数码照相机介绍（数码相机的成像原理介绍）

本文目录

• 数码相机的成像原理介绍
• 数码相机的简介
• 单反数码相机的介绍
• 帮我介绍下数码相机

数码相机的成像原理介绍

　　在对数码相机的特点和基本组件了解之前，下面来了解一下数码相机是如何工作的，这有利于更好地理解和掌握相机的各项关键参数，深入了解相机的性能。下面是我为大家精心推荐数码相机的成像相关知识，希望能够对您有所帮助。

　　相机的成像原理

　　当打开相机的电源开关后，主控程序芯片开始检查整个相机，确定各个部件是否处于可工作状态。如果一切正常，相机将处于待命状态;若某一部分出现故障，LCD屏上会显示一个错误信息，并使相机完全停止工作。

　　当用户对准拍摄目标，并将快门按下一半时，相机内的微处理器开始工作，以确定对焦距离、快门的速度和光圈的大小。当按下快门后，光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上，这种CCD/CMOS半导体器件代替了传统相机中胶卷的位置，它可将捕捉到的景物光信号转换为电信号。

　　此时就得到了对应于拍摄景物的电子图像，由于这时图像文件还是模拟信号，还不能被计算机识别，所以需要通过A/D(模/数转换器)转换成数字信号，然后才能以数据方式进行储存。接下来微处理器对数字信号进行压缩，并转换为特定的图像格式，常用的用于描述二维图像的文件格式包括Tag TIFF(Image File Format)、RAW(Raw data Format)、FPX(Flash Pix)、JFIF(JPEG File Interchange Format)等，最后以数字信号存在的图像文件会以指定的格式存储到内置存储器中，那么一张数码相片就完成拍摄了，此时通过LCD(液晶显示器)可以查看所拍摄到的照片。

　　(1)当使用数码相机拍摄景物时，景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到CD上。

　　(2)当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发而释放出电荷，生成感光元件的电信号。

　　(3)CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号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，CCD会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。

　　(4)经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC，由ADC将电信号(模拟信号)转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比，这些数值其实也就是图像的数据。

　　(5)此时这些图像数据还不能直接生成图像，还要输出到DSP(数字信号处理器)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。

　　(6)当完成上述步骤后，图像文件就会被保存到存储器上,我们就可以欣赏了。

　　基本部件

　　1 镜头

　　镜头是一部相机的重要组件之一，可以说是相机的灵魂，数码相机采用什么镜头是一个非常重要的参数，也是区分不同档次相机的重要指标。

　　虽然由于感光元件分辨率有限，对镜头的光学分辨率要求也比较低，但由于普通数码相机的影像传感器要比传统胶片的面积小得多，因此镜头的解析度需要很高，一般来说，数码相机采用的光学镜头的解析能力一定要优于感光元件的分辨率。例如，对于某一确定的被摄目标，水平方向需要100个像素才能完美再现其细节，如果成像宽度为10mm，则光学分辨率为10线/mm的镜头完全能够胜任;若成像宽度为1mm，则要求镜头的光学分辨率必须在100线/mm以上。

　　2 闪光灯

　　闪光灯是增加曝光量的方式之一，尤其在光线较暗的场合，利用闪光灯可以使景物更加明亮。图1-6、图1-7示出了数码相机的内置闪光灯。数码相机内置的闪光灯一般有三种模式，即自动闪光、强制闪光和关闭闪光，有的相机还具有消除红眼、慢速同步闪光等功能。

　　3 取景器

　　数码相机上使用的取景器有多种类型，包括LCD取景器、单反式取景器、旁轴式取景器等。

　　LCD屏幕有黑色和白色两种类型，彩色又分为伪彩和真彩两种，其中伪彩价格便宜，但显示效果差;数码相机中用于取景和回放的LCD都是质量较高的TFT真彩。在TFT LCD中又包括反射和透射两种，反射式反射正面的环境光工作，从不同角度观察差别较大，显示较暗，但具有省电、造价低等优点;透射式依靠背后的灯光进行工作，角度变化小，显示较亮，但耗电量较大。

　　作为大多数数码相机必备的取景方式，利用LCD取景可以改正传统相机取景的缺点，它可以回放照片，随时显示相机存储器中记录的全部照片影像，对于不满意的作品可以删除后重新拍摄，这样可最大限度地节省存储空间，并且可以及时地发现诸如构图取景、用光等方面较明显的问题。有的数码相机还设计了可以旋转的LCD屏幕，这样使原来很困难的取景工作变得十分轻松，例如要拍摄靠近地面的植物的特写镜头时，不用像使用传统相机一样趴在地上，只需将相机放低，然后将LCD屏幕翻过来即可。而一个人独立外出旅行时，可以将镜头对准自己，将LCD屏幕转过来，自己给自己来个特写。

　　4 影像传感器

　　目前数码相机所使用的影像传感器有CCD和CMOS两种类型，前者技术已经很成熟，后者是新兴的技术，代表未来的发展方向。

　　CCD(Chagre Couled Device)，即电荷耦合器，如图1-12所示。目前被广泛应用于大部分数码相机上，这是一种特殊的半导体材料，它由大量独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常按矩阵排列。光线透过镜头照射到CCD上，并转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于其受到的光照强度。当摄影者按动快门时，CCD可将各个元件的信息传送到模/数转换器上，然后将模拟电信号转变为数字信号，数字信号再以一定的格式压缩后存入缓存内，这样就完成了数码相片的整个拍摄。

　　5 按键

　　在进行拍摄工作时，传统相机大都通过按键或者转动转盘来实现，而数码相机是通过菜单来选择功能的，某些专业数码单反相机为了适应传统相机用户的使用习惯，将一些常用功能设计成与传统相机大体一致的方式。若在进行抓拍时，直接按按键比使用菜单进行设置更加快捷。

　　单反相机介绍

　　单反的全称是“单镜头反光相机”(Single Lens Reflex Camera，缩写为SLR camera)，又称作单反相机，台湾及香港地区将单反相机称作“单眼”相机。它是用一只镜头并通过此镜头反光取景的相机。所谓“单镜头”是指摄影曝光光路和取景光路共用一个镜头，不像旁轴相机或者双反相机那样取景光路有独立镜头。“反光”是指相机内一块平面反光镜将两个光路分开：取景时反光镜落下，将镜头的光线反射到五棱镜，再到取景窗;拍摄时反光镜快速抬起，光线可以照射到感光元件CMOS上。

　　单反并非数码时代的产物，早在胶片时代就已经存在单反相机。随着照片的载体走向数码化，单反也随同进入数码时代，现在我们所说的单反通常都是说单反数码相机。

数码相机的简介

进入21世纪以来，数码概念产品成了我们生活中一个非常重要的概念，做为数码产品的代表之一：数码相机（DC）更是受到了越来越多消费者的青睐。相对于传统单反胶片相机来说，数码相机有成像清晰（当然，目前绝大多数DC的成像质量还是不能和高级单反胶片相机一较高下），不需要胶片，图片可以直接做为各式各样的创作素材等优点。同时，今年数码冲印业的崛起，让数码相机正逐步充当胶片杀手的角色。那么，对于那些DC新手来说，如何才能挑选一款适合自己的相机呐？在此作一适当地介绍。 数码相机选购要点： 一．象素不是唯一： 很多人购买相机，到商店询问伙计的第一句话就是：“这款相机是多少万象素的？”除此之外什么也不关心了。的确，一款相机的电子影像传感器所能显示的象素多少是衡量一款相机质量和档次的重要标志，但绝对不是定性的因素，（我个人认为，决定相机质量的决定性因素是镜头和做工，而不是多少万象素）。此外，电子影像传感器的类型也非常重要。做为数码相机的核心部件，电子影响传感器一共有三种，一种是PMT（光学增倍管），这种高档货色只用在医学影像设备上，DC用的非常少。一种是我们经常见到的CCD（电荷耦合器） CCD由贝尔实验室在1969年发明，体积小巧，价格适中，感光能力优秀（比PMT稍差）。 我们一般见到的能被摄影爱好者称之为“数码相机”的数码相机感光原件多半就是CCD，比如佳能PowerShot G2，采用了一个总象素为410万，有效象素390万的CCD，而刚刚发布的SONY DSC F717相机的CCD高达524万象素。此外，提到CCD，我们不能不提富士和他的SuperCCD： 在普通CCD种，感光元件是矩阵排列的，每个元件之间还有一小段距离来放置控制信号线。所以一般标称400万象素的数码相机，实际成像一般只能达到392万象素左右。而富士SuperCCD把感光元件倾斜45度，蜂窝状排列，同时，他的感光二极管不是常见的矩形，而是呈八边形，具有更大的表面积。最重要的是，普通CCD每一行只能提供R-G，B-G的色彩信息，而SuperCCD可以提供完整的RGB信息，因此可以用标称象素输出更高分辨率的照片（富士S602Z采用第三代Super CCD，标称320万象素，最大可输出602万象素，但据很多DC爱好者实际拍摄和测算，S602Z最大可接受象素在480万左右）。 除了CCD，还有后起之秀CMOS。学电子的一般都知道，CMOS的含义：就是互补金属氧化物半导体的意思，他的工作原理大致和CCD一样，就是用感光原件感光，然后转化为电信号通过放大器传送到相机DSP芯片计算。CMOS最大的好处就是便宜，他可以用一般的半导体生产线生产，但是感光度不是特别好，因此在很多廉价的130万象素， XXX元“数码相机“中广泛采用。 当然，采用CMOS 影像传感器不一定就做不出好机器来，佳能最新的EOS D30就是这样一款单反专业DC，它采用了311万象素的CMOS传感器，ISO（感光度）可以达到100，成像质量根据镜头而定。但配合标准镜头其图像质量可以跟许多300万CCD专业单反相机相媲美。 对于一般家用和业余外景拍摄，200万～300万象素的相机就足够了，可以输出1984X1448高精密的图象，（按300万奥林巴斯720UZ）冲印的话，200万相机冲印5寸和6寸的照片是没有问题的，300万冲印7寸也是很棒的。而对于那些专业一点和对DC发烧一点的朋友来说，400万象素以上相机是个不错的选择，像佳能Powershot G2 ，采用400万CCD，最大输出2246X1680，可最大冲印6R（9寸）的照片。而采用524万CCD的SONY DSC F717相机，最大可输出2560X1920的图象，是广告和平面制作必不可少的。 二. 镜头，光学变焦和ISO 说到相机，不得不提镜头，在玩家心目中，世界一级厂商的镜头都是不错的，用在DC上面比较多的有这几种：尼柯尔（尼康DC专用，尼康制造），佳能，蔡司，莱卡，富士，奥林巴斯，美能达和德国的施奈德。这些都是鼎鼎大名的高级镜头，特别是传统相机的几强：尼康，佳能，蔡司，美能达，富士和莱卡，几种热点镜头下面一一介绍:

单反数码相机的介绍

       单反相机指的是取景和成像都使用一个镜头。取景时，光线通过反光板、五棱镜（或者五面镜）反射到光学取景器。这时，从取景器中就能看到被拍摄的视图。按下快门后，反光板抬起，快门打开，光线便直接入射到胶卷上，从而完成一次曝光。由于取景和成像都用一个镜头，单反相机可以实现无视差，即所谓的“所见即所得”，这是单反相机相对于旁轴、双反的最大优势。而数码单反相机，自然就是采用数字画，也称为DSLR（Digital ;Single ;Lens ;Reflex）。

       首先是可以更换镜头。有擅长拍摄风光的广角镜头，也有擅长拍摄人像的标准镜头，如果喜欢拍摄体育比赛或者演出，长焦镜头可以助你一臂之力。如果喜欢拍摄花卉、昆虫等特写题材的作品，还可以选择微距镜头。如此一来，不仅大大扩展了数码单反的使用范围，并且各种镜头都能在其擅长的领域内保证最佳的光学素质，这是不能更换镜头的普通消费类数码相机无法比拟的。其次，数码单反相机都采用大尺寸的感光元件（CCD或者CMOS），单个像素的面积是普通卡片DC的数倍之多，拍摄的图像更细腻平滑，噪点更少，动态范围更宽广。尤其是在弱光下和高感光度拍摄时，两者犹如天壤之别。其三，数码单反相机的对焦速度更快，快门时滞更小。而不会像消费类卡片相机那样，按下快门后，拍摄到的图像已经不是自己所希望拍到的了。其四，数码单反相机具备更强的景深控制能力，很容易拍摄出背景虚化的照片，而这是很多人所向往的。第五，数码单反相机具备更强大的后期处理能力。所有的数码单反都支持RAW格式（原始数据格式），相比卡片相机上使用的JPG格式，后期处理范围更加宽广，曝光、白平衡、饱和度、对比度、色调都能进行后期的精细调节，以最大限度地保证最后的成像质量。

       第一，在离被摄物体非常远或者有特殊要求的情况下，一般的数码相机无法企及。但是数码单反相机具有丰富的镜头群可以满足不同场合的拍摄需求。

       第二，在光线微弱的情况下，数码单反相机可以使用高感光度来保证较高的快门速度，同时保证成像质量，而普通数码相机则无能为力。

        第三，在体育比赛中，只有极速的对焦才能抓拍到你想要的瞬间，这一点也是普通消费类数码相机的死穴。

        第四，为了突出拍摄主题，需要将背景“干掉”，普通数码相机又只能望洋兴叹了。

工作原理

       在这种系统中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物。与此相对的，一般数码相机只能通过LCD屏或者电子取景器(EVF)看到所拍摄的影像。显然直接看到的影像比通过处理看到的影像更利于拍摄。

       在DSLR拍摄时，当按下快门钮，反光镜便会往上弹起，感光元件(CCD或者CMOS)前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头的光线便投影到感光原件上感光，然后后反光镜便立即恢复原状，观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造，确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的，它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致，十分有利于直观地取景构图。

        另外，单反数码相机还有一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优点，是普通数码相机不能比拟的。

适用对象

       可以很简单的说，单反数码相机并不是适合任何用户，首先具有必要的专业知识是一方面，其次要用好单反数码相机必须搭配不同型号的镜头，这很可能使镜头的花费高于购买数码相机的费用。

       而且在外出旅游时，带上镜头群的相机包的重量也远高于一个普通相机，会成为旅游过程的严重负担。另外单反数码相机在更换镜头时都会让感光元件直接暴露在空气中，因此使用时也必须要注意相机的保养。所以，单反数码相机虽然拍摄质量更高，而且现在价格也下降了很多，但也并非适合所有的用户，用户购买时还是要按需选择。

       喜欢探察微观世界的摄影爱好者、专业摄影师、体育摄影师、记者、新闻记者、商务活动记者、享受手动操作乐趣的单反新玩家、摄影发烧友等是单反数码相机的忠实爱好者。

五大优势

1、图像传感器的优势

      对于数码相机来说，感光元件是最重要的核心部件之一，它的大小直接关系到拍摄的效果，要想取得良好的拍摄效果，最有效的办法其实不仅仅是提高像素数，更重要的是加大CCD或者CMOS的尺寸。无论是采用CCD还是CMOS，数码单反相机的传感器尺寸都远远超过了普通数码相机。因此，数码单反的传感器像素数不仅比较高(目前最低600万)，而且单个像素面积更是民用数码相机的四五倍，因此拥有非常出色的信噪比，可以记录宽广的亮度范围。600万像素的数码单反相机的图像质量绝对超过采用2/3英寸CCD的800万像素的数码相机的图像质量。

2、丰富的镜头选择

      数码相机作为一种光、机、电一体化的产品，光学成像系统的性能对最终成像效果的影响也是相当重要的，拥有一支优秀的镜头对于成像的意义绝不亚于图像传感器的选择。同时，随着图像传感器、图像引擎和存储器件的成本不断降低，光学镜头在数码相机成本中所占的比重也越来越大。各品牌都拥有庞大的自动对焦镜头群，从超广角到超长焦，从微距到柔焦，用户可以根据自己的需求选择配套镜头。同时，由于传感器面积较大，数码单反相机比较容易得到出色的成像。

3、迅捷的响应速度

      数码单反的开机速度只有几百毫秒，连拍速度也很快。而消费级相机则是纯电子快门，存在严重的快门时滞问题，这一弱点堪称消费级数码相机的软肋，因此它拍静物尚可，但不适合抓拍运动物体——你所得成像，往往不是你按下快门时的那个动作。响应速度正是数码单反的优势，由于其对焦系统独立于成像器件之外，它们基本可以实现和传统单反一样的响应速度，在新闻、体育摄影中让用户得心应手。

4、卓越的手控能力

       虽说如今的相机自动拍摄的功能是越来越强了，但是拍摄时由于环境、拍摄对象的情况是千变万化的，因此一个对摄影有一定要求的用户是不会仅仅满足于使用自动模式拍摄的。数码单反可以方便地进行手动变焦、手动设定拍摄参数等等，还可以进行一些特殊的拍摄。而很多消费级相机都是自动的(特别是卡片机)，多数相机没有手动变焦环，要靠马达自动变焦，因为变焦和对焦的速度慢，会丧失很多拍摄良机。很多人认为自动比手动好，实在是一个误区，只有自动功能而没有手动功能的相机往往是低端相机，因为自动的精确性和速度，远远达不到手动那么高。

5、丰富的附件

       数码单反和普通数码相机一个重要的区别就是它具有很强的扩展性，除了能够继续使用偏振镜等附加镜片和可换镜头之外，还可以使用专业的闪光灯，以及其它的一些辅助设备，以增强其适应各种环境的能力。比如大功率闪光灯、环型微距闪光灯、电池手柄、定时遥控器，这些丰富的附件让数码单反可以适应各种独特的需求，而普通的数码相机则大大逊色。

       还有就是现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品，因此在关系数码相机摄影质量的感光元件(CCD或者CMOS)的面积上，单反数码的面积远远大于普通数码相机，这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码相机，因此每个像素点也就能表现出更加细致的亮度和色彩范围，使单反数码相机的摄影质量明显高于普通数码相机。

帮我介绍下数码相机

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