数码相机各参数详解Word格式.docx
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十六、快门类型31
十七、快门速度33
十八、闪光灯34
十九、存储介质35
二十、自动闪光42
二十一、防红眼42
二十二、强制不闪光43
二十三、强制闪光43
二十四、外置闪光灯44
二十五、前/后帘同步闪光44
二十六、曝光模式45
快门和光圈优先:
45
二十七、手动曝光模式:
47
二十八、曝光补偿48
二十九、曝光测量50
三十、白平衡调节51
三十一、等效感光度55
三十二、防抖性能57
三十三、自拍功能58
三十四、连拍功能59
三十五、短片拍摄功能60
三十六、MPEG-4视频录制61
三十七、录音功能62
三十八、拍摄模式63
三十九、记录容量64
四十、附带软件64
四十一、附件65
四十二、电池类型69
四十三、数码相机的外接电源71
一、感光器件
提到数码相机,不得不说到就是数码相机的心脏--感光元件。
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"
就是其成像感光元件,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。
1.感光元件工作原理
电荷藕合器件图像传感器CCD(ChargeCoupledDevice),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。
CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。
当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。
CCD和传统底片相比,CCD更接近于人眼对视觉的工作方式。
只不过,人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞,分工合作组成视觉感应。
CCD经过长达35年的发展,大致的形状和运作方式都已经定型。
CCD的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。
目前有能力生产CCD的公司分别为:
SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp,大半是日本厂商。
互补性氧化金属半导体CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。
CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体,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。
然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点,这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
2.两种感光元件的不同之处
由两种感光元件的工作原理可以看出,CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。
同时,这几年来,CCD从30万像素开始,一直发展到现在的600万,像素的提高已经到了一个极限。
在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。
到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;
CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以"
数码相机"
之名。
一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。
但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。
CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与讯号处理器整合在一起,使体积大幅缩小,例如,CMOS影像传感器只需一组电源,CCD却需三或四组电源,由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同,要缩小CCD套件的体积很困难。
但目前CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声的产生,未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命,往后技术的发展是重要关键。
3.影响感光元件的因素
对于数码相机来说,影像感光元件成像的因素主要有两个方面:
一是感光元件的面积;
二是感光元件的色彩深度。
感光元件面积越大,成像较大,相同条件下,能记录更多的图像细节,各像素间的干扰也小,成像质量越好。
但随着数码相机向时尚小巧化的方向发展,感光元件的面积也只能是越来越小。
除了面积之外,感光元件还有一个重要指标,就是色彩深度,也就是色彩位,就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。
非专业型数码相机的感光元件一般是24位的,高档点的采样时是30位,而记录时仍然是24位,专业型数码相机的成像器件至少是36位的,据说已经有了48位的CCD。
对于24位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值最多有2^8=256级,每一种原色用一个8位的二进制数字来表示,最多能记录的色彩是256x256x256约16,77万种。
对于36位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值最多有2^12=4096级,每一种原色用一个12位的二进制数字来表示,最多能记录的色彩是4096x4096x4096约68.7亿种。
举例来说,如果某一被摄体,最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍,用使用24位感光元件的数码相机来拍摄的话,如果按低光部位曝光,则凡是亮度高于256备的部位,均曝光过度,层次损失,形成亮斑,如果按高光部位来曝光,则某一亮度以下的部位全部曝光不足,如果用使用了36位感光元件的专业数码相机,就不会有这样的问题。
4.感光元件的发展
CCD是1969年由美国的贝尔研究室所开发出来的。
进入80年代,CCD影像传感器虽然有缺陷,由于不断的研究终于克服了困难,而于80年代后半期制造出高分辨率且高品质的CCD。
到了90年代制造出百万像素之高分辨率CCD,此时CCD的发展更是突飞猛进,算一算CCD发展至今也有二十多个年头了。
进入90年代中期后,CCD技术得到了迅猛发展,同时,CCD的单位面积也越来越小。
但为了在CCD面积减小的同时提高图像的成像质量,SONY与1989年开发出了SUPERHADCCD,这种新的感光元件是在CCD面积减小的情况下,依靠CCD组件内部放大器的放大倍率提升成像质量。
以后相继出现了NEWSTRUCTURECCD、EXVIEWHADCCD、四色滤光技术(专为SONYF828所应用)。
而富士数码相机则采用了超级CCD(SuperCCD)、SuperCCDSR。
对于CMOS来说,具有便于大规模生产,且速度快、成本较低,将是数字相机关键器件的发展方向。
目前,在CANON等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。
另外由于CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。
相对于CCD的停滞不前相比,CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。
作为数码相机的核心部件,CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势,并有希望在不久的将来成为主流的感光器。
二、CCD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。
感光器件的面积大小,CCD/CMOS面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。
CCD/CMOS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"
,第二层是"
以及第三层"
感光层"
。
第一层"
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"
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"
CCD的第二层是"
,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400。
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800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35mm,35mm为对角长度,35mm胶卷的感光面积为36x24mm。
换算到数码相机,对角长度约接近35mm的,CCD/CMOS尺寸越大。
在单反数码相机中,很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸,例如尼康德D100,CCD/CMOS尺寸面积达到23.7x15.6,比起消费级数码相机要大很多,而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36x24mm,达到了35mm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2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。
CCD/CMOS尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。
1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。
而相同尺寸的CCD/CMOS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CCD/CMOS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CCD/CMOS的总面积。
目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难,成本也非常高。
因此,CCD/CMOS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CCD/CMOS尺寸也小,而越专业的数码相机,CCD/CMOS尺寸也越大。
三、最大像素数
元件像素分为最大像素数和有效像素数。
最大像素英文名称为MaximumPixels,所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。
插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片,在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法,在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。
插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。
在市面上,有一些商家会标明"
经硬件插值可达XXX像素"
,这也是相同的原理,只不过在图像的质量和感光度上,以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。
最大像素,也直接指CCD/CMOS感光器件的像素,一些商家为了增大销售额,只标榜数码相机的最大像素,在数码相机设置图片分辨率的时候,的确也有拍摄最高像素的分辨率图片,但是,用户要清楚,这是通过数码相机内部运算而得出的值,再打印图片的时候,其画质的减损会十分明显。
有效像素数英文名称为EffectivePixels。
与最大像素不同,有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。
最高像素的数值是感光器件的真实像素,这个数据通常包含了感光器件的非成像部分,而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。
以美能达的DiMAGE7为例,其CCD像素为524万(5.24Megapixel),因为CCD有一部分并不参与成像,有效像素只为490万。
数码图片的储存方式一般以像素(Pixel)为单位,每个象素是数码图片里面积最小的单位。
像素越大,图片的面积越大。
要增加一个图片的面积大小,如果没有更多的光进入感光器件,唯一的办法就是把像素的面积增大,这样一来,可能会影响图片的锐力度和清晰度。
所以,在像素面积不变的情况下,数码相机能获得最大的图片像素,即为有效像素。
用户在购买数码相机的时候,通常会看到商家标榜"
最大像素达到XXX"
和"
有效像素达到XXX"
,那用户应该怎样选择呢?
在选择数码相机的时候,应该注重看数码相机的有效像素是多少,有效像素的数值才是决定图片质量的关键。
四、有效像素数
五、最大像分辨率
最大分辨率英文名称为MaximumPixels,所谓的最大分辨率是经过插值运算后获得的。
,这也是相同的原理,只不过在图像的质量和感光度上,以最大分辨率拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。
最大分辨率,也直接指CCD/CMOS感光器件的分辨率,一些商家为了增大销售额,只标榜数码相机的最大分辨率,在数码相机设置图片分辨率的时候,的确也有拍摄最高像素的分辨率图片,但是,用户要清楚,这是通过数码相机内部运算而得出的值,再打印图片的时候,其画质的减损会十分明显。
所以在购买数码相机的时候,看有效像素才是最重要的。
另外,分辨率也直接和数码照片的输出有关系,下面的列表,为用户提供了数码照片输出和图片像素的关系。
五、最高分辨率
数码相机能够拍摄最大图片的面积,就是这台数码相机的最高分辨率。
在技术上说,数码相机能产生在每寸图像内,点数最多的图片,通常以dpi为单位,英文为Dotperinch。
分辨率越大,图片的面积越大。
分辨率是用于度量位图图像内数据量多少的一个参数。
通常表示成ppi(每英寸像素Pixelperinch)和dpi(每英寸点)。
包含的数据越多,图形文件的长度就越大,也能表现更丰富的细节。
但更大的文件也需要耗用更多的计算机资源,更多的内存,更大的硬盘空间等等。
在另一方面,假如图像包含的数据不够充分(图形分辨率较低),就会显得相当粗糙,特别是把图像放大为一个较大尺寸观看的时候。
所以在图片创建期间,我们必须根据图像最终的用途决定正确的分辨率。
这里的技巧是要首先保证图像包含足够多的数据,能满足最终输出的需要。
同时也要适量,尽量少占用一些计算机的资源。
通常,"
分辨率"
被表示成每一个方向上的像素数量,比如640X480等。
而在某些情况下,它也可以同时表示成"
每英寸像素"
(ppi)以及图形的长度和宽度。
比如72ppi,和8X6英寸。
Ppi和dpi(每英寸点数)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。
请读者注意分辨。
分辨率和图象的像素有直接的关系,我们来算一算,一张分辨率为640x480的图片,那它的分辨率就达到了307,200像素,也就是我们常说的30万像素,而一张分辨率为1600x1200的图片,它的像素就是200万。
这样,我们就知道,分辨率的两个数字表示的是图片在长和宽上占的点数的单位。
一张数码图片的长宽比通常是4:
3。
六、光学变焦
光学变焦英文名称为OpticalZoom,数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦。
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。
在买数码相机的时候,很多用户都会问,什么是数码变焦,什么是光学变焦,下面,我们就用图示来解释一下。
光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。
当成像面在水平方向运动的时候,如下图,视觉和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉像物体递进的感觉。
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。
另一种就是改变成像面的大小,即成像面的对角线长短在目前的数码摄影中,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。
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。
我们看到市面上的一些超薄型数码相机,一般没有光学变焦功能,因为其机身内根部不允许感光器件的移动,而像索尼F828、富士S7000这些"
长镜头"
的数码相机,光学变焦功能达到5、6倍。
如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍-5倍之间,即可把10米以外的物体拉近至5-3米近;
也有一些数码相机拥有10倍的光学变焦效果。
家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22倍,能比较清楚的拍到70米外的东西。
使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。
如果光学变焦倍数不够,我们可以在镜头前加一增倍镜,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。
七、数字变焦
数字变焦也称为数码变焦,英文名称为DigitalZoom,数码变焦是通过数码相机内的处理器,把图片内的每个象素面积增大,从而达到放大目的。
这种手法如同用图像处理软件把图片的面积改大,不过程序在数码相机内进行,把原来CCD影像感应器上的一部份像素使用"
插值"
处理手段做放大,将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。
与光学变焦不同,数码变焦是在感光器件垂直方向向上的变化,而给人以变焦效果的。
在感光器件上的面积越小,那么视觉上就会让用户只看见景物的局部。
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。
通过数码变焦,拍摄的景物放大了,但它的清晰度会有一定程度的下降,所以数码变焦并没有太大的实际意义。
不过索尼独创"
智能数码变焦"
,据说该先进技术,可以使图像在数码变焦之后仍然保持一定的清晰度。
一台数码相机的总变焦数计算如下:
举例索尼的F717光学变焦为5倍,而数码变焦为2倍,所以最大变焦数为10倍。
数码相机内的数码变焦一般可以关掉。
除此之外还有全新独有的Sony智能变焦功能,可放大变焦拍摄,不会将微粒放大,令放大的影像也能保持原有的细致质素。
智能变焦因应不同影像尺寸的选择,提供不同程度的强化变焦功能。
有别于数码变焦,智能变焦能保持画质与原本影像相同。
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。
如果变焦倍数不够,我们可以在镜头前加一增倍镜,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。
八、相于当35mm尺寸
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35mm(国内的135)相机的镜头焦距,也就是说,其"
镜头的视角相当于XX"
35mm胶片的尺寸是36x24mm,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。
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:
35mm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35mm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6-18mm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3种不同C