数码摄影基础(一)_大手_新浪博客

数码摄影的课上老师讲了很多,而且大多是英文原版资料,大体能懂一些,终于有时间把听懂的一部分,在网上找些资料,汇总一下,大家一起分享。



 



当按下快门时,镜头将光线会聚到感光器件CCD(电荷耦合器件)上, CCD是半导体器件,它代替了普通相机中胶卷的位置,它的功能是把光信号转变为电信号。这样,我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像,但是它还不能马上被送去计算机处理,还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换,ADC(模数转换器)器件用来执行这项工作。接下来MPU(微处理器)对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式,例如JPEG格式。{zh1},图像文件被存储在内置存储器中。至此,数码相机的主要工作已经完成,剩下要做的是通过LCD(液晶显示器)查看拍摄到的照片。同时使用大存储容量的移动存储器存储,还提供了连接到计算机和电视机的接口。这样就完成了一组数码成像。


 

2 CCD的构成与原理

 


CCD,英文全称:Charge-coupled Device,中文全称:电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。,   是于1969年由美国贝尔实验室(Bell Labs)的维拉·博伊尔(Willard S. Boyle)和乔治·史密斯(George E. Smith)所发明的。 CCD 的发明, 分享2009年诺贝尔奖。诺贝尔奖评审委员会称,三人的发明有助于建立今日网络世界的基础,为今日的日常生活创立许多革新,也为科学的开拓上提供了工具。

CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容,能感应光线,并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制,每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。CCD广泛应用在数位摄影、天文学,尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜,和高速摄影技术如Lucky imaging。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成

一般的彩色数码相机是将拜尔滤镜( Bayer filter )加装在CCD上。每四个像素形成一个单元,一个负责过滤红色、一个过滤蓝色,两个过滤绿色(因为人眼对绿色比较敏感)。结果每个像素都接收到感光讯号, 但色彩分辨率不如感光分辨率。
  用三片CCD和分光棱镜组成的3CCD系统能将颜色分得更好,分光棱镜能把入射光分析成红、 蓝、绿三种色光,由三片CCD各自负责其中一种色光的呈像。所有的专业级数位摄影机,和一部份的半专业级数位摄影机采用3CCD技术。目前,超高分辨率的 CCD芯片仍相当昂贵,配备3CCD的高解析静态照相机,其价位往往超出许多专业摄摄影者的预算。因此有些xx相机使用旋转式色彩滤镜,兼顾高分辨率与忠实的色彩呈现。这类多次成像的照像机只能用于拍摄静态物品。



人眼的感光细胞与数码相机的相似性。

 

在光辐射中的一部分是人眼能够看得见的。人眼怎么会感到这部分光的呢?原来在人眼的视网膜上面布满了大量的感光细胞。

感光细胞有两种:柱状细胞和锥状细胞。

前者灵敏度高,能感觉极微弱的光;后者灵敏度较低,但能很好的区别颜色。在柱状细胞和锥状细胞里都会有一种感光物质,当光线照到视网膜上时,感光物质发生 化学变化,刺激神经细胞,{zh1}由神经传到大脑,产生视觉。

 

 

一个视神经细胞相当于1像素,如果双星在视网膜上2个不同细胞上成像就能够分辨开,否则就不能.人的视网膜上共约有1.11.3亿个杆细胞,有600700万个锥细胞,杆细胞感光能力强但只能感应光线的灰度(得到黑白图像),主要在离中心凹较远的视网膜上。这就是我们为什么看星星的时候要用视 角来看的原因。而锥细胞则在中心凹处最多,能感应彩色图像。所以人眼就相当于有1.11.3亿像素。

 

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