数码摄影探索论文报告-0

数码摄影探索

小组成员：

组长：倪权凯物理科学与技术学院0842022050 组员：胡耀方公共管理学院0844011011

罗维高分子材料科学与工程学院0843001077

曾瑞雪物理科学与技术学院0942023061

李诗杭物理科学与技术学院0942024076

倪鹏智高分子学院0943001002

李洁物理科学与技术学院0942024074

黄娅高分子学院

陆爱菁高分子学院

数码摄影概论

略谈摄影的发展、常识和拍摄技巧

第一作者：物理学院倪权凯0842022050 胡耀方公共管理学院 0844011011

课题探索：罗维高分子材料科学与工程学院 0843001077

曾瑞雪物理科学与技术学院 0942023061

李诗杭物理科学与技术学院 0942024076

倪鹏智高分子学院 0943001002

李洁物理科学与技术学院 0942024074

黄娅高分子学院

陆爱菁高分子学院

指导老师：物理学院王磊教授

目录

目录 (1)

摘要 (2)

关键字 (2)

第一节引言 (2)

第二节摄影发展历史 (3)

第三节相机成像过程和原理 (8)

第四节相机、照片主要参数简介 (13)

第五节拍摄过程中常遇问题解决方案 (21)

第六节实地拍摄 (26)

第七节几种常见照片格式简介 (30)

第八节购机参考 (31)

第九节总结 (34)

参考文献 (35)

摘要：随着生产设备的更新，技术的进步，数码产品在人们的生活中扮演着极其重要的角色。自上世界90年代数码相机诞生以来，技术上的突飞猛击，使得数码相机越来越普遍，摄影已成为人们生活中不可或缺的一件事。对此，更多的人对摄影产生了浓厚的兴趣，但是，尽管如此，很多人多摄影并不是很了解。为了让众多普通摄影爱好者对摄影有一个更清楚的认识，我们从摄影的历史发展入手，简介了摄影成像的原理，进一步对相机、照片的参数和常见摄影问题做了较详细的介绍，再而为大家购买数码相机提出了一些参考。希望读者能通过这些对摄影有个较全面深入的把握。

关键字：数码相机摄影历史参数技巧图片格式购机参考艺术

第 1 节引言

照相机自1839年由法国人达盖尔发明以来，已经走过了将近170年的发展道路。在这170年里，照相机走过了从黑白到彩色，从纯光学、机械架构演变为光学、机械、电子三位一体，从传统银盐胶片发展到今天的以数字存储器作为记录媒介。笑看浮云遮望眼，瞬间沧海变桑田，数码相机的出现正式标志着相机产业向数字化新纪元的跨越式发展，人们的影像生活也由此得到了彻底改变。

今天，摄影不仅蔚为现代最大众化的视图传媒和无所不在的摄影图象文化，而且已发展成一门成熟的视觉平面造型艺术。随着硬件设备的不断更新推进，数码摄影的普及越来来广。当摄影就像手机一样已成为人们日常生活的一部分的时候，对摄影有个更全面的了解是非常必要的。

针对这一现象，我们从摄影的发展历史着手，探索了摄影器件的更新历史，摄影流派的发展。接着专门针对摄影的原理、参数、技巧，做了一些简单的调查研究，并实地进行了拍摄对比，加深理解，活学活用。有了这些工作，我们还专门对图片后期处理的历史和常用软件做了简单介绍。最后，我们在网上收集了很多数码相机的资料，做了整理，作为大家购买相机的参考。

第 2 节摄影发展历史

在我看来，摄影其实也不是什么很新奇高级的活动，其历史由来已久。从广义上来讲，最常见也是最复杂的摄影活动就是我们的眼睛了。光线通过眼球成像于视网膜上，经视神经传输至大脑视觉区域，再引起大脑其他部位一系列反应，最终对成像做出知能判断，并存储。如果把摄影看作是利用各种工具来实现对大自然的静态记录，那我觉得，最初的绘画也是一种摄影活动。

从这个意义上来讲，摄影随时都在我们身边，历史也是源远流长。但人们普遍从一种技术性的角度来认识摄影的时间还不算太久，不过其发展速度颇快。依据人们所用的记录工具，即感光器材，我们将摄影的发展分为三个时期：孕育期，银版期，数码期。

一、孕育期

公元前400年，墨子所著《墨经》中已有针孔成像的记载；13世纪，在欧洲出现了利用针孔成像原理制成的映像暗箱，人走进暗箱观赏映像或描画景物；1550年，意大利的卡尔达诺将双凸透镜置于原来的针孔位置上，映像的效果比暗箱更为明亮清晰；1558年，意大利的巴尔巴罗又在卡尔达诺的装置上加上光圈，使成像清晰度大为提高；1665年，德国僧侣约翰章设计制作了一种小型的可携带的单镜头反光映像暗箱，因为当时没有感光材料，这种暗箱只能用于绘画。1822年，法国的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一张照片，但成像不太清晰，而且需要八个小时的曝光。1826年，他又在涂有感光性沥青的锡基底版上，通过暗箱拍摄了一张照片。

此后1835年的“光力照相法”、1837年的“达盖尔摄影法” 相继问世，都是探寻感光材料和冲洗技术的努力成果。可供真正使用的感光材料和冲洗方法的诞生则要迟至1841年以后了。

孕育期的摄影具有下列历史特点和历史意义。

①摄影的孕育期，实质是摄影术的探求时期。更准确的说，是感光材料和冲洗技术的探求、实验时期；

②所拍摄出来的“作品” 实质是研究者佐证自已实验有效性的“实物” ；

③从获得的照片看，摄影术“复制” 客观事物的能力——即本体特性已显露无遗；

④ 摄影术的发明者与摄影作品的创作者是“一体的”。他既是研究摄影术的科学家，同时又是照片的“创作者”；

⑤ 这一时期的“作品”， 应该说，在整个摄影艺术发展史上具有无可比拟、无可替代的历史价值和文献价值。

孕育期作品欣赏

二、银版期

1839年，法国的达盖尔制成了第一台实用的银版照相机 ，它是由两个木箱组成，把一个木箱插入另一个木箱中进行调焦，用镜头盖作为快门，来控制长达三十分钟的曝光时间，能拍摄出清晰的图像。1860年，英国的萨顿设计出带有可转动的反光镜取景器的原始单镜头反光照相机；1862年，法国的德特里把两只照相机叠在一起，一只取景，一只照相，构成了双镜头照相机的原始形式；1880年，英国的贝克制成了双镜头的反光照相机。随着感光材料的发展，1871年，出现了用溴化银感光材料涂制的干版，1884年，又出现了用硝酸纤维(赛璐珞)做基片的胶卷。随着放大技术和微粒胶卷的出现，镜头的质量也相应地提高了。1902年，德国的鲁道夫利用赛得尔于1855年建立的三级像差理论，和1881年阿贝研究成功的高折射率低色散光学玻璃 ，制成了著名的“天塞”镜头，由于各种像差1的降低，使得成像质量大为提高。在此基础上，1913 1 见第四节相机、照片主要参数简介。

1826年，法国科学家 Joseph Nic éphore Ni épce

在他的家中拍摄出了世界上第一张照片，名为《在

Le Gras 的窗外景色》

花园街[1838] L ．J ．M ．达盖尔

年德国的巴纳克设计制作了使用底片上打有小孔的、35毫米胶卷2的小型莱卡照相机。1930年制成彩色胶卷；1931年，德国的康泰克斯照相机已装有运用三角测距原理的双像重合测距器，提高了调焦3准确度，并首先采用了铝合金压铸的机身和金属幕帘快门。1935年，德国出现了埃克萨克图单镜头反光照相机，使调焦和更换镜头更加方便。为了使照相机曝光准确，1938年柯达照相机开始装用硒光电池曝光表。1947年，德国开始生产康泰克斯S型屋脊五棱镜单镜头反光照相机，使取景器的像左右不再颠倒，并将俯视改为平视调焦和取景，使摄影更为方便。1956年，联邦德国首先制成自动控制曝光量4的电眼照相机；1960年以后,照相机开始采用了电子技术，出现了多种自动曝光形式和电子程序快门；1975年以后，照相机的操作开始实现自动化。

这一时期的摄影艺术特征如下。

人们为了能够如实“留住” 面前的景物而发明摄影术，所以纪实性就成了它“与生俱来” 的本体特性。开始大家就利用摄影的这一特性，满足于用它“记录” 自己身边之所见——名胜古迹、风光花卉、人物肖像。

随着摄影术技术和器材的不断完善，对摄影社会功能的不断开发和认识上的不断深化，摄影视野逐渐扩大，才将自己的镜头由个人生活圈子转向社会。纪实摄影也趋于成熟。写实摄影的终极是反映和表现人民、反映和表现人性。纪实摄影艺术流派在美学追求上重视作品的认识作用和教育作用，也不忽视其审美功能。因而作品题材大都反映社会生活和重大历史事件——天灾人祸，悲欢离合。感召性、见证性大于欣赏性。

由于当时技术和经验的限制，摄影艺术难免会以绘画艺术为参照，摄影绘画主义流派便由此而生。这一摄影艺术流派其创作题材大多取予宗教教义或文艺作品，创作方法是主题先行，先画草图，请人扮演拍摄，再经暗房加工而成。故作品结构严谨，布局考究。艺术特点是作品极富情节性、叙事性和寓意性。

许多摄影派，如印象派摄影、自然主义摄影、未来派摄影等，都应时而生。但就其本质言，其摄影本体仍属纪实主轴。

该时期作品欣赏：

2见第四节相机、照片主要参数简介。

3调节焦距的过程。

4见第四节相机、照片主要参数简介。

三、数码期

1974 年，时任柯达应用电子研究中心工程师的Steven Sasson 赛尚，肩付起了发明“手持电子照相机”的重任。次年，他的首部原型机宣告问世——重 8.5 磅，由16 节AA 电池驱动，将照片记录在磁带内——拍下了历史上的首张数码相片。数码相机时代从此诞生。

1981年索尼公司发明了世界第一架不用感光胶片的电子静物照相机——静态视频“马维卡”照相机。这是当今数码照相机的雏形。此后数码相机成为了各大厂商关注的焦点。

1987年，卡西欧VS-101——首台CMOS 感光器件电子相机，像素分辨率也已扩展到了38万像素。1988年，佳能RC-760——首台60万像素机型，售价比今天的一辆小车还贵。1995年，尼康、富士两巨头联手推出了全新设计的E2/E2s ，它不再照搬老掉牙的传统机身，采用了一体化设计风格，从而很容易就能让人产生耳目一新的感觉。1999年6月，尼康终于推出了该公司首部自行研制的数码单反-D1，凭借远低于柯达DCS 系列相机的售价开创了数码单反民用化的新时代，售价5580美元。2001年9月佳能推出了专用于快速拍摄用途的EOS 1D ，这款数码单反拥有400万像素分辨率，ISO 感光度100-1600，也采用CF 卡5/IBM 微硬盘6作为存储介质，售价在7000美元左右。2000后，随着中国市场的迅速崛起，数码相机的先祖们纷纷把市场发展到了中国， 5目前市场上历史悠久的存储卡之一,存储容量大，成本低，兼容性好，但体积大。

6最早由IBM 公司开发的一款超级迷你硬盘机产品，与CF 相比，其最大优势是单位存储容量的价格更低。

古罗马的没落（舞台剧照·1847） T ．库蒂尔

采集睡莲的人[1886] P ．H ．爱默生

而作为国内品牌，以爱国者为代表的新生数码相机厂商纷纷以价格和性能上的优势，和国外品牌进行抗争。2006年底，2007年初，爱国者发布了具有历史性的一款产品V630以高性能，799的价格，横扫数码相机界，一度出现缺货的现象。

当初大批厂商看好数码相机市场，20多个厂商一举进军数码相机领域，十年后，回首过往，目前能在数码相机市场站住脚跟的，除了佳能、尼康、索尼、奥林巴斯、富士、宾得、松下、卡西欧、三星、柯达几大巨头之外所剩无几。

时间还将不断延续下去，数码相机市场的发展也将永无止境。在像素节节攀升的情况下，这一指标已经不再能吸引消费者的眼球，而更多具有产品个性以及实用功能的产品才能真正赢得消费者的认可。消费级以及单反数码相机市场的变化让我们有更多值得期待的东西。消费级数码相机在千万像素、大屏幕、触摸屏、防抖、广角一系列功能都满足以后，还会有什么更新的发展？

技术的发展推动着摄影文化的发展。本身就是以“技术”为依托的摄影，又恰逢数码时代的到来，数码摄影的出现必将是摄影技术的一次巨大进步，或者说是一场重大的文化变革。数码摄影出现，首先是动摇了传统摄影技术的基础——化学与光学，使得传统摄影技术的对于世界的客观真实记录遭到了质疑。其次数码摄影冲击了传统摄影文化，由于它具有的存储量大，观看方便，影像图片明室制作，传输便捷等特性，使摄影艺术与非摄影艺术，专业摄影与民用摄影的界限更加模糊。数码摄影的出现预示着视觉民主时代的来临，电子影像时代也是大众摄影时代。

数码期作品欣赏：

第 3 节像机成像过程和原理

在数字化浪潮扑面而来的今天，新技术和新产品越来越多地影响着我们的生活，拥有一件数字化的产品也已成为了一种新时尚，照相机无疑是最贴近我们日常生活的用品，而数码相机以其独特的性能和特征，大有取代传统相机之势，究竟什么是数码相机，它的组成和结构，有那些特点（成像原理、记录方式）等。下面我们就来给大家介绍一下。

3·1 照像机成像过程

简单的说，照相机成像过程可分如下阶段：

传统相机成像过程

1、经过镜头把景物影象聚焦在胶片上；

2、胶片上的感光剂随光发生变化；

3、胶片上受光后变化了的感光剂经显影液显影和定影，形成和景物相反或色彩

互补的影象。

数码相机成像过程

1、经过镜头光聚焦在CCD或CMOS7上；

2、CCD或CMOS将光转换成电信号；

3、经处理器加工，记录在相机的内存上；

4、通过电脑处理和显示器的电光转换，或经打印机打印便形成影象。

数码相机成像具体过程如下（以CCD感光器件为例）：

数码相机是通过光学系统将影像聚焦在成像元件CCD/ CMOS 上，通过A/D转换器将每个像素上光电信号转变成数码信号，再经DSP8处理成数码图像，存储到存储介质当中。

普通相机在成像过程中，景物的反射光线经过镜头的会聚，在胶片上形成潜影，7见3.3节的简介。

8DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件，它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

这个潜影是光和胶片上的乳剂产生化学反应的结果。再经过显影9和定影10处理就形成了影像。数码影像和胶片成像原理不同，是经过镜头取景，光线进入相机，光子打在CCD 的光敏元上（MOS 电容器或光电二极管），经光电转换实现对光信号的记忆，留下潜影。一个光敏元就代表着一个像素，每个像素上因感光的频率和光强不同，留下的电荷也就不等，由此而形成潜影。CCD 上的光敏元按一定规则制成面阵，在外接电压信号的控制下，光敏元上的潜影按线阵在移位寄存器中平移，传送到图像处理器上，处理成真正的图像（数码信号），之后压缩存储到存储介质中。查看时，再经过显示屏电光转换，才生成我们可见的图像。

3、2 成像的光学原理

早在小学自然课我们就学过小孔成像的原理：光线的直线传播特性。这是最简单的光学成像，无保存记录成像。以往的普通相机成像涉及透镜知识。下面主要介绍透镜成像原理。

初中就已学过透镜成像的近似公式

f q p 111=+ （3-2-1）

该公式就是高斯公式应用于透镜置于空气介质中的近似公式。其中p 、q 分别为物距和相距，f 为焦距，其方向规定：从基准点算起，顺入射方向为正，逆入射方向为负。公式适用条件是傍轴成像，由于一般摄影过程中物距远大于焦距，该条件始终满足。 9 显影就是用带电的色粉使感光鼓上的静电潜像转变成可见的色粉图像的过程。

10 利用某种方法将显影图像固定在复印介质（如纸）上的过程称为定影，静电复印机的定影方式有热版定影、热辐射定影、热辊定影、冷压定影和化学溶融定影等。

透镜成像示意图

为了更好的研究透镜成像特征，定义透镜的横向放大率

p q

m -= （3-2-2）

根据凸透镜的特征，结合以上公式我们作图分析得出以下成像特征表格：

表3-2-1

表3-2-1告诉我们，通常的照相机，在成像过程中都属于第一种情形。因此我们有一个对焦范围的说法，相机的一般拍摄距离通常都标示为“**cm--无穷远”，而且

大部分数码相机则往往还会提供近距离拍摄功能（Macro），来弥补一般拍摄模式下无法对焦的问题。有些相机就非常强调具有支持1厘米近拍的神奇能力，适合用来拍摄精细的物体。目前低端的数码相机（300万像素以下）一般都能自动对焦，而且大部分对焦范围都比较广；而中高端的数码相机机除了自动对焦外，还提供有手动对焦，来满足拍摄者的需求。

*3、3 CCD与CMOS感光器件简介

CCD与CMOS传感器是被普遍采用的两种图像传感器，两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式不同。CCD中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。

造成这种差异的原因在于：CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个象素的数据。

目前，CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD制造工艺较复杂，采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造，目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少，所以很多摄像头生产厂商采用的CMOS感光元件。由于数据传送方式不同，CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异。

1·灵敏度差异

由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路)，使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积，因此在象素尺寸相同的情况下，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

2·成本差异

由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本；除此之外，由于CCD采用电荷传递的方式传送数据，只要其

中有一个象素不能运行，就会导致一整排的数据不能传送，因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多，即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平，因此，CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。

3·分辨率差异

CMOS传感器的每个象素都比CCD传感器复杂，其象素尺寸很难达到CCD传感器的水平，因此，当比较相同尺寸的CCD与CMOS传感器时，CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。例如，市面上CMOS传感器最高可达到210万象素的水平(OmniVision的OV2610，2002年6月推出)，其尺寸为1/2英寸，象素尺寸为4.25μm，但Sony在2002年12月推出了ICX452，其尺寸与OV2610相差不多(1/1.8英寸)，但分辨率却能高达513万象素，象素尺寸也只有2.78mm的水平。

4·噪声差异

由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声就会增加很多，影响图像品质。

5·功耗差异

CMOS传感器的图像采集方式为主动式，感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出，但CCD传感器为被动式采集，需外加电压让每个象素中的电荷移动，而此外加电压通常需要达到12~18V；因此，CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外(需外加power IC)，高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。举例来说，OmniVision推出的OV7640(1/4英寸、VGA)，在30 fps的速度下运行，功耗仅为40mW；而致力于低功耗CCD传感器的Sanyo公司推出的1/7英寸、CIF等级的产品，其功耗却仍保持在90mW 以上。

尽管存在以上差异，但CCD与CMOS各有市场。目前的情况是，许多低档入门型的数码相机使用廉价的低档CMOS芯片，成像质量比较差。普及型、高级型及专业型数码相机使用不同档次的CCD，个别专业型或准专业型数码相机使用高级的CMOS芯片。代表成像技术未来发展的X3芯片实际也是一种CMOS芯片。

CCD与CMOS孰优孰劣不能一概而论，但一般而言，普及型的数码相机中

使用CCD芯片的成像质量要好一些。

第 4 节相机、照片主要参数简介

像素

它是由相机里光电传感器上的光敏元件数目所决定的，一个光敏元件对应一个像素。因此像素数越多，意味着光敏元件越多，也就意味着拍摄出来的相片越细腻。所谓“100万像素”,就是指CCD的宽有1000个左右的像素点，长也有1000个左右的像素点。因此，所拍摄出来的影像也是由1000×1000个像素点组成的。

分辨率

像素不可以再被划分为更小的点，但实际上像素是有大有小的。单位面积内容纳的正方形小块的数目，就是一幅图像的分辨率。单位面积内，容纳的像素越多，单个像素也越小，图像质量越高；反之，单位面积内容纳的像素越少，单个像素越大，图像质量越低。因此数码相机的像素直接决定着图片的分辨率。为表示方便，图像分辨率不用面积来表示，而是用矩形的一边上的单位长度内所容纳的像素数来表示，长度单位一般是英寸，通常表示成ppi（每英寸像素Pixel per inch）和dpi(每英寸点dot per inch)。比如72ppi，和8X6英寸。而在某些情况下，它也可以被表示成每一个方向上的像素数量，比如640X480等。ppi和dpi经常都会出现混用现象。从技术角度说，“像素”（P）只存在于计算机显示领域，而“点”（d）只出现于打印或印刷领域。

焦距（广角与长焦）

焦距是指光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜的光心到焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。焦距越短，系统聚光能力越强，也就是视角放大率越大。由高斯公式11和费马原理12，可以得到以下光传播公式

nyu=常量（4-1-1）

11物像距公式，见3-2-1式，对应的也有牛顿公式x·x’=f·f’。

12简单的描述就是：在两点之间，光沿着所需时间为极值的路径传播。通常情况下哪条路所用时间最少，光就走哪条路。

这就是著名的拉格朗日-亥姆赫兹恒等式，简称拉-亥公式。这里n为介质的折射率，y为物体的垂轴大小，u为该介质中成像系统的视角。在空气中，系统前后折射率都为1，于是y·u=y’·u’，视角放大率

w=u’/u (4-1-2)

由此w=y / y’=1/m，m为透镜的横向放大率（见3-2-1式）。故此，焦距越短，w越大，m越小。m越小，说明透镜所成的像比物体越小，所以能将更多的景物收入照片之中，实现扩大视野的目的。由此可见广角镜头比长焦镜头的焦距短，视野也更开阔，适合拍摄大场面或微距时使用。而长焦镜头适合拍摄远景时需要体现空间层次感时使用，这与景深有关，后面会讲到。

光学变焦与数字变焦

数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦叫光学变焦。数码相机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说，这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。所以我们看到，一些镜头越长的数码相机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。如果变焦倍数不够，我们可以在镜头前加一增距镜，其计算方法是这样的，一个2倍的增距镜，套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上，那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。

另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短在。这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。但是由于焦距没有变化，所以，图像质量是相对于正常情况下较差。目前数码相机的数码变焦一般在6倍左右，摄像机的数码变焦在44倍-600倍左右，实际使用中有40倍就足够了。因为太大的数码变焦会使图像严重受损，有时候甚至因为放大倍数太高，而分不清所拍摄的画面。

35mm相机

之所以叫35mm相机是因为相机用的是35mm的电影胶卷，这种胶卷的宽度是35mm。后来将这种电影胶卷专门装在暗合出售，称呼135胶卷，所以35mm 相机又叫135相机。35mm胶片的尺寸是36 x 24mm，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35mm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，35mm成为我们判断镜头视野度的一种标注。例如，28mm 焦长可以实现广角拍摄，35mm焦长就是标准视角，50mm镜头是最接近人眼自然视角的，而380mm镜头就属于超望远视角，可捕捉远方的景物。目前数码相机的成像器件面积都小于普通的135胶卷（即35mm胶卷相机）的面积，所以同样的视角时其镜头焦距相对于35mm 相机要短，说到其镜头焦距时常不会涉及到其实际的物理焦距，因为数码相机CCD不统一，所以大家都用35mm（国内的135）相机来比较。就出现了“相当于35mm相机的焦距”这话。

光圈值

光圈是镜头中间的一组金属叶片，在镜头内安置成可以调节的一个圆形或接近圆形的限制入射光束的小孔。它有两种基本的用途：一是帮助获得正确投影；二是缩小或放大光圈，以调节镜头通光量的多少，来控制感光材料的曝光量。光圈大小会对通光量、景深、清晰度、镜头眩光13和反差14等造成影响，其单位通常用“F”表示。光圈F值同光圈实际尺寸相反，F值愈小，光圈越大，在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F8调整到F5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。一般来说，“F”的数值越小，镜头的通光率也就越大，拍摄弱光环境的能力也就越强；反之，则镜头的通光率也就越小，拍摄弱光环境的能力也就越弱。

13视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。

14指景物或影像中各部分明暗对比的差异程度。分景物反差和影像反差两种。反差高的镜头成像是白和黑，而反差低的镜头成像是淡灰色和深灰色。高反差镜头的成像看起来更锐利，但低反差镜头可以到达更高的分辨率。

弥散圆

在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。在现实当中，观赏拍摄的影象是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的，人的肉眼所感受到的影象与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果点的弥散圆直径超出了人眼的最小分辨率，在一定范围内实际影象产生模糊，难以辨认。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆(permissible circle of confusion)。35mm照相镜头的容许弥散圆，大约是底片对角线长度的1/1000~1/1500左右。前提是画面放大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30cm。

景深

相机正确对焦后，物点前后一段距离△X内，景物上各点在屏上生成的像都可以看做是清晰的，则物空间内这段距离称为景深。为了更好的说明景深，我们用下图来说明。

景深示意图

光圈与允许弥散圆大小对景深的影响关系图

景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小（及F值越大），景深越大。通过光学计算还可以得到以下计算公式前景深ΔL1=FδL2/（f2+Fδ L）（4-1-3）

后景深ΔL2=FδL2/（f2-Fδ L）（4-1-4）

景深ΔL=ΔL1+ΔL2=（2·f2 FδL2）/（f4-F2δ 2 L2）（4-1-5）

假定其他的参量都不改变，根据以上计算公式，我们可以得到如下定性结果：(1)、镜头光圈

光圈越大（F值越小），景深越小；光圈越小（F值越大），景深越大；(2)、镜头焦距

镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；

(3)、拍摄距离

距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。

快门值

即快门速度，通常普通数码相机的快门大多在1/1000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16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。当改变了快门速度时，同时也改变了运动物体被记录在底片上的效果。快门速度越快，运动物体就会在底片呈现更清晰的影象，反之，快门速度越慢，运动的物体就越模糊。

ISO值（即通常所说的感光度值）

ISO值是标明感光材料对光线敏感程度的单位，基本上与传统摄影胶片所标注的ISO值相同。在相同的快门和光圈值下，ISO值越大，表明其感光能力越强，照片越亮，反之则弱。但ISO值越大，拍摄出的影像的图像噪声（图像中的较均匀的白点）及颗粒感也越大，清晰度也越差。与传统相机不同，数码相机的ISO值是可调的，因此数码相机在拍摄时就较传统相机更加灵活机动，可应对不同明暗程度的拍摄环境。

噪点

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。通俗点说就是光信号在传输、转换过程中因设备自身缺陷产生了噪声信号，干扰最终成像效果。

光学防抖

是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像的不稳定。通过镜头组实现防抖依靠磁力包裹悬浮镜头，从而有效克服因相机振动产生的图像模糊，这对于大变焦镜头的数码相机所能起到的效果更加明显。通常，镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动，并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。而通过CCD实现防抖是依靠CCD的浮动达到防抖的目的。原理是将CCD先固定在一个能上下左右移动的支架上，通过陀螺仪感应相机抖动的

方向及幅度，然后传感器将这些数据传送至处理器进行筛选、放大，计算出可以抵消抖动的CCD移动量。

相差与畸变

实际工作中光学系统所成的像与近轴光学(高斯光学)所获得的结果不同，有一定的偏离，光学成像相对近轴成像的偏离称像差。光学系统的相差可分为两类：一类是单色光引起的。称单色相差；复色光引起的称色相差，简称色差。

单色像差又分为五种，分别为：球差、彗差、像散、像场弯曲和畸变五种。

球差与物高无关而与入射光瞳15口径三次方成正比。它使理想像平面中各像点都成为同样大小的圆斑。球差的产生是由于透镜不同环带折光能力不同，入射到不同环带上的光线折射后不在交于一点所致。这些点与近轴光的像点之差称为轴向球差。轴上物点只有球差这一种像差。对于给定材料、孔径和焦距的单个透镜，可以选择不同形状即曲率半径的不同值，使球差达到最小，此方法叫配曲法。

彗差与物高一次方、入射光瞳口径二次方成正比。若仅存在彗差，轴外物点发出的通过入射光瞳不同环带的光线，会在理想像平面上形成半径变化的并且沿视场半径方向偏移的像圈。它们的组合会使物点的像成为形状同彗星相似的弥散斑。

场曲和像散与物高二次方、入射光瞳口径一次方成正比。若仅存在场曲，则所有物平面上的点都有相应的像点，但分布在一个球面上；若采用弯成此种形状的底片，则可获得处处清晰的像。此时在理想像平面上，像点呈现为圆斑。若仅存在像散，则轴外物点的光线通过光学系统后聚焦成两条焦。在这两条焦线的中点，光束形成最小弥散圆。若将底片弯成处处都在这样的位置，则可获得处处像点弥散成最小的圆形斑。此时在理想像平面上，像点呈椭圆斑。场曲和象散的光学校正都需要使用复杂的透镜组。

畸变仅与物高三次方成正比。若仅有畸变，得到的像是清晰的，只是像的形状与物不相似。引起畸变的原因是透镜不同高度物体的垂轴放大率不同，破

15 光圈通过它前的镜片所成的像称为入射光瞳。