數之間的單位進光量都是相差兩倍,但目前有的數碼相機,並未按以上級數設置光圈,而是按f2.8,f.5.6,f11,這時,其上下級的進光量,就不僅僅差兩倍。
前面說過,光圈是光線通過鏡頭時的口徑大小,然而這只是籠統的說法,光圈的大小還要考慮到本身鏡頭鏡頭的焦距長短。長焦距的鏡頭(望遠鏡頭),其長度較長,從光線的進入達到CCD的距離長,因此投射到CCD上的光線比較弱,因此長焦距的鏡頭的光圈往往略小一點,若是要作較大的光圈的鏡頭,就必須把口徑拉大,才能把單位進光量提高,但是因為製作大口徑的鏡頭的級數有不少的困難,製作工藝也較高,因而這一類的鏡頭通常較貴。因為光圈級數f是靠口徑的大小和焦距長短的比值計算而得,因此只要光圈級數一樣,不管35毫米或是200毫米,其進光量都是一樣的。
快門速度值通常標為:1、2、4、8、15、30、60、125、250、500……,這些所代表的實際意義是1秒的倒數,所以15是指1/15秒,250是指1/250秒,這比光圈要令人好理解多了,也是和光圈一樣,每一格的快門速度間所相差的光量值也是2倍,例如,快門1/500秒的光量值為1/250秒的一半,是1/125秒的1/4而已。
因為光圈與快門都可以用來控制曝光量,只要決定了光圈值f,就可由快門速度來修正曝光量,相反地,你也可以先決定使用的快門速度後,然後借調整光圈來獲得曝光量,所幸的是在光量的調正上,都是以2倍的概念進行控制,使我們更容易調整適當的曝光量,例如說:若測出的正確曝光量為f/11,快門1/30秒時,想要把快門提高到1/60秒時,那麼光圈也就要開大到f/8,因為快門從1/30秒到1/60秒時,曝光時間減少一半,那麼光圈就要大一級,以加倍單位時間得進光量,如此光圈與快門的一增一減,曝光量也就剛好達到平衡。
可是因為光圈與快門各有其獨到特別的地方,因此每種搭配產生的效果都不一樣,必須依據拍攝物體的需要個人想要表現的方式,選擇最適合的組合,才能發揮光圈與快門的實際意義。
以快門速度來分,可分為高速快門與慢速快門。通常高速的快門能將移動中的物體給與「固定」,固定後的物體的動作細節和質感鮮明地加以描繪,使得物體更富有立體感。通常快門速度在1/30秒到1秒,甚至1秒以上的B快門都是屬於慢速快門的范圍,慢速快門常用的方法:第一種是將相機固定後,再由較慢的快門速度,使移動中的物體產生模糊圖象,而讓背景(靜物)的清晰可以更加襯托主題的動感。第二種就是讓相機隨著物體運動的方向平移或是轉移,如此,和第一種方法剛好相反,背景會變得相當模糊,而主題會有點模糊卻帶有清晰,同樣也是能把主體和背景分離出來。第三種,就是一不作二不休,乾脆整張照片都模糊不清,借著迅速搖晃相機器而得來的。這三種方法,各有其特色在,如何適時的運用看就各人喜好的所在。
『捌』 求有關數碼相機技術及發展趨勢的論文
http://www.icandata.com/reportdoc/96718.doc
你看看這篇可以么?《2009-2010年中國數碼相機行業市場分析及發展趨勢報告》