单反相机摄影常识总结.docx

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单反相机摄影常识总结

单反相机摄影常识

1.数码单反的胶卷——感光元件：

CCD与CMOS

CCD与CMOS传感器是当前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传感器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。

由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异包括：

（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、Timinggenerator、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：

如上所述，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，当我们比较相同尺寸的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，目前市面上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powerIC），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近期推出的OV7640（1/4英寸、VGA），在30fps的速度下运行，功耗仅为40mW；而致力于低功耗CCD传感器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等级的产品，其功耗却仍保持在90mW以上，虽然该公司近期将推出35mW的新产品，但仍与CMOS传感器存在差距，且仍处于样品阶段。

综上所述，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。

不过，随着CCD与CMOS传感器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小的态势，例如，CCD传感器一直在功耗上作改进，以应用于移动通信市场（这方面的代表业者为Sanyo）；CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足，以应用于更高端的图像产品，我们可以从以下各主要厂商的产品规划来看出一些端倪。

2.相机之眼：

镜头

镜头是一部相机的重中之重，让我们再把目光转移到相机的眼睛上吧。

首先来了解一下镜头和感光器件的摆设位置。

如下图所示，从右至左该镜头组件依次由透镜、电子快门、透镜组1、透镜组2以及CCD组成，拍摄的影像就是沿着这条光路投射在CCD上成像的。

组件中的焦距调节系统和快门系统是由透镜组1和电子快门构成的，二者是连接在一起。

在电机的带动下，透镜组1和电子快门可以前后移动，进行焦距调节，从而获得最清晰的图像，由电子快门控制曝光。

多组透镜是完成光学成像的，而最后的CCD可以把光信号转换为电信号。

如果你在相机的英文规格书上看过“f=”，那么后面接的数字通常就是它的焦长，即焦距长度。

如“f=8-24mm，38-115mm（相当于35mm传统相机）”，就是指这台相机的焦距长度为8-24mm，同时对角线的视角换算后相当于传统35mm相机的38-115mm焦长。

一般而言，35mm相机的标准镜头焦长约是28-70mm，因此如果焦长高于70mm就代表支持望远效果，若是低于28mm就表示有广角拍摄能力。

照相机镜头的焦距是镜头的一个非常重要的指标。

镜头焦距的长短决定了被摄物在成像介质（胶片或CCD等）上成像的大小，也就是相当于物和象的比例尺。

当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时，镜头焦距长的所成的象大，镜头焦距短的所成的象小。

根据用途的不同，照相机镜头的焦距相差非常大，有短到几毫米，十几毫米的，也有长达几米的。

较常见的有8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等，还有长达2500mm超长焦望远镜头。

3.光圈

光圈英文名称为Aperture，光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。

我们平时所说的光圈值F2.8、F8、F16等是光圈“系数”，是相对光圈，并非光圈的物理孔径，与光圈的物理孔径及镜头到感光器件（胶片或CCD或CMOS）的距离有关。

表达光圈大小我们是用F值。

光圈F值=镜头的焦距/镜头口径的直径从以上的公式可知要达到相同的光圈F值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

当光圈物理孔径不变时，镜头中心与感光器件距离愈远，F数愈小，反之，镜头中心与感光器件距离愈近，通过光孔到达感光器件的光密度愈高，F数就愈大。

完整的光圈值系列如下：

F1，F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11，F16，F22，F32，F44，F64。

这里值得一题的是光圈F值愈小，在同一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。

多数非专业数码相机镜头的焦距短、物理口径很小，F8时光圈的物理孔径已经很小了，继续缩小就会发生衍射之类的光学现象，影响成像。

所以一般非专业数码相机的最小光圈都在F8至F11，而专业型数码相机感光器件面积大，镜头距感光器件距离远，光圈值可以很小。

对于消费型数码相机而言，光圈F值常常介于F2.8-F16。

此外许多数码相机在调整光圈时，可以做1/3级的调整。

4.快门速度

快门速度是数码相机快门的重要考察参数，各个不同型号的数码相机的快门速度是完全不一样的，因此在使用某个型号的数码相机来拍摄景物时，一定要先了解其快门的速度，因为按快门时只有考虑了快门的启动时间，并且掌握好快门的释放时机，才能捕捉到生动的画面。

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。

另外，主流的数码相机除了具有自动拍摄模式外，还必须具有光圈优先模式、快门优先模式。

光圈优先模式就是由用户决定光圈的大小，然后相机根据环境光线和曝光设置等情况计算出光进入的多少，这种模式比较适合照静止物体。

而快门优先模式，就是由用户决定快门的速度，然后数码相机根据环境计算出合适的光圈大小来。

所以，快门优先模式就比较适合拍摄移动的物体，特别是数码相机对震动是很敏感的，在曝光过程中即使轻微地晃动相机都会产生模糊的照片，在实用长焦距时这种情况更明显。

在选购数码相机时，你最好选购具有这几种模式的机型以保证拍摄的效果。

至于单反相机常见的B快门功能，虽然可由你自由决定曝光时间的长短，拍摄弹性更高，不过目前大多数的消费性数码相机都还不能支持，最多提供如2秒、8秒、16秒等较慢速度的默认值。

5.光圈与快门速度的组合

在摄影过程中，相机的光圈值和快门速度设置相当重要。

光圈值主要用来控制光线穿过孔的大小，而快门速度则是控制光线投射到胶卷上的时间。

只有将二者都设置得恰到好处，才能达到最令人满意的曝光效果。

遗憾的是许多摄影者在这方面都因为不能达到满意的效果而变得苦恼不堪。

其实原因非常简单：

他们总是使用完全不同的方法来设置光圈值和快门速度，结果当然就不能让人满意了。

还是让我们一起先来看看如何选择合适的光圈值。

选择不同的光圈值，允许光线穿过镜头的孔径就会有所不同。

孔径越大，穿过的光线就越多，反之则越少。

当你将光圈值设置为最大时，光圈值的度量值F的数值为最小。

而当你逐渐关闭镜头或缩小光圈值时，对应的数值就会越来越大。

而这恰恰会让很多人感到无所适从，为什么孔径越大，数值越小；数值越小，孔径反而越大呢？

其实F值的大小并不是全部光圈值的大小，只是部分而已。

比如f－8的光圈值实际上要比8大一些。

其实只要接受这个观点，这一现象还是比较容易记忆的：

数值越大，孔径越小；数值越小，孔径越大。

光圈和快门的最佳组合

关于快门速度的控制和选择，说得通俗一点，快门就相当于遮挡在胶卷前面的一张帘子，根据门帘打开的大小来决定投射到胶卷上的光线强弱，将这个大小控制用时间来控制就是所谓的快门速度。

快门速度和光圈F值一样只能表示部分参数，15的意思是1/15秒，而30则表示1/30秒，要比1/15秒快出一倍；相应的，60代表1/60秒。

在较慢的快门速度下，第一帘幕数值表示快门的打开速度，而第二帘幕使之则表示快门的关闭速度。

但在较快的速度下（如1/125秒或更高）两个帘幕一起移动，只让一道狭小的光线从胶卷的一端投射到另一端。

快门速度越快，允许光线进入的裂缝就越窄，投射到胶卷上的光线就越少。

在有些相机上，快门帘幕为垂直移动设计，不过原理也是一样的。

可能有很多读者会有这样一个疑问：

“既然我们可以单独使用光圈或快门速度来控制投射到胶卷上的光线，为什么我们在每次拍摄时都要考虑到两方面的情况呢？

”其实答案也很简单，对于一个希望能拍摄出更高质量图象的摄影师而言，不会仅仅满足于合适的曝光，还希望能够拍摄出更高效果的图象。

需要指出的是，光圈和快门总是一起工作的，两者总是相互影响，相互制约的。

在不改变外部光线的条件下，镜头所捕捉到的光线强度谁也无法改变，投射到胶卷上的光线也是如此。

而如果需要得到最合适的曝光效果，就必须很好的将两种调节结合起来，如果更改F值使光圈变小，就要将快门速度设置得更慢。

反之，如果光圈值变得更大，快门速度就要设置更快一些，我们可以将这种调节叫做“互惠”。

光圈值设置为f4、快门速度为1/500秒时曝光效果和光圈值为f5.6、快门速度为1/250秒的效果一样。

这时可能又有读者出来认为“我的相机为自动设置，可以自动找到光圈值和快门速度的最佳结合点，所以不需要对它们进行设置”。

值得提醒大家的是，尽管你的相机为自动设置，但你能保证它每次使用不会出现差错吗？

所以大家在使用自动相机时，每次使用时都得注意相机的光圈值和快门速度。

如果你能做到这点，相信你的摄影技术一定会有很大提高，即使见了专业摄影