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1、数码摄影技术数码摄影技术一、数码照相机简介一、数码照相机简介二、数码摄影技术二、数码摄影技术三、介绍几款数码相机三、介绍几款数码相机1 1一、数码照相机简介一、数码照相机简介数码照相机数码照相机Digital CameraDigital Camera的英文缩写的英文缩写2 2（一）数码相机与传统像机的比较（一）数码相机与传统像机的比较共同点：共同点：均由光学镜头、取景器、对焦系统、快门、光圈、内置均由光学镜头、取景器、对焦系统、快门、光圈、内置 电子闪光灯等组成，有的数码相机既有取景器还有液晶电子闪光灯等组成，有的数码相机既有取景器还有液晶 显示器显示器LCDLCD。 不同点：不同点：用于拍摄
2、景物的用于拍摄景物的感光介质不同感光介质不同。传统相机使用胶卷感光将。传统相机使用胶卷感光将 景物变为照片，而数码相机使用光电转换器件（景物变为照片，而数码相机使用光电转换器件（CCDCCD）将）将景物转变为能被电脑直接处理的数字图像。景物转变为能被电脑直接处理的数字图像。 3 3传统相机成像过程：传统相机成像过程： 1. 1.经过镜头光聚焦在胶片上经过镜头光聚焦在胶片上 2. 2.胶片上的感光剂随光发生变化胶片上的感光剂随光发生变化 3. 3.变化了的感光剂胶片经显影液显像变化了的感光剂胶片经显影液显像 4. 4.成像成像数码相机成像过程：数码相机成像过程： 1. 1.经过镜头光聚焦在经过镜
3、头光聚焦在CCDCCD（CMOSCMOS）上）上2.CCD2.CCD（CMOSCMOS）将光转换成电信号）将光转换成电信号3. 3.经处理器加工，记录在内存上经处理器加工，记录在内存上4. 4.通过显示器表示，或经打印机打印通过显示器表示，或经打印机打印4 4（1 1）CCD (Charge Coupling Device CCD (Charge Coupling Device 电荷耦合器件电荷耦合器件) ) （2 2）CMOSCMOS（Complementary Metal Oxide Complementary Metal Oxide SemiconductorSemiconductor；
4、互补金属氧化半导体）影像感测组件，；互补金属氧化半导体）影像感测组件，主要一种利用光电技术原理制造的影像感测组件。主要一种利用光电技术原理制造的影像感测组件。CMOSCMOS的的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在这两种元素所做成的半导体，使其在CMOSCMOS上共存着带上共存着带N N（带带- -电）和电）和 P P（带（带+ +电）级的半导体，这两个互补效应所产生电）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。的电流，即可被处理芯片纪录和解读成影像。5 5（二）数
5、码相机的结构与原理（二）数码相机的结构与原理数码相机是由镜头、数码相机是由镜头、CCDCCD、A/DA/D（模（模/ /数转换器）、数转换器）、MPUMPU（ 微处理器）、内置存储器、微处理器）、内置存储器、LCDLCD（液晶显示器）、（液晶显示器）、PCPC卡接卡接 口（计算机接口、电视机接口）等部分组成口（计算机接口、电视机接口）等部分组成 6 67 71 1、镜头：、镜头：把光线会聚到把光线会聚到CCDCCD或或CMOSCMOS图像传感器上，起到调整焦距的图像传感器上，起到调整焦距的 作用。作用。焦距焦距是由是由镜头的中心到胶片的距离镜头的中心到胶片的距离，焦距的长短，决定影像，焦距的长
6、短，决定影像在底片上的大小。在底片上的大小。8 8焦距长短与视角焦距长短与视角( (从镜头的中心节点到成像平面对角线两从镜头的中心节点到成像平面对角线两端所张的夹角端所张的夹角) )大小成反比。大小成反比。焦距与视角的关系：焦距与视角的关系：f1f1、f2f2、f3f3为焦距，为焦距，a1a1、a2a2、a3a3为视角，为视角， f1a2 a1a2 a1a1a2a2a3a3CCDCCD9 9 视角为视角为5050度度左右的镜头称为左右的镜头称为标准镜头标准镜头，即指焦距接近画面，即指焦距接近画面对角线长度，大于对角线长度，大于5050度为广角镜头，小于度为广角镜头，小于5050度为长焦镜头度为
7、长焦镜头1010 传统胶卷对传统胶卷对紫外线紫外线比较敏感，外拍时常需要加装比较敏感，外拍时常需要加装UVUV镜，镜，而而CCDCCD对对红外线红外线比较敏感，镜头增加特殊的镀层或外加滤比较敏感，镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜也会大大提高成像质量。 镜头的边缘分辨率通常只达到中央分辨率的镜头的边缘分辨率通常只达到中央分辨率的70%70%左右左右 数码相机相对于传统数码相机相对于传统35mm 35mm 相机的成像面积小，导致同相机的成像面积小，导致同样视角的镜头，数码照相机比样视角的镜头，数码照相机比35mm35mm照相机焦距短得多，照相机焦距短得多，CCDCCD的尺寸越小
8、，焦距越短。所以许多人错误地认为数码的尺寸越小，焦距越短。所以许多人错误地认为数码相机的镜头是广角镜头相机的镜头是广角镜头1111最大光圈最大光圈变焦倍数变焦倍数12122 2、CCD CCD 及相关参数及相关参数一台数码相机一台数码相机镜头镜头和和CCDCCD的的质量是影响图像质量的重要质量是影响图像质量的重要 因素。采用多少片因素。采用多少片CCDCCD，尺，尺寸是多少，像素是多少，都寸是多少，像素是多少，都直接影响着图像的质量。直接影响着图像的质量。 衡量衡量CCDCCD片的技术参数一般有：片的技术参数一般有：CCDCCD的尺寸、材料、分辨率、低照度的尺寸、材料、分辨率、低照度（1 1）
9、CCD (Charge Coupling Device CCD (Charge Coupling Device 电荷耦合器件电荷耦合器件) ) 1313CCDCCD的结构原理就象一排排的结构原理就象一排排输送带上并排放满小桶输送带上并排放满小桶，光线，光线就象雨滴撒入各个小桶，就象雨滴撒入各个小桶，每个小桶就是一个像素每个小桶就是一个像素。按快门。按快门 拍照的过程，就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间拍照的过程，就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间 里，小桶中落进了多少里，小桶中落进了多少“ “光滴光滴” ”，并记在文件中，并记在文件中 （2 2）CCDCCD的结构和工作原理的结构和工作
10、原理1414CCDCCD的基本结构的基本结构，是在，是在NN型或型或P P型硅衬底型硅衬底上生成一层厚度约上生成一层厚度约 120nm120nm的的二氧化硅层二氧化硅层，然后在二氧化硅层上依一定次序沉，然后在二氧化硅层上依一定次序沉 积金属电极，形成电容器阵列，最后加上输入和输出端便积金属电极，形成电容器阵列，最后加上输入和输出端便 构成了构成了CCDCCD器件。器件。1515CCDCCD的工作原理是建立在的工作原理是建立在CCDCCD的基本功能上，即电荷的的基本功能上，即电荷的产生、存储和转移。产生、存储和转移。1616（3 3）CCDCCD芯片分两大类芯片分两大类 ：线型线型 和面型和面型
11、线型线型CCDCCD 即即CCDCCD的感光元件排列在一条直线上。它成像方式是的感光元件排列在一条直线上。它成像方式是CCDCCD在光学系统成像所在的焦平面上垂直扫过，完成一幅完整的影像。传在光学系统成像所在的焦平面上垂直扫过，完成一幅完整的影像。传 统的扫描仪都使用这种类型的统的扫描仪都使用这种类型的CCDCCD，因此我们又称它为，因此我们又称它为扫描型扫描型CCDCCD。线性线性CCDCCD的这种工作方式决定了它得到一幅完整的影像需要很长的时的这种工作方式决定了它得到一幅完整的影像需要很长的时间，即嚗光时间很长间，即嚗光时间很长一般用于照相机一般用于照相机 面型面型CCDCCD 又称又称点
12、阵式，点阵式，可分为：可分为：全幅式全幅式CCDCCD，阵列型阵列型CCDCCD，摄像机中使用的是点阵摄像机中使用的是点阵CCDCCD，扫描仪中使用的是线阵，扫描仪中使用的是线阵CCDCCD，而数码，而数码相机中既有使用点阵相机中既有使用点阵CCDCCD的又有使用线型的又有使用线型CCDCCD的，而一般数码相机的，而一般数码相机都使用点阵都使用点阵CCDCCD，专门拍摄静态物体的扫描式数码相机使用线阵，专门拍摄静态物体的扫描式数码相机使用线阵CCDCCD，它牺牲了时间换取可与传统胶卷相媲美的极高分辨率（可高，它牺牲了时间换取可与传统胶卷相媲美的极高分辨率（可高达达840060008400600
13、0）。）。 1717单单CCDCCD芯片三次嚗光芯片三次嚗光：即通过三色滤镜轮盘分别将红蓝绿三色光：即通过三色滤镜轮盘分别将红蓝绿三色光 投射在投射在CCDCCD上，三次采集后合成得到影像。这种方式得到的影像质上，三次采集后合成得到影像。这种方式得到的影像质量很高，但三次嚗光，量很高，但三次嚗光，不能用于拍摄动态影像不能用于拍摄动态影像。三三CCDCCD一次嚗光一次嚗光：三个三个CCDCCD芯片，分别感应芯片，分别感应红绿蓝三色光（红绿蓝三色光（或其中两或其中两片感应绿色光，另一片感片感应绿色光，另一片感应红蓝光应红蓝光），自然光通过），自然光通过分光棱镜系统将三色光分分光棱镜系统将三色光分别
14、投影在别投影在CCDCCD上，一次嚗光得到完整影像。这种方式得到的影像质上，一次嚗光得到完整影像。这种方式得到的影像质量和单芯片三次嚗光一样，而一次嚗光可拍摄动态影像量和单芯片三次嚗光一样，而一次嚗光可拍摄动态影像. .缺点是三缺点是三CCDCCD的成本很高，分光棱镜的制作技术难度也很大。的成本很高，分光棱镜的制作技术难度也很大。 面型（点阵式）面型（点阵式）CCDCCD芯片的嚗光方式有以下三种芯片的嚗光方式有以下三种1818单单CCDCCD芯片一次嚗光：芯片一次嚗光：CCDCCD上组合排列感应三种色光的像素，一次上组合排列感应三种色光的像素，一次嚗光后得到影像，由于人眼对绿色最为敏感，通常嚗
15、光后得到影像，由于人眼对绿色最为敏感，通常CCDCCD上的感绿色像上的感绿色像素最多。这种方式的影像质量最低，但受成本的限制和对动态影像的素最多。这种方式的影像质量最低，但受成本的限制和对动态影像的 拍摄要求，拍摄要求，市面上主流产品大都采用单市面上主流产品大都采用单CCDCCD芯片一次嚗光。芯片一次嚗光。1919（4 4）CCDCCD尺寸：尺寸：CCDCCD芯片的尺寸就有芯片的尺寸就有1/61/6、1/51/5、1/41/4、1/31/3、1/2.71/2.7、1/21/2、1/1.71/1.7、2/32/3英寸，或以长英寸，或以长X X宽：宽：14mm9.3mm14mm9.3mm、20.5
16、mm16.4mm20.5mm16.4mm、22.8mm15.5mm22.8mm15.5mm、27.6mm18 27.6mm18 、36mm24mm36mm24mm等等1010多种规格。多种规格。 2/32/3英寸英寸CCDCCD片片1/4英寸1/3英寸1/2英寸2/3英寸2/32/3英寸英寸CCDCCD，理论，理论 像素可达像素可达200200万个万个 2020（5 5）CCDCCD片的像素片的像素 CCDCCD片的像素可分为：片的像素可分为：总像素、有效像素、实用像素总像素、有效像素、实用像素，主要是，主要是CCDCCD片有效像素片有效像素（数码相机数码相机CCD CCD 有效像素与拍摄画面的大小即镜头取景的范有效像素与拍摄画面的大小即镜头取景的范围有关，一般是总像素的围有关，一般是总像素的80%80%）2121310310万像素万像素 130130万像素万像素 1
