数码相机基本原理

一 数码相机的特点

   1.用途多样性

(1)     照相功能

(2)     计算机的图像输入

2.直接数字化

    不用胶卷,而是用半导体器件将光信号变为电信号,然后进行模/数转换后变为数字化影像文件.可随时用计算机对影像进行加工处理.

3. 无汚染

    不排放对环境造成污染的化学药液.

4. 即拍即显

5. 图,声同时记录

6. 多样呈现

(1)     照片

(2)     液晶显示

(3)     电视机显示

(4)     打印机打印照片

(5)     彩色扩印设备扩印

(6)     刻录光盘

         7. 快速远距离傳送

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          8. 应用灵活性大

          9. 正常消耗低

二 数码相机的结构

1. 组成

1-镜头  2-快门  3-CCD,CMOS  4-信号放大  5A/D转换

6-彩色液晶显示器  7-数字信号处理  8-数字图像处理

9-输出接口  10-电池  11-电源电路  12-总控制电路

13-快门控制

      2. 镜头系统

        (1) 定焦距镜头

           A.标准镜头

     镜头焦距等于或接近感光芯片对角线长度. 标准镜头所摄画面影像表现出的xx效果与人眼看实际景物的xx

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效果较为接近,看上去较为自然.

B. 广角镜头

镜头焦距比感光芯片对角线长度短得多的镜头.其特点是视场角大(2ω>57°),夸张变形,扩大xx等等.

鱼眼镜头的视场角可达2ω=180°, 镜头上通常标有”fisheye”字样.

         C.远摄镜头

              镜头焦距比感光芯片对角线长度长得多的镜头. 远摄镜头又称望远镜头它具有将远处物体拍摄得较大的特点,更适合于拍摄难以接近的物体.

              远摄镜头又分为:中焦镜头, 长焦镜头,超长焦镜头.

(2)  变焦镜头

目前变焦镜头的焦距为16mm~1700mm. 数码相机

有光学变焦和数字变焦系统.根据驱动形式分为手动变焦和电动变焦, 手动变焦又分为单环推拉式和双环转动式.在轻便数码相机上采用电动变焦, 在单反数码相机上采用手动变焦.

(3)  特殊用途镜头

1. 微距镜头

可在很近距离内拍摄到非常清晰的像.

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1. 柔焦镜头

能使影像产生轻度虚化而得到有朦胧虚化特殊意境效果的镜头,主要用于人像和风景摄影.

1. 反射式镜头

        是超远摄镜头的特殊形式. 镜头内有反射和   挡光装置,光路折成三段,使镜头长度缩小一半左右.如美能达AF Reflex 500mm f/8镜头.

1. xx调整镜头

        是能校正拍摄xx功能的镜头.

          (4) 镜头特殊技术

1. 多层镀膜

增加透过率,提高成像的清晰度,改善反差,xx杂光,色彩还原更准确.

1. 采用非球面

校正像差,减少镜片数量,降低成本,减轻重量.

1. 镜头应为复消色差(APO)(ED)

采用莹石材质(CaF₂)和超低色散材质.

1. 采用内聚焦(IF)或后聚焦(RF)镜头

        在聚焦时保持镜头长度不变, 镜头前体不旋转.对偏振镜摄影极为有利.对镜头小型化成为可能.另外还有内变焦镜头, 在变焦时保持镜头长度不变.

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1. 采用浮动镜片

浮动镜片是为了在无穷远至最近距大范围拍摄,保持平面像场的成像特性.是在镜头中特别设计的一片或一组能够随聚焦环的转动而略微前后移动的镜片.

1. 采用特殊的光圈

          为了提高成像质量,采用了圆形光圈,主副光圈和电磁光圈. 副光圈的作用是阻挡非成像光束通过,从而减小眩光和鬼影.

          3. 感光芯片

(1)   CCD (Charge Coupled Device) 光电耦合器件

1. 面CCD.
2. 扫描线CCD.

(2)   CMOS

(ComplemeritaryMetal-Oxide Semieondconductor)

互补氧化物半导体,优点如下:

1. 能量消耗低.
2. 相同象素价格低.
3.  能制作快速闪光的连续照片, 制作程序低能量,高性能,成本低.

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    三. 数码相机的基本功能

1. 聚焦功能
2. 测光曝光功能
3. 变焦功能
4. 微距拍摄功能

四. 数码相机的特殊功能

1. 白平衡调整功能(色温补偿).
2. 声音记录功能.
3. 影像删除功能.
4. 像册功能.
5. 播放呈现功能.
6. 影像输出功能.
7. 影像质量选择功能.
8. 镜头与机身可相对旋转及分离功能.
9. 全景功能.

10.  影像回存功能.

11. 数字变焦功能.

12. 摄像功能.

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五. 数码相机的性能指标

1. 1.     分辨率

   数码相机分辨率的高低,取决于数码相机中CCD芯片或CMOS芯片上像素的多少, 像素越多, 分辨率越高.

1. 2.     色彩位数

色彩位数又叫色彩深度,用来表示数码相机的色彩分辨能力, 数码相机的色彩位数增加,意味着可扑捉的细节数量增多.通常有24位色彩位数,可记录1677万种颜色,30位色彩位数,可记录10.7亿种颜色,36位色彩位数, 可记录687亿种颜色.

1. 3.     曝光方式
   1. 测光手动曝光
   2. 自动曝光

a. 光圈先决式

b. 快门先决式

c. 程序式

1. 4.     测光方式
   1. 镜外测光
   2. 通过镜头测光”TTL”(Throuth The Lens)

a. 中央重点测光

b. 点测光

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c. 多点测光

d. 多区测光

e. 矩阵测光.

1. 5.     快门时间和光圈系数调节范围

快门时间变化范围:1/8000秒~30秒.

光圈调节范围: 7挡.

1. 6.     取景器种类

     单反数码相机采用单反式取景器,轻便数码相机采用平视光学取景器和彩色液晶显示器.

1. 7.     聚焦方式

高挡—自动聚焦与手动聚焦兼备

中档---自动聚焦

低档---免聚焦

        另外还有:镜头焦距,相当感光度, 感光芯片尺寸,拍摄间隔时间与连拍速度,存储媒体种类, 存储媒体存储能力,压缩存储方式及压缩比例,信号输出形式,声音记录质量指标,信息呈现方式,影像处理能力,白平衡调整方式等等.