攝影基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)數(shù)碼相機(jī)
近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多數(shù)碼化產(chǎn)品。數(shù)碼相機(jī)就是其中一個(gè)。下面是小編為大家精心推薦的數(shù)碼相機(jī)的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
數(shù)碼相機(jī)的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)
一、基本知識(shí)
數(shù)碼相機(jī)和傳統(tǒng)相機(jī)在光學(xué)原理上沒有什么區(qū)別，都是將被攝物體發(fā)射或反射的光線通過鏡頭在焦平面上形成物像。但在具體成像中則因光敏介質(zhì)的不同而有所區(qū)別，傳統(tǒng)相機(jī)使用的是分布于膠片上基于碘化銀的感光化學(xué)介質(zhì)。而數(shù)碼相機(jī)則是采用了CCD作為記錄圖像的光敏介質(zhì)，而CCD是通過光照的不同引起的電荷分布的不同來記錄被攝物體的視覺特征。所以數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像可以直接輸入到電腦中，無需購買膠卷，并且拍攝時(shí)可以隨時(shí)看到拍攝效果，不滿意可以立即重拍，從而比傳統(tǒng)相機(jī)擁有節(jié)約成本、數(shù)字化方便、減少誤拍等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。
數(shù)碼相機(jī)的產(chǎn)生，主要是由于CCD電荷耦合器的發(fā)明。CCD實(shí)際上是一塊布滿光敏元件即電荷耦合器的感光板，數(shù)碼相機(jī)用快門來激活電荷耦合器件傳感器，它們把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，將光照的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值。然后電信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行處理，最后把得到的數(shù)字圖像保存在存儲(chǔ)器中。實(shí)際上CCD本身是不能分辨顏色的，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要使用色彩濾鏡，一般就是在CCD器件的濾鏡層涂上不同的顏色。濾鏡上不同的色塊按G-R-G-B(綠-紅-綠-藍(lán))的順序像馬賽克一樣排列，使每一片“馬賽克”下的像素感應(yīng)不同的顏色，當(dāng)光從紅、綠、藍(lán)濾鏡中穿過時(shí)，就可以得到每種色光的反應(yīng)值。然后，再使用軟件對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可確定每一個(gè)像素點(diǎn)的顏色。數(shù)碼相機(jī)得到的圖像其實(shí)就是一個(gè)數(shù)值的集合，所以可以直接下載到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。這里關(guān)鍵的一點(diǎn)是，光線要足夠強(qiáng)。普通的數(shù)碼相機(jī)特別是那些比較便宜的，當(dāng)光線弱到一定程度時(shí)，就無能為力了。一般來說，光線越強(qiáng)越好。
CCD生成的數(shù)字圖像被傳送到相機(jī)的另一塊內(nèi)部芯片上。該芯片負(fù)責(zé)把圖像轉(zhuǎn)換成相機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)格式(一般是壓縮圖像格式，比如說JPEG格式)。最后，把生成的圖像保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。
二、技術(shù)指導(dǎo)
1、 CCD和像素
對(duì)于數(shù)碼相機(jī)而言，由于利用CCD電荷耦合器來感光。所謂像素即CCD上的感光元件，像素的多少直接關(guān)系著所射照片的清晰度，像素越多則圖像越清晰。基本上數(shù)碼相機(jī)的像素直接決定相機(jī)的最大分辨率，也就是分辨率的乘積等于CCD的象素。如130萬象素的DC240物理象素點(diǎn)為1344×971，其最大分辨率為1280×960。不過也有例外，Agfa的ePhoto 1680像素只有130萬，但通過其相機(jī)內(nèi)制專利插值算法可以將分辨率提高到1600×1200。除像素外，CCD的另一個(gè)參數(shù)是量化bit數(shù)，決大部分的數(shù)碼相機(jī)為24bit，Olympus的數(shù)碼相機(jī)則采用36bit，使其在色彩效果和低亮度環(huán)境下拍攝的效果比24bit的相機(jī)略勝一籌。
2、存儲(chǔ)器。
數(shù)碼相機(jī)與普通相機(jī)的區(qū)別在于其攝入的圖片直接存儲(chǔ)在相機(jī)存儲(chǔ)器中。就如膠卷有36張的容量一樣，存儲(chǔ)體也有容量限制，但規(guī)格要多得多，一般有2M、4M、8M、16M等。
數(shù)碼相機(jī)所能拍攝的照片數(shù)不僅取決于所用的存儲(chǔ)體的容量，還取決于拍攝照片的分辨率及壓縮率。由于不同的分辨率和壓縮比例所產(chǎn)生的圖像文件大小不同，因此，在同一容量存儲(chǔ)器下，所能拍攝的照片數(shù)也不同。在高分辨率高畫質(zhì)的情況下，一般隨機(jī)配的存儲(chǔ)器只能存2到3張照片，而低分辨率經(jīng)濟(jì)模式下就可存上五六十張了。
數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)器基本上有四類：SMARTMEDIA CARD聰明卡、FLASH CARD閃存、軟盤、Memory Stick。
SMARTMEDIA CARD也稱為聰明卡，由于制造工藝簡(jiǎn)單，體積小(厚薄大小只有半張名片大小)，而且還是有柔軟可彎曲等優(yōu)點(diǎn)，最初的數(shù)碼相機(jī)都采用此類存儲(chǔ)器，比如Olympus、富士、三洋、RICOH的數(shù)碼相機(jī)都采用SMARTMEDIA卡。
FLASH CARD閃存也稱為COMPACT FLASH CARD，是利用FLASHROM存儲(chǔ)體制成的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。現(xiàn)在許多主板和顯卡上都利用FLASHROM存儲(chǔ)BIOS，以便于升級(jí)更新。其基本原理是利用半導(dǎo)體內(nèi)的雪崩效應(yīng)存儲(chǔ)電荷，不需要像EPROM那樣用紫外線擦除信息，也不用如EEPROM利用12高電壓擦除，F(xiàn)LASHROM可以直接利用讀寫電壓直接讀寫，就像SRAM一樣直接操作。工作電壓主要有5V和3.3V兩種，用于數(shù)碼相機(jī)的基本上為3.3V的。而且FLASHROM已經(jīng)制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，即COMPACT FLASH CARD。一般使用FLASHROM的.數(shù)碼相機(jī)基本上都支持COMPACT FLASH CARD，因此只要是符合COMPACT FLASH CARD標(biāo)準(zhǔn)的卡都可用于此類數(shù)碼相機(jī)。這樣就大大增強(qiáng)了此類相機(jī)的兼容性，也方便存儲(chǔ)卡的購買。市場(chǎng)上，柯達(dá)、EPSON 、CASIO的數(shù)碼相機(jī)基本上采用COMPACT FLASH CARD，而且隨機(jī)配的CF卡都容量較大，一般都為8M起，而且可以買到的最大的CF卡已有64M的產(chǎn)品了。
軟盤是最熟悉的外存儲(chǔ)器了，由于其價(jià)格低廉容易購買，SONY公司的中低檔數(shù)碼相機(jī)FD系列就采用了軟盤作為存儲(chǔ)器，直接在相機(jī)內(nèi)建了一個(gè)軟驅(qū)，由于設(shè)計(jì)完善，實(shí)際并沒有使相機(jī)體積變大多少，解決了軟盤讀寫慢的缺點(diǎn)。當(dāng)然由于軟盤容量有限，每張存儲(chǔ)的照片數(shù)較少，而且軟盤這類磁記錄設(shè)備對(duì)環(huán)境要求較高，容易損壞，而且如果外出還要帶上一大盒軟盤,不太方便。
MemeoryStick是SONY數(shù)碼相機(jī)用的另一種存儲(chǔ)器，其外觀如一塊口香糖，是以上幾種存儲(chǔ)器中最小的。
SMARTMEDIA卡的價(jià)格低于閃存，但由于技術(shù)本身的缺陷，SMARTMEDIA卡的容量很小，一般為4M左右，目前最大的也僅32M。而且由于原先數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)上的問題，許多相機(jī)不兼容8M以上卡，因此需要將相機(jī)送回原廠升級(jí)而且是收費(fèi)的。FLASHCARD由于有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且其技術(shù)本身沒有容量限制，可以像硬盤一樣，只要體積允許，可以無限增大容量。現(xiàn)在最大的已有64M，此類數(shù)碼相機(jī)也沒有不能支持大容量存儲(chǔ)器的問題。由于CF卡不僅可用于數(shù)碼相機(jī)，其它如MP3播放器，移動(dòng)式存儲(chǔ)器也用FLASHROM作為存儲(chǔ)器，隨著生產(chǎn)CF卡的廠家增多，產(chǎn)量增大，其成本將會(huì)很快下降，除日 本生產(chǎn)外，目前已有許多公司在韓國(guó)和臺(tái)灣開設(shè)生產(chǎn)廠�，F(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上，SMAR***EDIA卡與CF卡的差價(jià)在10%以內(nèi)，可以預(yù)見將來CF卡很可能成為主流外存，價(jià)格將會(huì)非常便宜容量又大。
3、對(duì)焦和變焦
對(duì)焦，是指將透過鏡頭折射后的影象準(zhǔn)確投射到CCD感光面上，形成清晰的影像。普通的中低檔數(shù)碼相機(jī)采用自動(dòng)對(duì)焦方式，自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)焦距。高檔的專業(yè)相機(jī)則保留手動(dòng)調(diào)焦模式，不過對(duì)于非專業(yè)用戶自動(dòng)調(diào)焦也足夠了。數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)調(diào)焦方式一般分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。所謂主動(dòng)式是指相機(jī)主動(dòng)發(fā)射肉眼不可見的紅外光直接照射被射物體確定距離，然后調(diào)焦。這種方式調(diào)焦速度快，但容易產(chǎn)生誤差。被動(dòng)式則是通過影像的光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)整對(duì)焦，誤差小，但對(duì)焦時(shí)間較長(zhǎng)。
為了能夠拍攝出遠(yuǎn)方的景物或細(xì)節(jié)部分，最新出的數(shù)碼相機(jī)都帶有變焦功能。有光學(xué)變焦和數(shù)字變焦兩種，所謂光學(xué)變焦，就是利用調(diào)節(jié)相機(jī)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)來改變鏡頭的焦距，焦距越長(zhǎng)，被射物體在CCD上的投影就越大。數(shù)碼相機(jī)都用放大倍數(shù)來表示，如：2X、2.3X、3X等，相對(duì)與普通相機(jī)來說，2X的大約為35-70，3X的大約為35-110。數(shù)字變焦是利用相機(jī)自身的處理器，將照片數(shù)據(jù)通過插值方式放大。但此方法是利用數(shù)學(xué)方法獲得放大效果，實(shí)際并不改變照片的分辨率，因此不能通過數(shù)字變焦的方法提高照片的細(xì)節(jié)清晰度。如真要放大的話還是將照片數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上利用專用圖像處理軟件進(jìn)行處理效果更好。因此，對(duì)數(shù)碼相機(jī)來說光學(xué)變焦系統(tǒng)才實(shí)際有用。當(dāng)然，在價(jià)格上有光學(xué)變焦的數(shù)碼相機(jī)要比沒有光學(xué)變焦的要貴20%以上。
除正常拍攝方式外，許多數(shù)碼相機(jī)都提供翻拍模式或稱近距模式，主要用于對(duì)近距離物體拍攝，可以用來翻拍文章。正常模式下，相機(jī)可以拍攝0.5米到無限遠(yuǎn)的物體。在近距模式下，可以拍攝0.2至0.5米的物體，不過此時(shí)由于距離太近TTL(Through The Lens通過鏡頭)直接取景方式不能工作，可以通過相機(jī)自帶的LCD顯示屏來取景。外出查資料時(shí)，帶個(gè)數(shù)碼相機(jī)可以免去復(fù)印的麻煩，直接將資料翻拍下來，十分方便。
4、輸出
數(shù)碼相機(jī)所拍的照片最終還是要存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的，基本上所有數(shù)碼相機(jī)都支持RS232串口通信方式，利用串口將數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)上。但由于串口的通訊速率低，傳一幅照片至少要一分鐘的時(shí)間。許多數(shù)碼相機(jī)廠商都在新產(chǎn)品中增加了USB方式，使數(shù)據(jù)傳輸瞬間完成，一幅高質(zhì)的照片只要10秒就能完成傳送，而且可以通過USB口直接用計(jì)算機(jī)控制相機(jī)拍攝操作。
除此之外，還有紅外傳輸、存儲(chǔ)卡示配器、PCMCIA讀卡器等。利用存儲(chǔ)卡示配器可以通過并口傳輸數(shù)據(jù)，使存儲(chǔ)器像一個(gè)軟驅(qū)一樣可以在WINDOWS下直接讀取資料，實(shí)際上作為軟驅(qū)的替代品存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也很有實(shí)用價(jià)值。另外，許多數(shù)碼相機(jī)備有視頻輸出方式，可以輸出PAL/NTSC制式的視頻信號(hào)，可以利用電視機(jī)來顯示圖像，非常方便。
5、外觀
大多數(shù)中檔商用和家用數(shù)碼相機(jī)的外觀都仿制普通傻瓜相機(jī)的造型，簡(jiǎn)單輕巧。也有些頗有專業(yè)相機(jī)風(fēng)格，如OlympusL系列的1400XL，并可外接閃光燈、柯達(dá)的DC260、DC265等。
6、存儲(chǔ)格式
為盡可能多地存儲(chǔ)照片，數(shù)碼相機(jī)所拍攝的照片數(shù)據(jù)基本上都以JPEG方式存儲(chǔ)，并可選擇壓縮率，一般為1/4、1/8、16/1幾種。有些數(shù)碼相機(jī)為保證照片質(zhì)量，可以以TIFF格式存儲(chǔ)，如富士的DS-300，不過TIFF格式的圖像容量至少1M以上，每次存儲(chǔ)的照片數(shù)就少多了。另外，一些數(shù)碼相機(jī)還使用自己開發(fā)的圖像格式，柯達(dá)的DC260除使用JPEG格式外還可采用一種自創(chuàng)的圖像存儲(chǔ)格式——Flash PIX。Canon PowerShot系列直接記錄CCD上的數(shù)據(jù)，圖像文件大小只有TIFF的三分之一。
7、電源
數(shù)碼相機(jī)大部分都使用4節(jié)AA電池，也可以使用鎳氫充電電池。由于LCD是耗電大戶，普通的數(shù)碼相機(jī)在打開LCD時(shí)只能拍攝二三十張。新型號(hào)的機(jī)型提高了省電能力，可拍更多的照片。另一種就是使用鋰電池，容量為鎳氫電池的2到3倍，而且可以快速充電，使用更方便。
8、LCD
LCD指數(shù)碼相機(jī)上配的預(yù)覽照片用的彩色液晶顯示屏。由于成本原因，低檔的像素在640×480左右的數(shù)碼相機(jī)沒有配LCD，只能直接用取景器取景。中高檔的數(shù)碼相機(jī)都配有LCD，基本上在1.8至2英寸左右。除LCD用于預(yù)覽外，還有小型的黑白液晶顯示屏，用于相機(jī)拍攝模式和信息的顯示，便于操作。由于LCD是耗電大戶，為省電有些數(shù)碼相機(jī)可以關(guān)閉LCD顯示，直接用TTL取景。另外，三洋的數(shù)碼相機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，給LCD增加了一個(gè)采光板，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)的時(shí)候可以打開采光板，利用日光為L(zhǎng)CD提供背光，節(jié)省相機(jī)電力的消耗。
9、其它
不同品牌不同型號(hào)的數(shù)碼相機(jī)各有其特色。比如閃光燈，可以有多種閃光模式選擇，還有為防止拍攝人像時(shí)紅眼效果而設(shè)置的防紅眼閃光模式等。如Olympus的1400XL除本機(jī)閃光燈外可以外接標(biāo)準(zhǔn)閃光燈。比如鏡頭，有如普通相機(jī)一樣固定式的，也有可以180度旋轉(zhuǎn)的非固定式。比如三洋的數(shù)碼相機(jī)還可以為每張照片附加4秒的語音說明信息。還有可以快速連拍，以每秒4張的速度連續(xù)拍攝3秒，對(duì)于拍攝運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)作非常有用。比如柯達(dá)的DC260連拍時(shí)可以設(shè)置拍攝速度0.1-12張/秒，可拍2張中高像素或可拍8張標(biāo)準(zhǔn)像素。其它還有鏡頭保護(hù)功能、白平衡調(diào)整模式等就不詳述了。
數(shù)碼單反相機(jī)的核心構(gòu)件
快門機(jī)構(gòu)
相機(jī)曝光時(shí)間的長(zhǎng)短是通過快門實(shí)現(xiàn)的，快門和光圈配合使用，其用途是控制相機(jī)內(nèi)部感光元件的進(jìn)光量。在光線條件相同時(shí)，要想獲得正確的曝光，如果光圈設(shè)定很小，需要較長(zhǎng)的曝光時(shí)間，而當(dāng)光圈設(shè)定得較大時(shí)，則需要較短的曝光時(shí)間進(jìn)行曝光。
光圈
光圈是鏡頭內(nèi)部的一個(gè)控制光線進(jìn)光量的組件，光圈開啟的大小是通過一個(gè)可調(diào)整的控制器實(shí)現(xiàn)的，通常光圈采用多片結(jié)構(gòu)，它于人類瞳孔的結(jié)構(gòu)，可以很輕松地關(guān)閉和打開，光圈數(shù)值用F值表示，有時(shí)采用小寫的f，光圈的數(shù)碼越小，光圈越大，進(jìn)光量也越大，如f2.8的大圈大于f4。
鏡頭體系
鏡頭是單反相機(jī)的眼睛，它的內(nèi)部由各種透鏡組成。每一個(gè)品牌的數(shù)碼單反都有著龐大的鏡頭系統(tǒng)，每套系統(tǒng)中的鏡頭各類繁多，常見的有廣角鏡頭、中焦鏡頭、微距鏡頭、長(zhǎng)焦鏡頭等。具體分類，說到鏡頭的時(shí)候再細(xì)講。
先講快門速度
快門是鏡頭前阻擋光線進(jìn)來的裝置，是一種讓光線在一段時(shí)間里照射膠片的裝置。
一般而言快門的時(shí)間范圍越大越好。也就是說相機(jī)能達(dá)到的快門速度越快越好。
各級(jí)快門速度
快門速度單位是“秒”。專業(yè)135相機(jī)的最高快門速度達(dá)到1/16000秒。常見的快門速度有：1 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 1/2000等。相鄰兩級(jí)的快門速度的曝光量相差一倍，我們常說相差一級(jí)。如1/60秒比1/125秒的曝光量多一倍，即1/60秒比1/125秒速度慢一級(jí)或稱低一級(jí)。1/60秒的曝光量是1/125秒曝光量的2倍。為什么夜晚的時(shí)候，我們手持相機(jī)，拍出來的照片會(huì)發(fā)虛，模糊?那就是因?yàn)榭扉T速度太慢的原故。目前大多數(shù)單反相機(jī)都具備了B門功能，這是一個(gè)能自由決定快門曝光時(shí)間長(zhǎng)短的功能，目前暫不涉及。
安全快門速度：什么是安全快門呢?簡(jiǎn)單地說，就是保證手持穩(wěn)定拍攝的快門速度。高于這個(gè)快門速度，就能夠保證手持拍攝的穩(wěn)定性;低于這個(gè)快門速度，手的晃動(dòng)可能會(huì)造成照片拍虛。
安全快門的計(jì)算
快門速度是以秒來衡量的。那么，什么樣的快門速度才能稱得上是安全快門速度呢?實(shí)際上，安全快門并非是一成不變的，它與所使用的鏡頭焦距密切相關(guān)。安全快門速度是焦距的倒數(shù)，也就是安全快門速度=1/焦距。例如，如果在佳能EOS 30D上使用一支50mm的鏡頭，那么1/80s就是安全快門，因?yàn)镋OS 30D的焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.6(這個(gè)系統(tǒng)和后面為什么要乘以1.6，關(guān)于等效35mm焦距，這個(gè)后面講)，所以50mm的鏡頭的實(shí)際等效焦距是80mm。如果選擇1/125s或者1/250s的快門速度，能夠保證拍攝的穩(wěn)定性。反之，如果選擇1/30s的快門速度，則有可能會(huì)出現(xiàn)“拍虛”的情況。
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