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【No.0081】数码相机摄影基础知识常用术语

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期待Jiao
2008-12-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【Nopdf》,可适用于高等教育领域

数码相机摄影基础知识常用术语方便查阅说明:、蓝色大体字为关键字。、绿色中体字为分概念。、粗体字为重要部分或关键概念方便速查。光圈相机镜头内有一组重叠的金属叶片其所围成的孔径大小和开放的时间决定了一次成相的暴光量也产生了相机的光圈和速度。光圈英文名称为Aperture光圈是一个用来控制光线透过镜头进入机身内感光面的光量的装置它通常是在镜头内。我们平时所说的光圈值F、F、F等是光圈“系数”是相对光圈并非光圈的物理孔径与光圈的物理孔径及镜头到感光器件(胶片或CCD或CMOS)的距离有关。表达光圈大小我们是用F值。光圈F值=镜头的焦距镜头口径的直径从以上的公式可知要达到相同的光圈F值长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下:FFFFFFFFFFFFF。这里值得一题的是光圈F值愈小在同一单位时间内的进光量便愈多而且上一级的进光量刚是下一级的一倍例如光圈从F调整到F进光量便多一倍我们也说光圈开大了一级。多数非专业数码相机镜头的焦距短、物理口径很小F时光圈的物理孔径已经很小了继续缩小就会发生衍射之类的光学现象影响成像。所以一般非专业数码相机的最小光圈都在F至F而专业型数码相机感光器件面积大镜头距感光器件距离远光圈值可以很小。对于消费型数码相机而言光圈F值常常介于FF。此外许多数码相机在调整光圈时可以做级的调整。光圈f拍摄图光圈f拍摄图光圈f拍摄图快门当然主要是指快门速度。上面已经提到了有金属叶片的开放时间来决定。现在很多相机的快门速度都由相机自身的电脑片控制。在传统相机或一些半专业以上级的相机中相机的快门速度仍需手动主要包括以下由慢而快、、、、、、、、、、秒在一些更专业的相机中还有比这些更长或更短的快门速度设置。同样的快门速度每向上或向下跳一格暴光量加倍或减半。快门类型快门英文名称为Shutter快门是相机上控制感光片有效曝光时间的一种装置。目前的数码相机快门包括了电子快门、机械快门和B门。首先说说电子快门和机械快门的区别。两者不同之处在于它们控制快门的原理不同如电子快门是用电路控制快门线圈磁铁的原理来控制快门时间的齿轮与连动零件大多为塑料材质机械快门控制快门的原理是齿轮带动控制时间连动与齿轮为铜与铁的材质居多。前者受到风沙的侵袭容易损坏后者虽也怕风沙的侵蚀但是清洁方便。再说说B门当需要超过秒曝光时间时就要用到B门了。使用B门的时候快门释放按钮按下快门便长时间开启直至松开释放钮快门才关闭。这是专门为长曝光设定的快门。快门的工作原理是这样的为了保护相机内的感光器件不至于曝光快门总是关闭的拍摄时,调整好快门速度后只要按住照相机的快门释放钮(也就是拍照的按钮),在快门开启与闭合的间隙间,让通过摄影镜头的光线,使照相机内的感光片获得正确的曝光光穿过快门进入感光器件写入记忆卡。至于单反相机常见的B快门功能虽然可由你自由决定曝光时间的长短拍摄弹性更高不过目前大多数的消费性数码相机都还不能支持最多提供如秒、秒、秒等较慢速度的默认值。完善的快门通常必须具备以下几个方面的作用:一、是必须具备有能够准确调控曝光时间的作用这一点是照相机快门的最基本的作用二、是必须具备有足够高的快门速度以利于拍摄高速动动全或有效控制景深三、是必须具有长时间曝光的作用即应设有“T”门或"B"门四、是具有闪光同步拍摄的功能五、是具有自拍的功能以便于自拍或在无快门线的情况下进行长时间曝光时使快门开启。快门速度快门速度是数码相机快门的重要考察参数各个不同型号的数码相机的快门速度是完全不一样的因此在使用某个型号的数码相机来拍摄景物时一定要先了解其快门的速度因为按快门时只有考虑了快门的启动时间并且掌握好快门的释放时机才能捕捉到生动的画面。在一些大画幅相机上通常采用的是镜间快门快门速度标刻在镜头之上通常普通数码相机的快门大多在秒之内基本上可以应付大多数的日常拍摄。快门不单要看“快”还要看“慢”就是快门的延迟比如有的数码相机最长具有秒的快门用来拍夜景足够了然而快门太长也会增加数码照片的“噪点”就是照片中会出现杂条纹。另外主流的数码相机除了具有自动拍摄模式外还必须具有光圈优先模式、快门优先模式。光圈优先模式就是由用户决定光圈的大小然后相机根据环境光线和曝光设置等情况计算出光进入的多少这种模式比较适合照静止物体。而快门优先模式就是由用户决定快门的速度然后数码相机根据环境计算出合适的光圈大小来。所以快门优先模式就比较适合拍摄移动的物体特别是数码相机对震动是很敏感的在曝光过程中即使轻微地晃动相机都会产生模糊的照片在实用长焦距时这种情况更明显。在选购数码相机时你最好选购具有这几种模式的机型以保证拍摄的效果。至于单反相机常见的B快门功能虽然可由你自由决定曝光时间的长短拍摄弹性更高不过目前大多数的消费性数码相机都还不能支持最多提供如秒、秒、秒等较慢速度的默认值。感光度ISO胶片的主要参数是指胶片的感光度用ISO值来标示(InternationalStandardsOrganization的简称)。ISO值越大胶片感光传感器的感光度越高越容易暴光。在传统胶卷相机上ISO代表感光速度的标准在数码相机中ISO定义和胶卷相同代表着CCD或者CMOS感光元件的感光速度ISO数值越高就说明该感光材料的感光能力越强。ISO的计算公式为S=H(S感光度H为曝光量)。从公式中我们可以看出感光度越高对曝光量的要求就越少。ISO的胶卷的感光速度是ISO的两倍换句话说在其他条件相同的情况下ISO胶卷所需要的曝光时间是ISO胶卷的一半。在数码相机内通过调节等效感光度的大小可以改变光源多少和图片亮度的数值。因此感光度也成了间接控制图片亮度的数值。在传统胶卷相机中等效感光值是相机底片对光线反应的敏感程度测量值通常以ISO数码表示数码越大表示感旋光性越强常用的表示方法有ISO、、等一般而言感光度越高底片的颗粒越粗放大后的效果较差而数码相机为也套用此ISO值来标示测光系统所采用的曝光基准ISO越低所需曝光量越高。传统照相机本身是无感光度可言的因为感光度只是感光材料在一定的曝光、显影、测试条件下对于辐射能感应程度的定量标志。使用过传统相机的人都知道胶卷最重要的指标就是感光度通俗一点就是衡量胶卷需要多少光线才能完成准确曝光的数值。我们在照相机商店买的、、的胶卷数字表示的就是感光度。感光度一般用ISO值表示这个数值增大胶卷对光线的敏感程度也增这样就可以在不同的光线进行拍摄。像ISO的胶卷最适合在阳光灿烂的户外进行拍摄而ISO的胶卷则可以在室内或清晨、黄昏等光线较弱的环境下拍摄。但是由于照相机与普通照相机不同他的感光器件是使用了CCD或者CMOS对曝光多少也就有相应要求也就有感光灵敏度高低的问题。这也就相当于胶片具有一定的感光度一样数码相机厂家为了方便数码相机使用者理解一般将数码相机的CCD的感光度(或对光线的灵敏度)等效转换为传统胶卷的感光度值因而数字照相机也就有了“相当感光度”的说法。用通常衡量胶片感光度高低的眼光来看目前数字照相机感光度分布在中、高速的范围最低的为ISO最高的为ISO多数在ISO左右。对某些数字照相机来说感光度是单一的加之CCD的感光宽容度很小因而限制了它们的在光线过强或过弱条件下的使用效果。另外一些数字照相机相当感光度有一定的范围但即使在所允许范围内将感光度设置得高或低拍摄效果亦有所区别平时拍摄应将它置于最佳感光度上这一档上。和传统相机一样低ISO值适合营造清晰、柔和的图片而高的ISO值却可以补偿灯光不足的环境。在光线不足时闪光灯的使用是必然的。但是在一些场合下例如展览馆或者表演会不允许或不方便使用闪光灯的情况下可以通过ISO值来增加照片的亮度。数码相机ISO值的可调性使得我们有时仅可通过调高ISO值、增加曝光补偿等办法减少闪光灯的使用次数。调高ISO值可以增加光亮度但是也可能增加照片的噪点。由下图看出ISO值高的图片会比ISO值低的图片亮但是同时也容易增加噪点。如下图尼康P的不同感光度ISO测试:测试环境ISO自动ISOISOISOISOISOISOISOISO(最高支持万像素)噪点数码相机的噪点(noise)也称为噪声、噪音主要是指CCD(CMOS)将光线作为接收信号接收并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分也指图像中不该出现的外来像素通常由电子干扰产生。看起来就像图像被弄脏了布满一些细小的糙点。我们平时所拍摄的数码照片如果用个人电脑将拍摄到的高画质图像缩小以后再看的话也许就注意不到。不过如果将原图像放大那么就会出现本来没有的颜色(假色)这种假色就是图像噪音。ISO越高则产生的噪点越多除了噪点外还有一种现像很容易噪点相混淆这就是坏点。在数码相机同一设置条件下如果所拍的图像中杂点总是出现在同一个位置就说明这台数码相机存在坏点一般厂家对坏点的数量有规定如果坏点数量超过了规定的数量可以向经销商和厂家更换相机。假如杂点并不是出现在相同的位置则说明这些杂点是由于使用时形成的噪点。不同ISO下的噪点水平噪点产生的原因:、长时间曝光产生的图像噪音这种现像主要大部分出现在拍摄夜景在图像的黑暗的夜空中出线了一些孤立的亮点。可以说其原因是由于CCD无法处理较慢的快门速度所带来的巨大的工作量致使一些特定的像素失去控制而造成的。为了防止产生这种图像噪音部分数码相机中配备了被称为"降噪"的功能。如果使用降噪功能在记录图像之前就会利用数字处理方法来消除图像噪音因此在保存完毕以前就需要花费一点额外的时间。、用JPEG格式对图像压缩而产生的图像噪音由于JPEG格式的图像在缩小图像尺寸后图像仍显得很自然因此就可以利用特殊的方法来减小图像数据。此时它就会以上下左右×个像素为一个单位进行处理。因此尤其是在×个像素边缘的位置就会与下一个×个像素单位发生不自然的结合。由JPEG格式压缩而产生的图像噪音也被称为马赛克噪音(BlockNoise)压缩率越高图像噪音就越明显。虽然把图像缩小后这种噪音也会变得看不出来但放大打印后一进行色彩补偿就表现得非常明显。这种图像噪音可以通过利用尽可能高的画质或者利用JPEG格式以外的方法来记录图像而得以解决。、模糊过滤造成的图像噪音模糊过滤造成的图像噪音和JPEG一样在对图像进行处理时造成的图像噪音。有时是在数码相机内部处理过程中产生的有时是利用图像润色软件进行处理时产生的。对于尺寸较小的图像为了使图像显得更清晰而强调其色彩边缘时就会产生图像噪音。所谓的清晰处理就是指数码相机具有的强调图像色彩边缘的功能和图像编辑软件的“模糊过滤(UnsharpMask)”功能。在不同款式的数码相机中也有一些相机会对整个图像进行色彩边缘的强调。而处理以后就会在原来的边缘外侧出现其他颜色的色线。如果将图像尺寸缩小以后用于因特网的话图像不是总觉得会变得模糊不清吗?此时如果利用“模糊过滤”功能对图像进行清晰处理图像看起来效果就会好一些。不过由于产生了图像噪音在进行第二次或第三次处理时这种图像噪音就显得很麻烦。切忌不要因为处理过度而使图像显得过于粗糙。曝光模式曝光英文名称为Exposure曝光模式即计算机采用自然光源的模式通常分为多种包括:快门优先、光圈优先、手动曝光、AE锁等模式。照片的好坏与曝光量有关也就是说应该通多少的光线使CCD能够得到清晰的图像。曝光量与通光时间(快门速度决定)通光面积(光圈大小决定)有关。很多小型数码相机是通过菜单来选择暴光模式的快门和光圈优先:小星补充:快门优先俗称“S门”光圈优先俗称“A门”不要搞错了哦:)为了得到正确的曝光量就需要正确的快门与光圈的组合。快门快时光圈就要大些快门慢时光圈就要小些。快门优先是指由机器自动测光系统计算出曝光量的值然后根据你选定的快门速度自动决定用多大的光圈。光圈优先是指由机器自动测光系统计算出曝光量的值然后根据你选定的光圈大小自动决定用多少的快门。拍摄的时候用户应该结合实际环境把使曝光与快门两者调节平衡相得益彰。光圈越大则单位时间内通过的光线越多反之则越少。光圈的一般表示方法为字母“F数值”例如F、F等等。这里需要注意的是数值越小表示光圈越大比如F就要比F的光圈大并且两个相邻的光圈值之间相差两倍也就是说F比F所通过的光线要大两倍。相对来说快门的定义就很简单了也就是允许光通过光圈的时间表示的方式就是数值例如秒、秒等同样两个相邻快门之间也相差两倍光圈和快门的组合就形成了曝光量在曝光量一定的情况下这个组合不是惟一的。例如当前测出正常的曝光组合为F、秒如果将光圈增大一级也就是F那么此时的快门值将变为这样的组合同样也能达到正常的曝光量。不同的组合虽然可以达到相同的曝光量但是所拍摄出来的图片效果是不相同的。快门优先是在手动定义快门的情况下通过相机测光而获取光圈值。举例说明快门优先多用于拍摄运动的物体上特别是在体育运动拍摄中最常用。很多朋友在拍摄运动物体时发现往往拍摄出来的主体是模糊的这多半就是因为快门的速度不够快。在这种情况下你可以使用快门优先模式大概确定一个快门值然后进行拍摄。因为快门快了进光量可能减少色彩偏淡这就需要增加曝光来加强图片亮度。物体的运行一般都是有规律的那么快门的数值也可以大概估计例如拍摄行人快门速度只需要秒就差不多了而拍摄下落的水滴则需要秒。手动曝光模式:手控曝光模式每次拍摄时都需手动完成光圈和快门速度的调节这样的好处是方便摄影师在制造不同的图片效果。如需要运动轨迹的图片可以加长曝光时间把快门加快曝光增大(很多朋友在拍摄运动物体时发现往往拍摄出来的主体是模糊的这多半就是因为快门的速度不够快。如果快门过慢的话那么结果不是运动轨迹而是模糊一片)如需要制造暗淡的效果快门要加快曝光要减少。虽然这样的自主性很高但是很不方便对于抓拍瞬息即逝的景象时间更不允许。AE模式:AE全称为AutoExposure即自动曝光。模式大约可分为光圈优先AE式快门速度优先AE式程式AE式闪光AE式和深度优先AE式。光圈优先AE式是由拍摄者人为选择拍摄时的光圈大小由相机根据景物亮度、CCD感光度以及人为选择的光圈等信息自动选择合适曝光所要求的快门时间的自动曝光模式也即光圈手动、快门时间自动的曝光方式。这种曝光方式主要用在需优先考虑景深的拍摄场合如拍摄风景、肖像或微距摄影等。多点测光:多点测光是通过对景物不同位置的亮度通过闪光灯补偿等办法达到最佳的摄影效果特别适合拍摄别光物体。首先用户要对景物背景一般为光源物体进行测光然后进行AE锁定第二步是对背光景物进行测光大部分的专业或准专业相机都会自动分析并用闪光灯为背光物体进行补光。感光器件提到数码相机不得不说到就是数码相机的心脏感光器件。与传统相机相比传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件而且是与相机一体的是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心也是最关键的技术。数码相机的发展道路可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。一、CCD大部分数码相机使用的感光元件是CCD(ChagreCouledDevice)它的中文名字叫电荷耦合器是一种特殊的半导体材料。他是由大量独立的光敏元件组成这些光敏元件通常是按矩阵排列的。光线透过镜头照射到CCD上并被转换成电荷每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。当你按动快门CCD将各个元件的信息传送到模数转换器上模拟电信号经过模数转换器处理后变成数字信号数字信号以一定格式压缩后存入缓存内此时一张数码照片诞生了。然后图像数据根据不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。目前主要有两种类型的CCD光敏元件分别是线性CCD和矩阵性CCD。线性CCD用于高分辨率的静态照相机它每次只拍摄图象的一条线这与平板扫描仪扫描照片的方法相同。这种CCD精度高速度慢无法用来拍摄移动的物体也无法使用闪光灯。因此在很多场合不适用不在今天我们讨论的范围里。另一种是矩阵式CCD它的每一个光敏元件代表图象中的一个像素当快门打开时整个图象一次同时曝光。通常矩阵式CCD用来处理色彩的方法有两种。一种是将彩色滤镜嵌在CCD矩阵中相近的像素使用不同颜色的滤镜。典型的有GRGB和CYGM两种排列方式。这两种排列方式成像的原理都是一样的。在记录照片的过程中相机内部的微处理器从每个像素获得信号将相邻的四个点合成为一个像素点。该方法允许瞬间曝光微处理器能运算地非常快。这就是大多数数码相机CCD的成像原理。因为不是同点合成其中包含着数学计算因此这种CCD最大的缺陷是所产生的图象总是无法达到如刀刻般的锐利。另一种处理方法是使用三棱镜他将从镜头射入的光分成三束每束光都由不同的内置光栅来过滤出某一种三原色然后使用三块CCD分别感光。这些图象再合成出一个高分辨率、色彩精确的图象。如万像素的相机就是由三块万像素的CCD来感光。也就是可以做到同点合成因此拍摄的照片清晰度相当高。该方法的主要困难在于其中包含的数据太多。在你照下一张照片前必须将存储在相机的缓冲区内的数据清除并存盘。因此这类相机对其他部件的要求非常高其价格自然也非常昂贵。二、SUPERCCDSUPERCCD是由富士公司独家推出的它并没有采用常规正方形二极管而是使用了一种八边形的二极管像素是以蜂窝状形式排列并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间光线集中的效率比较高效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。富士公司宣称SUPERCCD可以实现相当于ISO的高感度信噪比比以往增加%左右颜色的再现也大幅改善电量消耗减少了许多。富士公司宣称SUPERCCD可与多像素的传统CCD的分辨率相媲美SUPRECCD打破了以往CCD有效像素小于总像素的金科玉律可以在万像素的SUPERCCD上输出万像素的画面来。因此富士公司和他们的SUPERCCD一推出即在业界引起了广泛的关注。在传统CCD上为了增加分辨率大多数数码相机生产厂商对民用级产品采取的办法是不增大CCD尺寸降低单位像素面积增加像素密度。我们知道单位像素的面积越小其感光性能越低信噪比越低动态范围越窄。因此这种方法不能无限制地增大分辨率。如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率只会引起图象质量的恶化。但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图象质量就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。但目前更大尺寸CCD加工制造比较困难成品率也比较低因此成本也一直降不下来。传统CCD中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPERCCD采用蜂窝状的八边二极管原有的控制信号路径被取消了只需要一个方向的电量传输路径即可感光二极管就有更多的空间。SUPERCCD在排列结构上比普通CCD要紧密此外像素的利用率较高也就是说在同一尺寸下SUPERCCD的感光二极管对光线的吸收程度也比较高使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。那为什么SUPERCCD的输出像素会比有效像素高呢?我们知道CCD对绿色不很敏感因此是以G-B-R-G来合成。各个合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用因此图象质量与理想状态有一定差距这就是为什么一些高端专业级数码相机使用CCD分别感受RGB三色光的原因。而SUPERCCD通过改变像素之间的排列关系做到了R、G、B像素相当在合成像素时也是以三个为一组。因此传统CCD是四个合成一个像素点其实只要三个就行了浪费了一个而SUPERCCD就发现了这一点只用三个就能合成一个像素点。也就是说CCD每个点合成一个像素每个点计算次SUPERCCD每个点合成一个像素每个点也是计算次因此SUPERCCD像素的利用率较传统CCD高生成的像素就多了。科学是要以事实来说话的再有道理的理论没有事实基础还是一句空话。经过我们反复对富士SUPERCCD的几款民用级数码相机试拍后发现至少对民用级的SUPERCCD来说在其最大分辨率的图象质量并没有人们想象地那么好。除了色彩还原比较艳丽外我们可以在蓝天和暗部细节发现有明显的噪音信号成像清晰度一般。这就说明万像素的民用级SUPERCCD无法达到其标称的万输出像素。那么万像素的SUPERCCD到底相当于多少像素的CCD呢?根据上一段的陈述我认为SUPERCCD对像素的利用率比CCD高%因此其输出像素也应该比CCD高%。富士FINEPIX的总像素为万像素根据我的估算它的输出像素大概相当于万(×%=万)。而标称的输出尺寸是万像素那么这万像素是怎么多出来的呢?我想可能是使用了插值技术。这就可能是为什么我们在以%的尺寸看SUPERCCD拍摄的照片总不是很清楚的原因了。如果要客观公正地对待使用SUPERCCD的FINEPIX、FINEPIX等相机就应该将其看作一部万像素的数码相机。三、CMOS我们对CMOS的认识是从去年佳能公司发布EOSD的准专业级数码机身开始的。当时许多业内人士都大吃一惊对采用这种廉价的材料来做感光元件感到不可思议认为CMOS的成像质量无法满足较高要求的专业用户的需要。那用CMOS做的感光元件在成像质量上真的一无是处吗?还是让我们先来了解一下什么是CMOS吧。CMOS即互补性金属氧化物半导体其在微处理器、闪存和ASIC(特定用途集成电路)的半导体技术上占有绝对重要的地位。CMOS和CCD一样都可用来感受光线变化的半导体。CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二极管组成的CCDCMOS电路几乎没有静态电量消耗只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的左右这有助于改善人们心目中数码相机是"电老虎"的不良印象。我们知道在佳能EOS系列AF相机上CMOS一直在测光对焦系统中使用。佳能在这方面有雄厚的技术力量和丰富的经验。发展到今日已经比较容易地以较低的成本制造较大大尺寸的CMOS感光芯片并且CMOS可以将影像处理电路集成在芯片上。CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时由于电流变化过于频繁而过热。暗电流抑制得好就问题不大如果抑制得不好就十分容易出现杂点。D有专门的回路控制暗电流在长于秒的曝光时降噪系统会自动工作可以从很大程度上降低噪点的产生。此外CMOS与CCD的图像数据扫描方法有很大的差别。举个例子如果分辨率为万像素那么CCD传感器可连续扫描万个电荷扫描的方法非常简单就好像把水桶从一个人传给另一个人并且只有在最后一个数据扫描完成之后才能将信号放大。CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大采用这种方法可节省任何无效的传输操作所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。我们通过INTERNET查看了大量由CANONEOSD所拍摄的照片发现CMOS的成像效果一点也不比传统CCD差。这种能耗低、制造相对容易的感光芯片如果能在影像的锐利度、动态范围等方面再做进一步的努力相信CMOS是未来数码相机的发展方向。四、FoveonX数码相机的发展远比想像中的要快的多而影响期性能的感觉技术也不断的推陈出新。现在数码相机的感光芯片大体分四种即为CCD、SUPERCCD、CMOS、FoveonX其中CCD是现今数码相机采用最多的一种感光芯片估计占有以上其余的为CMOS、SUPERCCD。FoveonX技术是美国Foveon公司今年二月十一日公布的。如果按大类算的话它应该归属于CMOS图像感光技术但它却不同于传统的CMOS。传统的CMOS都是单像素提供单原色的一种感光技术而X却是用单像素提供三原色的感光技术。X的感光器如果要用什么东西来比喻一下那就非拿银盐彩色胶片不可了。这种感光器与银盐彩色胶片相似由三层感光原素垂直叠在一起据Foveon声称同等像素的X图像感光器比传统CCD锐利两倍并且能提供更丰富的彩色还原度以及避免采用BayerPattern传统感光器所特有的色彩干扰。此外这种技术由于每个像素都能提供完整的三原色信息把色彩信号组合成图像文件的过程简单很多降低了对图像处理的计算要求并且采用CMOS半导体工艺的X图像感光器耗电要比传统CCD小。X技术的另一个特点是虚拟像素尺寸VPS(VirtualPixelSize)。可以理解为把邻近的像素信号组合成一个像素比如说x或者x从而增加信噪比。这个特点可以应用于提高感光度同时保持低噪音。此外使用VPS减低像素还可以加快从感光器提取信号的速度这对于摄像应用有帮助。可以说未来数码相机的感光技术用的最多的应为FoveonX这是因为它有诸多的优点可以比拼其它感光技术。如耗电量、制造工艺简单、图像效果好等等。虽说短期内它不会很快的被应用到各数码相机上来但相信随着用户及厂商对相机图象质量的要求越来越高最后的王者终究会为X所拿走。让我们期待着X的普及吧因为它会给我们带来更好的图像质量。感光器件尺寸说到CCD的尺寸其实是说感光器件的面积大小这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积越大也即CCDCMOS面积越大捕获的光子越多感光性能越好信噪比越低。CCDCMOS是数码相机用来感光成像的部件相当于光学传统相机中的胶卷。CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时会将电荷反应在组件上整个CCD上的所有感光组件所产生的信号就构成了一个完整的画面。如果分解CCD你会发现CCD的结构为三层第一层是“微型镜头”第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。第一层“微型镜头”我们知道数码相机成像的关键是在于其感光层为了扩展CCD的采光率必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定而改由微型镜片的表面积来决定。第二层是“分色滤色片”CCD的第二层是“分色滤色片”目前有两种分色方式一是RGB原色分色法另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先我们先了解一下两种分色法的概念RGB即三原色分色法几乎所有人类眼镜可以识别的颜色都可以通过红、绿和蓝来组成而RGB三个字母分别就是Red,Green和Blue这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说CMYK这是由四个通道的颜色配合而成他们分别是青(C)、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中CMYK更为适用但其调节出来的颜色不及RGB的多。原色CCD的优势在于画质锐利色彩真实但缺点则是噪声问题。因此大家可以注意一般采用原色CCD的数码相机在ISO感光度上多半不会超过。相对的补色CCD多了一个Y黄色滤色器在色彩的分辨上比较仔细但却牺牲了部分影像的分辨率而在ISO值上补色CCD可以容忍较高的感光度一般都可设定在以上。第三层:感光层CCD的第三层是“感光片”这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号并将信号传送到影像处理芯片将影像还原。传统的照相机胶卷尺寸为mmmm为胶卷的宽度(包括齿孔部分)mm胶卷的感光面积为xmm。换算到数码相机对角长度约接近mm的CCDCMOS尺寸越大。在单反数码相机中很多都拥有接近mm的CCDCMOS尺寸例如尼康德DCCDCMOS尺寸面积达到x比起消费级数码相机要大很多而佳能的EOSDs的CMOS尺寸为xmm达到了mm的面积所以成像也相对较好。现在市面上的消费级数码相机主要有英寸、英寸、英寸、英寸四种。CCDCMOS尺寸越大感光面积越大成像效果越好。英寸的万像素相机效果通常好于英寸的万像素相机(后者的感光面积只有前者的)。而相同尺寸的CCDCMOS像素增加固然是件好事但这也会导致单个像素的感光面积缩小有曝光不足的可能。但如果在增加CCDCMOS像素的同时想维持现有的图像质量就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCDCMOS的总面积。目前更大尺寸CCDCMOS加工制造比较困难成本也非常高。因此CCDCMOS尺寸较大的数码相机价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCDCMOS尺寸也小而越专业的数码相机CCDCMOS尺寸也越大。CCD(CMOS)的真实尺寸?在数码相机性能规格表中用英寸表示并不是CCD的真实尺寸但可以使用一个简单而实用的方法求得CCD的真实尺寸。镜头的真实焦距与相当(等效)焦距在数码相机或使用说明书上一般都会列出而相当于mm照相机的焦距与真实焦距之比即为mm照相机的画幅对角线尺寸与CCD的实际对角线长度比由此可以方便计算出CCD的真实尺寸。举例说明松下LX(有效像素万)轻便数码相机使用英寸CCD镜头的相当焦距为mm真实焦距为mm两者的比例mm照相机的画幅尺寸为xmm对角线长mm=mm这就是英寸CCD有效对角线长度换算成画幅横纵比可求得真实尺寸为xmm。松下LX相机CCD有效感光成像面积仅为全幅尺寸的二十分之一为APSC画幅尺寸的九分之一。CCDCMOS尺寸一览表APSC、APSP、全画幅数码单反相机的CCD很多都是“APSC”画幅。那么究竟APSC究竟是什么意思?还得先从十九世纪二十年代的诞生胶卷谈起。那时候德国研制出拍摄mm(mm×mm)电影胶片的Leika照相机后毫米胶卷又叫“莱卡卷”后来世界各厂生产用于拍摄毫米胶片的照相机越来越多“莱卡卷”这个名称已不能适应了于是就按胶卷的宽度改为“毫米胶片”直到五十年代之后为了区分毫米电影胶片和照相机用的毫米散装胶卷在胶卷盒上印有的代号。后来大家就公认把mm胶卷称为胶卷把用胶卷的相机称为相机。年由FujiFilm、Kodak、Canon、Minolta、Nikon五大公司联合开发的APS(AdvancePhotoSystem)胶片系统问世。APS开发商在原规格的基础上进行了彻底改进包括相机、感光材料、冲印设备以及相关的配套产品上都全面创新大幅度缩小了胶片尺寸使用了新的智能暗盒设计融入了当代的数字技术成为了能记录光学信息、数码信息的智能型胶卷。APS定位于业余消费市场共设计了三种底片画幅(H、C、P):H型是满画幅(×mm)长宽比为:C型是在满画幅的左右两头各挡去一端长宽比为:(×mm)于底片同比例P型是满幅的上下两边各挡去一条使画面长宽比例为:(×mm)被称为全景模式。APS感光胶片与传统感光胶片最大的区别在于胶片上不仅涂有感光乳剂还涂覆有一层透明的磁性介质它除了具有传统胶片的所有功能外还具有数码书写能力利用胶片齿孔边和另一边的条形导轨面积在拍摄过程中可以随时将拍摄中的有关数据记录在胶片上如:焦距、光圈、速度、色温、日期。有的APS相机还储存有十几种语言多种赠语、贺词或标题可以通过机背上的按钮选择所需和对照片的制作要求等并且将信息记录在胶片上这些信息还可以修改。在冲洗时还可以印出一张“缩略图索引”的目录照片在当时是很新颖超前的设计。为了便于观看APS胶片APS系统还配套设计有“胶片图像播放仪”把拍摄好的胶片放入设备并与电视连接就可以在电视上观赏同时还能配有音乐可以连续播放图像可以局部放大还可以调节图像的色彩、亮度等如同看电影一样增添了摄影的娱乐性。APS问世以来前后有多家生产厂商加盟。各品牌的APS相机在性能上大同小异。外型上看可分为两大类:一类是胶片生产商生产的相机都为袖珍型。这类APS机体积小巧、功能齐全、操作简单、便于携带。例如FujiFilm的Fotonexix另一类为相机生产商生产的相机Minolta(VECTISS)、Canon、Nikon都有开发。最大的特点是除特别为APS设计的Lens外可以使用原系统的所有镜头。如Canon的EOSXNikon的PRONEAI等等。但是APS夹在了传统胶片摄影系统和当今数码摄影系统之间是介于两者之间的过渡产品。不难看出上述优点如记录拍摄数据、存入档案资料、编辑数码相册、电脑投影播放等等在当今的数码相机中全能实现而且有了更大的扩展。所以在数码相机技术的高速发展冲击下APS系统未能得到展开应用就“出师未捷身先死”早早就已经“夭折”。由于在现今数码单反相机中大都是采用了小于规格的CCD或CMOS感光器件除了奥林帕斯的系统和佳能全画幅以外现存几乎全部都是和APSC型胶片一样的大小:长宽比为:边长近似为×mm为了便于形容人们就把类似这种大小的感光器件称之为“APSC规格”。佳能单反相机传感器尺寸差别等效于mm相机焦距目前数码相机的成像器件面积都小于普通的胶卷(即mm胶卷相机)的面积所以其镜头焦距很短说到其镜头焦距时常不会涉及到其实际的物理焦距而说与其视角相当的mm(国内的)相机的镜头焦距也就是说其“镜头的视角相当于XX”。常见CCD尺寸mm胶片的尺寸是xmm也就是我们平时在照相机馆中看到的最为普遍的那种胶卷由于mm焦长的广泛使用因此它成为了一种标尺就像我们用米或者公斤来度衡长度和重量一样mm成为我们判断镜头视野度的一种标注。例如mm焦长可以实现广角拍摄mm焦长就是标准视角mm镜头是最接近人眼自然视角的而mm镜头就属于超望远视角可捕捉远方的景物。常见传感器尺寸与mm胶片的关系根据相机的光学原理焦长越小视角就越大焦长越大视角就越小这对于数码相机和传统相机而言都是不变的道理。现在相机的焦长都是由mm(毫米)来标注的而无论相机的类型是什么:mm传统相机,、APS或者数码相机。镜头的焦长代表的是镜头和对焦面之间的距离对焦面可以是胶片或者传感器。更准确地定义应该是“焦长等于对焦点和镜头光学中心之间的距离”。现在通常的数码相机的焦长都非常的短这是因为绝大多数数码相机的传感器都很小往往对角线长度还不到一英时为了在这么小的传感器上能够成像感光因此镜头和对焦面之间的距离就很小这就是为什么数码相机镜头的焦长数值都很小的缘故。不过在数码相机上采用mm等值来表现焦长并非是人们不习惯数码相机上的焦长过短而是因为每款数码相机上标注的实际焦长往往获得的视野不一样比如都是-mm焦长范围但是不同的数码相机上这个焦长所表现出来的效果往往是不一样的。这是由于数码相机采用的传感器各有所别。我们来看看种不同CCD的表现效果:·采用万CCD的尺寸是"·采用万像素的CCD尺寸是·采用万像素CCD的尺寸是这三款CCD不仅对角线尺寸不同而且所含有的像素值也不同。这里我们需要注意的一个问题是组成画面的像素和焦长之间是没有必然联系的。很多具有不同像素值传感器的数码相机有很多相同的地方比如具有相同的镜头和机身设计等等如果这些传感器具有相同的物理尺寸那么它们的mm等值焦长就肯定是相同的。反过来说这些数码相机上为CCD配套的镜头都具有相同的焦长比如mm但是CCD的尺寸不一样那么这些镜头换算成mm等值的焦长就肯定不同。它们中间肯定会出现大于标准视野或者小于标准视野的情况。因此采用标准的mm等值焦长来标准就是一个简单可行的方法不管采用的CCD尺寸如何这样各款数码相机之间才有了可比性这就是mm等值焦长来历。景深大家都知道一般相机要对焦后才能拍摄理论上相片中只有被准确对焦的部分(焦点)清晰焦点前及焦点后的景物会因在焦点以外而显得模糊。不过基于镜头、拍摄距离等因素在焦点前、后仍然会有一段距离的景物能够被清晰显示不致于落入模糊地带这个清晰的范围便称为景深。所谓的景深就是在拍摄的场景中被摄主体呈现出清晰的范围。景深可能很长也可能很短、很浅我们可以根据需求调整摄影的模式来控制景深的长短。一般会影响到景深长短的原因有下面三种:光圈越大、景深越浅光圈越小、景深越长在拍摄距离不变的拍摄情况下使用大光圈来拍摄时因为景深变浅被摄体的前后景物会变得比较模糊。而使用小光圈时被摄体前后景物清晰的距离就会变长。左边大光圈、右边是小光圈注意后背景清晰程度的差异镜头的焦距越长、景深越浅镜头的焦距越短、景深越长在光圈、快门都不变时拍摄同一个场景使用长镜头会让景深变浅。而使用广角镜时景深就会变长。左边使用长镜头右边使用广角镜头可以看出景深的差异距离拍摄体越近时、景深越浅距离拍摄体越远时、景深越长在光圈、快门、镜头焦距都不变的情况下拍摄同一场景离被摄体越近时景深就会越浅。离被摄体越远时景深就会越长。相同的焦段因为拍摄距离不同景深就会有不同的变化由上面三点我们可以发现景深的长短主要是由光圈、镜头焦距及拍摄距离来控制的因此在需要控制景深的拍摄场合中我们就可以调整这些要素来拍出合适的照片。在早期的镜头环上面都有景深的速查表可以从上面读出景深的范围和长度但是现在的自动对焦镜头大都舍去了这个设计要不就是在镜头上附个非常简陋的景深表实用功能不大。对于业余拍摄者来说会去读景深表的人其实是相当少的大多数人都用经验法则去判断景深长度另一个方法是利用相机的「景深预视」功能按下景深预视钮后从观景窗判断景深长短这是最快也最直接的方法。不过它的缺点是当使用小光圈拍摄时因为进光量变小而使得按下景深预视钮后从观景窗看出去会变得比较暗。就一般的拍摄情况来说在拍摄风景的场合我们常利用长景深来表现整个清晰的场景所以使用缩光圈的方式来拍摄。但因为光圈缩小进光量也跟着变小使得快门速度变低就需要使用脚架来稳定机身这也是风景摄影常会用到脚架的原因之一。当我们在拍摄人像时会利用浅景深的方式来模糊被摄体前后的景物藉以凸显主题的强度同样的拍摄手法也可以用在其它的场合上。要凸显主题浅景深是一个很方便的手法所以一般在购买器材时会依据需求选购一两支大光圈的镜头除了能在低光度下拍摄外能灵活运用浅景深也是一个重要原因。测光方式数码相机的测光系统一般是测定被摄对象反射回来的光亮度也称之为反射式测光。蜂窝型的多区测光感应模块测光方式按测光元件的安放位置不同一般可分为外测光和内测光两种方式。

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