数码照相机的基本知识

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数码照相机的基本知识

学习的目的与要求：

今天来学习的都是初学者，大家都会拿照相机拍照，只要能照出影像，认为就会照相，感觉照相很容易。其实，真正了解数码照相机性能，如何正确使用照相机的人还很少。只有正确运用照相机的本身功能和正确掌握摄影技巧，照出好的照片是没问题的。

首先我们了解一下数码摄影的特点和数码相机的工作原理。并通过自己在摄影中粗浅的一些经验和容易出现的问题，与大家共同交流，达到互相学习，共同提高的目的。在讲课当中就有关摄影技术也难免出现理解错误的问题，不对地方请大家提出来。

数码摄影的特点

一、数码摄影的特点

随着生活水平的提高，买数码相机的越来越多，随着技术的发展，相机的品牌种类也琳琅满目。买相机首先要考虑自己的用途。不要盲目攀比，适合自己就是最好的。最重要的是我们要先了解些数码摄影知识。

数码相机也叫数字式相机，简称DC。数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等特点。

一）数码摄影概述

数码相机的历史我们就不一一去叙述了，

二）数码摄影的特点

1、优点

（1）不用胶片，省钱省事

数码摄影最大的特点就是不像传统摄影那样必须使用胶片才能摄影，而是数码照相机通过自身的光电元器件将光信号转化为电信号并进行保存。所以使用数码相机不需要购买传统的胶片，而且每次摄影时不需要装卸胶片的操作，可谓又省钱，又省事。

（2）拍完即看，方便快捷

传统的摄影，必须把一卷胶片拍完，再经过冲洗胶片和照片扩印后，才可以得到所拍摄景物的影像。

数码照相机具有即拍即看的功能，通过数码照相机上的“预览”和“回放”功能，摄影者可以立即看到自己所拍摄的影像，并根据影像的效果决定是否重新拍摄。对不满意的影像可以立即删除，满意的影像就直接储存数码相机内。数码相机都带有输出功能，摄影者可以很方便地把所拍摄的影像直接输入电脑里或数字打印上，马上就可以打印出照片；也可以把影像输入计算机中，通过软件对其进行修改后再进行打印，整个过程简单方便。显然数码摄影比传统的胶片摄影更加方便，大大提高了工作效率。

（3）传输快捷，备份方便

如果想把传统的照片进行远距离的传播，除了要经过冲洗过程外，还要经过传统的邮寄过程。不仅浪费时间，而且在传递过程中，照片也容易磨损，影响图像质量。

对于传统摄影的图像资料进行备份，要经过放大照片或翻拍。而

照片的冲洗过程和备份过程中，都会有一定的损耗，造成新复制的影像效果比起原件有一定的差距。而且拷贝的次数越多，这种损耗也就越大。

数码摄影采用数字信息记录和保存图像，可以在多次复制后，仍保证影像与原件一样，所以数码摄影所拍摄的影像可以无限制的拷贝而不用考虑影像的损耗问题

（4）弥补失误，美化效果

对于传统的胶片摄影来说，拍摄完毕后对于在拍摄时所出现的问题和画面上的瑕疵都无法进行补救。而数码摄影可以通过图像处理和编辑软件对摄影时所出现的失误进行事的修改和弥补，使画面更加美观。

（5）质量稳定，长久保存

数码摄影所拍摄的影像质量稳定，不像传统的感光材料那样要考虑温度、湿度等客观因素的影响。

数码影像储存在硬盘、光盘等存储介质内，可以长时间的保存而影像不会失真和退色现象。这一点是传统摄影所无法比拟的，传统的胶片和照片在长时间的储存后会出现退色，甚至变质等现象，从而导致影像质量的下降。

（6）可重复使用，操作方便

数码相机拍摄完毕后，只要将存储器内的资料输出后又可继续使用。不像传统摄影那样必须再更换新的胶片后才能继续拍摄。而且在拍摄时数码相机可根据拍摄条件和拍摄环境自行变动感光度，避免了

传统摄影要更换不同感光度的胶片才能拍摄的麻烦，极大方便了拍摄者。

2、缺点和不足

（1）影像质量欠佳

虽然数码相机在使用中具有方便快捷的优点，但是在影像质量上却无法与胶片相机所拍摄的影像相比，尤其拍摄一些大型照片时，数码照片对于被摄对象细部层次和质感的表现力不如普通照片。

（2）故障率高

数码相机是电子设备，在拍摄中发生故障的几率要比胶片相机高。（3）存储介质不稳定

数码照片一般存储介质是计算机硬盘、光盘等，有可能出现数据丢失或者存储损坏等问题。

二、数码照相机的工作原理

数码照相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机。与普通照相机在胶卷上靠溴化银的化学变化来记录图像的原理不同，数码相机的传感器是一种光感应式的电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（CMOS）。在图像传输到电脑以前，通常会先储存在数码存储设备中。

一）数码照相机的成像原理

数码相机也用光来产生图像，但不是用胶卷，而是使用一种叫做光电传感器的影像摄取元件来捕捉图像。数码摄影技术主要是利用光电传感器，将镜头所形成的影像的光信号转化为电子信号。这些光电

传感器指甲大小的硅片包含了几十万或几百万个感光元件，这些元件能够记录照射在它上面的光的强度和亮度，反映到计算机显示器件上就是它们的色彩及明暗。数码相机的图像传感器所包含的感光元件的数目越多，成像的质量越高，当然所需的成本也越高。这些被记录的光信号通过处理器处理后被转换为数字信号并存储在数码相机的存储器中。也可以储存在计算机、磁盘的储存介质上，需要观看的时候。再还原成人眼可以看到的光信号。

这看似简单的过程其实是很复杂的，每一步都对应着数码相机的一部分元件。通常数码相机可分为四个功能的光信号。

1、输入部分

数码相机的输入部分主要指感光部分，相当于数码相机的眼睛，其作用是由光电转换器把镜头所成的影像转化为电子信号。

使用数码相机拍摄时，被摄景物反射来的光线，经过镜头的汇聚成光学影像——即光信号，投射到光电传感器上，光电传感器会产生电信号变化，把景物的光信息转化为影像的电信号。

2、控制、处理部分

控制、处理部分相当于数码相机的大脑，它主要由中央处理器或数字信号处理器及相关电路组成。其作用是控制拍摄与光电信号的转换，并对数字影像进行处理和控制。

3、存储部分

存储部分的作用主要是把光信号转化而成的电信号，以文件的形式保存在存储器中。存储器一般分为内存储器和外存储器两种。内存储器

一般为存储芯片；而外存储器中常见的是：闪存卡、硬盘、光盘等。

4、输出部分

输出部分的主要作用是把所拍摄的数字影像传输到计算机上，这主要通过数码相机上的数码接口实现，其中以USB接口和IEEE1394接口最为常见。

二）光电传感器

数码相机所采用的光电传感器主要有两大类：光电耦合器CCD和互补型金属氧化物半导体CMOS。

光电传感器生成影像的基本单位是像素。传感器上包含的像素越多，面积越大，所成影像的质量也就越好。

1、光电耦合器CCD

图像传感器，通常为电荷耦合器件CCD，是数字相机的核心。是一种金属-氧化物-半导体集成的芯片，结构比较复杂。相机所使用的传感器的像素数并不是影响相片质量的唯一因素，但却是主要因素。高像素相机可产生最清晰的图像、最真实的色彩和最逼真的皮肤色调。

使用CCD芯片的主要论据是这种芯片比CMOS更灵敏，它可以根据自身所受光照的强弱，产生出大小不同的电信号以模拟所手光

线的强弱，因此可在昏暗的光线下照出较好的相片。用CCD芯片的相机照出的相片也比CMOS清楚，使用COMS芯片有时会有“噪声”问题，图像上有些缺点。

出于图像质量的考虑，目前大多数数码相机使用CCD技术。

2、互补型金属氧化物半导体CMOS

CMOS传感器是近两年才出现的，它是一种互补型金属氧化物半导体，结构简单体积小巧。CMOS芯片的成本较低，在这里节省的费用可转化为更低的相机价格。而且CMOS芯片比CCD芯片吸收的能量少，所以CMOS芯片的相机换一次电池可使用更长的时间，非常省电。但这样会使捕获的图像偏黑而且不够精细。

三）文件的常见记录格式

在你从相机向计算机传输图像时或设置相机功能时，也许会遇到要求选择文件格式的情况。现在许多新型号的相机都可以以两种以上的文件格式存储图像。在图像编辑软件中编辑之后，为了保存图像你也需要指定文件格式。

所谓文件格式简单地说就是保存计算机数据的方式。现在流行着许多不同的图像格式，它们都有独特的存储数据的方法。有些格式属于专用格式，也就是说这种格式只有你使用的这种相机才使用这种格式处理图像。专用格式有时也被称为本机格式。如果你准备编辑用专用格式保存的图像，就必须使用相机提供的软件。当然，你可以使用这个软件把图像文件的格式转换成其他图像编辑程序也可以打开的格式。

数字信号文件的记录格式主要有无压缩记录格式和压缩记录格式两种。

1、无压缩记录格式

无压缩记录格式记录下的影像没有失真，记录的精度较高，影像的清晰度和质量都比较好，但是所需要的存储空间比较大，一般需要配置高容量的存储器。

常见的无压缩记录格式是“TIFF”标准。使用“TIFF”格式存储数据影像，可以确保影像的质量和品质不受压缩的影响。TIFF图像可以在Window程序中打开和使用。

还有Gif格式和JPEG两种格式。GIF格式其特点之一是可以让你把图像的部分区域设置成透明的，这样可以透过图像看到背景。GIF的缺点是它局限于保存8位图像（256色或更低），8位图像让人们感到它比较粗糙、有斑点。

2、压缩记录格式

压缩记录格式是将影像的数据进行适当的处理和压缩，以减小数据的自身大小，可以使同一个存储器一次可以存储更多的数码影像。现在比较常见的静态压缩格式是JPEG格式，现在使用最为广泛的格式之一。JPEG格式的优点之一是可以压缩彩色影像，也可以压缩灰度影像，一般可以实现1：40的压缩比，保证图像文件比较小。图像文件越小越节省磁盘空间，从网上下载时也就越节省时间。问题是JPEG使用的是有损压缩方案。这就是说有些原始图像数据在压缩过程中丢失了。你每打开、编辑和再保存图像一次，图像就重复被压缩