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相机是如何工作

发布时间:2023-03-11 13:56:19

⑴ 照相机是怎样工作的

相机的工作原理:
数码相机是由镜头、CCD、A/D(模/数转换器)、MPU(微处理器)、内置存储器、LCD(液晶显示器)、PC卡(可移动存储器)和接口(计算机接口、电视机接口)等部分组成,通常它们都安装在数码相机的内部,当然也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离。
数码相机中的工作原理如下:当按下快门时,镜头将光线会聚到感光器件CCD(电荷耦合器件)上, CCD是半导体器件,它代替了普通相机中胶卷的位置,它的功能是把光信号转变为电信号。这样,我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像,但是它还不能马上被送去计算机处理,还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换,ADC(模数转换器)器件用来执行这项工作。接下来MPU(微处理器)对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式,例如JPEG格式。最后,图像文件被存储在内置存储器中。至此,数码相机的主要工作已经完成,剩下要做的是通过LCD(液晶显示器)查看拍摄到的照片。有一些数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器,如PC卡或者软盘。此外,还提供了连接到计算机和电视机的接口。

⑵ 照相机的工作原理

照相机的原理可分为多个方面,1.镜头成像原理,2.快门原理
3.胶片感光原理,你好想问的是胶片部分的原理,镜头成像传统和数码没区别,就不再说了。
传统相机的感光材料是胶片,光线在快门和镜头的控制下在胶片上成像,胶片上的碘化银见光分解,利用光线强弱分解程度不同,而记录影像。还分彩色黑白,正片负片。数码相机的感光元件,有两种,有CCD和CMOS,材料不同,原理一样。成像的光线落到分布着大量像素点的感光元件上,之后由连接的电脑芯片,将影像的数据传至存储卡。
更详细的原理还是你在网上搜索,或看书吧。

⑶ 数码相机工作原理

数码相机的工作原理是:首先通过镜头接收光线,然后被称为CCD(电耦合元件)的摄影元件(有时也使用CMOS传感器)将所接收的光线转换成电信号,最后将电信号作为数据记录到内置存储器和存储卡中。在数码相机的基本性能中,像素数、摄影元件、变焦倍率和镜头亮度这几个技术指标最为关键。一、像素数在数码相机的规格和广告中最先映入人们眼帘的描述一般就是它的像素数。所谓像素数,可以理解为在摄影元件上设置的像栅格一样的东西。而光线的颜色和强度则能够以这种栅格为单位接收到相机中。所以,栅格越细(也就是像素越多),照片的颗粒就越细,相应地拍摄对象的细节部分就表现得越好。 但在广告上、样本上、说明书上、相机上标出的数据有时却是不一样的,明明一个400万像素的数码相机,拍摄的图像文件尺寸怎么算也只有390万像素,这里面是不是该有什么标准呢? 确实,在以前,我们看到这些像素数的数据时还要在心里仔细盘算,因为图像传感器的技术发展非常迅猛,原有的标准出现了许多漏洞。JCIA(Japan Camera Instry Association,日本照相机工业协会)于2001年7月发布了《数码相机规格标注指导》,严格规范了各种标称方式的名称、内容,以谋求能够为一般消费者提供可以作为挑选数码相机依据的指标。新标准的要点是,作为表现数码相机性能的指标,将优先标记“有效像素数”,一般消费者在购买数码相机时,应以有效像素数作为选购的依据。新的标准适用于从2001年9月1日开始销售的数码相机。JCIA希望这一标准能够成为全球数码相机业界的标准。下面我们把用户可能在选择时遇到的像素数指标罗列如下,使用户在评判时有所依据。 (1)有效像素数(Number of Effective Pixels)它在规范中被指定为数码相机描述性能时最优先提及的指标。根据物理学光衍射原理, 在相机的光通道(取像孔)被厂家固定下来后,在CCD上成像时外缘部分会形成衍射现象,导致图像模糊。为了提高图像质量,我们就会放弃在这部分像素点上的成像内容,这样一来,成像单元(像素点)就没有百分之百地被利用, 导致实际利用像素数没有提供的那么多,这样被利用的绝大部分像素数就是“有效像素数”了。这就是为什么我们总在数码相机的说明资料中常看到“有效像素数”的原因。(2)总像素数(Number of Total Pixels)这是图像传感器本身的规格,是传感器上所有像素的数目。在设计一系列产品时,可能采用同样的镜头和CCD,但最终在市场上要依靠像素数和外围设计区分档次,所以目前一些数码相机镜头的成像范围要小于CCD面积,只能利用部分CCD的像素。因此,我们常常可以看到有效像素数小于总像素数的情况。 (3)记录像素数(Number of Recorded Pixels)这是最终记录在存储媒体上的静态图像中所包含的像素数。一些采用插补、智能像素扩充技术产生的高分辨率图像也可以按照这个标准标出,因此,对一些采用独特布局或是算法的CCD的数码相机来说,记录像素数代表了其性能的重要一面。当然,厂家会标注出采用何种技术产生的这些像素。 (4)输出像素数(Number of Output Pixels)这是通过输出转换后,数码相机产生的图像中包含的像素数。这个指标和记录像素数有些类似,但它是最终传递到计算机中的图像分辨率,与存储媒体中的数据略有不同。 看了以上这些指标,你是不是心中有数了呢?找一款数码相机的样本看看可能会更直观一些。其实也不必太深究它们的含义,目前比较新的数码相机(2001年7月以后上市)都把有效像素数作为最明显的指标。在统一的标准之下,我们也就更容易选择符合自己需求的产品了。二、摄影元件另外,摄影元件(CCD)尺寸也很重要。如果像素数相同,摄影元件越大,每个像素的尺寸就越大。像素尺寸越大,所能处理的数据量就会增加,从而就能够区别微细光线的颜色和强度,也就能够生成层次感丰富的照片。 中档数码相机一般使用尺寸在1/2.7~1/1.5英寸的CCD,但是高级单反相机有的会超过1英寸。 当前的数码相机上CCD的直径大小常见的尺寸有:2/3英寸和1/1.8英寸等。在一块CCD板上如果集成了200万个光电成像单元,那我们就说这款数码相机就是200万个像素的。所以当CCD板的大小和集成度固定下来后,像素点就变成绝对概念了。在集成度一样的前提下,CCD尺寸越大的数码相机像素数就越高,当然分辨率也就越大,价格就越贵。三、变焦倍率(1)镜头焦距镜头焦距是相机镜头最重要的特性之一,为了让传统摄影者很容易地了解消费级数码相机镜头焦距的意义,我们常常将其转换成135相机的等值焦距。镜头焦距指的是平行的光线穿过镜片后,所汇集的焦点至镜片间的距离。基本上,若是被摄体的位置不变,镜头的焦距与物体的放大率会呈现正比的关系。即:放大率=影像尺寸/被摄体尺寸光学变焦例如,Nikon CoolPix 990数码相机的镜头焦距为38~115mm(相当于135相机),我们便说它是3X的光学变焦。原始的镜头焦距为38mm,经过镜头系统的伸缩改变,最大可以将镜头焦距调整到115mm。在相同的拍摄距离下,可以将被摄体放大3倍。(2)数码变焦 今日的数码相机已经演进成小型的计算机一般,内部含有操作系统,可以执行既定的程序。透过程序的演算及光学系统的配合,我们可以将被摄体再做局部放大,以插补的方式仿真出光学变焦的效果。数码变焦必然会损耗掉影像的品质,在一般的拍摄状况下,我们都不建议使用数码变焦的功能。但我们也知道“较差的相片”胜过“没有相片”,在某些特殊状况下,我们还是会动用“数码变焦”的功能。(3)光学变焦 VS 数码变焦 光学变焦的影像品质胜过数码变焦,请尽量采取光学变焦的功能。光学变焦及数码变焦的计算如下。若一相机的光学变焦为3X,数码变焦为4X,则该相机合并运用光学变焦及数码变焦功能,可以达到12X的放大能力(尽管这不太实际)。(4)定焦与变焦 无论是什么品牌的相机,变焦的功能同样还是会造成影像品质的损耗,因此,同级的数码相机/镜头系统,定焦镜头所拍摄的结果,应该比变焦镜头还要锐利。另一方面,定焦镜头较易设计,成本较低,但是在构图时,则没有变焦镜头那么方便。对于数码相机来说,变焦倍率越大,远景拍摄就越方便。但相应地镜头就越大,价格也就越高。 如果只是把数码相机用作记录用途,而采用尽可能轻便的产品的话,可以选择无变焦功能的产品。而稍微需要一点变焦功能的话,有3倍左右的变焦功能也就足够用了。 但是,规格中也许会出现“光学变焦倍率”和“数码变焦倍率”两项。其中体现镜头性能的是“光学变焦”。“数码变焦”是指将部分图像裁剪出来进行放大的功能。所以,利用数码变焦进行放大的越多,画质就越差。四、镜头亮度“F值”表示镜头亮度。不用闪光灯在中午进行拍摄时,达到F4.5左右就足够了。但是当经常在傍晚时分或光线昏暗的室内拍摄时,最好达到F3.5或F2.8左右。 虽说如此,镜头的性能并不能仅由规格来判断。模糊度、色彩表现性能以及外部光量和像差等数据并不写在规格中。另外,摄影目的和个人兴趣不同,喜好也就不同。这方面最好是参考杂志上刊登的测试报告。 五、其他需要注意的地方 对数码相机的易用性影响较大的规格包括从打开电源到可以拍摄之间的启动时间、可连续拍摄的最短时间,以及从按下快门到快门关闭之间的时滞。为了不放过任何拍摄时机,显然这些指标的数值越小越好。参考资料: http://www.qqdc.com.cn/viewthread.php?tid=9717

⑷ 数码照相机的工作原理是什么

1.胶片相机与数码相机的差异

使用传统的胶卷相机时,按下快门后,光线通过镜头和光圈落在焦点平面位置上的胶卷,胶卷的感光乳剂随之产生化学反应,将图像记录下来。

而数码相机在焦点的平面位置上的用图像传感器取代了胶卷,并通过相应的图像处理与存储部件来完成拍摄。两者最大的区别在于记录光影的方式。

传统相机使用的是模拟介质,数码相机使用的是数字介质,存储到sd卡中。

2.数码相机的工作过程

数码相机的工作过程是感光—转换—存储的过程。

打开相机的电源开关后,主控程序芯片开始检查整个相机,确定各个部分是否正常。如果一切正常,我们对准拍摄目标,并将快门按下一半时,相机内的微处理器开始工作,确定对焦距离,快门速度,光圈大小。

按下快门后,通过光学镜头的的光线聚焦在原来位于胶卷相机的影像传感器上,由影像传感器把光信号转为电信号,此时相机得到了电子图像。

但这时图像文件只是模拟信号,还不能被计算机识别,所以需通过A/D转化为数字信号。接下来微处理器对数字信号进行压缩,并转化为待定的图像格式,例如JPEG格式,raw格式。然后将图像文件存储到存储卡中。

至此一张数码照片就拍摄好了,通过相机背后的LCD屏幕,即可查看所拍摄的照片。

3.数码相机的成像过程

数码相机的成像过程主要分为如下4个步骤:

1.拍摄景物时,景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到图像传感器上。

2.图像传感器上的光电二极管收到光线的激发而释放出电荷,生成电信号。

3.图像传感器利用感光元件中的信号控制线路对发光二极管产生的电流进行控制,由电流传输电路输出,有一次成像产生的电信号收集起来,经过放大和滤波后的电信号传送到ADC,由ADC将电信号(模拟信号)转化为数字信号,数值的大小和电信号的强度,电压的高度成正比,这些数值其实也就是图像的数据。

4.此时这些图像数据还不能直接生成图像,需要输出到数字信号处理器(DSP)中。在DSP中将会对这些图像数据进行色彩校正,白平衡处理,并将其编码为数码相机所支持的图像格式,分辨率,然后才会被存储为图像文件。

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