3[1].数码相机介绍.ppt

3 5数码相机的选购知识 第三讲照相机和附件 3 5 1CCD的尺寸和结构 1 CCD或CMOS的尺寸 即芯片尺寸 ChargeCoupledDevice 就是感光器件的面积大小 面积越大 捕获的光子越多 感光性能越好 信噪比越低 CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力 并以矩阵的方式呈面状排列 当其表面感受到光线照射时 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 135型胶卷为36x24mm 换算到数码相机 对角长度约接近35mm 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D100 尺寸达到23 7x15 6 比起消费级数码相机要大很多 而佳能EOS 1Ds的CMOS尺寸为36x24mm 达到了135的面积 所以成像相对较好 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 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 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 2 CCD的结构 CCD的结构为三层 第一层是 微型镜头 第二层是 分色滤色片 以及第三层 感光层 第一层 微型镜头 我们知道 数码相机成像的关键在于其感光层 为了扩展CCD的采光率 必须扩展单一像素的受光面积 但易使画质下降 这一层 微型镜头 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 分色滤色片 CCD的第二层是 分色滤色片 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 RGB即三原色分色法 可以通过红Red 绿Green和蓝Blue来组成 CMYK是由四个通道的颜色配合而成 他们分别是青 C 品红 M 黄 Y 黑 K 2 CCD的结构 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 采用原色CCD的数码相机 感光度不会超过400 而补色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 但补色CCD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 3 5 2最大像素数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量 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 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 像素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 3 5 3有效像素数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 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以像素为单位 它是组成图片的最小单位 像素越大 图片的面积就越大 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 这才是决定图片质量的关键 3 5 4最高分辨率 数码相机能够拍摄最大图片的面积 就是最高分辨率 通常以像素为单位 分辨率越高 图片的面积越大 文件 容量 也越大 通常 分辨率表示成每一个方向上的像素数量 比如640 480等 图像包含的数据越多 图形文件的长度就越大 也能表现更丰富的细节 但会耗用更多的内存 更大的硬盘空间 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 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640 480像素的图片 那它的分辨率就达到了307200像素 也就是我们常说的30万像素 而一张分辨率为1600 1200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 附 分辨率是用于度量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 ppi和dpi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 3 5 5随机存储卡容量 购买数码相机一般会随机附送记忆体 这些记忆体的容量通常不大 对于300万像素的数码相机 随机记忆体一般为8 16MB 对于像素较大的数码相机 因为图片的体积大 所以随机记忆体的容量达到32MB 用户通常要另外买记忆体 否则仅凭随机记忆体可记录的图片和文件非常有限 存储卡的种类也分为很多种 例如CF卡 SD卡 索尼的记忆棒还有SM卡 就从储存的容量来说 看好的应该是SD卡和记忆棒 两者在储存量上的发展速度惊人 其中SD卡已经发展到4G的空间 适用于拍摄大分辨率图像的专业数码相机 而记忆棒的容量也达到了1G 也可以装载不少的图片 另外一种IBM公司开发的MicroDRIVE小硬盘 拥有2 2G的容量 也是专业相机很好的选择 1 下图以不同容量的SD卡为例 列出不同分辨率 不同压缩率条件下可以拍摄静态图片的张数 2 下图以不同容量的SD卡为例 列出不同分辨率 不同帧率条件下可以拍摄动态短片的时间 3 存贮介质 存储介质可以记载图像文件和其他类型的文件 通过USB和电脑相连 就成了一个移动硬盘 用于存储图像的介质越来越多 选择存储设备时要考虑到 设备与可转移介质的价格 可存储的信息量 存储介质的使用寿命 从磁盘上读写信息的速度 即由驱动器决定的数据转移速度 市面上常见的存储介质有CF卡 SD卡 MMC卡 SM卡 记忆棒 MemoryStick xD卡和小硬盘MICRoDRIVE 相关术语 1 CF卡2 SD卡3 MMC卡4 SM卡5 记忆棒6 小硬盘7 xD卡8 SDHC卡 3 5 6显示屏尺寸 显示屏为液晶结构LCD LiquidCrystalDisplay 显示屏尺寸一般用英寸来表示 如 2 0英寸 2 5英寸等 目前最大的显示屏在3 5英寸 显示屏越大 使相机更加美观 但耗电量相应也越大 所以在选择数码相机时 显示屏的大小也是一个不可忽略的重要指标 3 5 7显示屏类型 1 LCD常用的LCD都是TFT型的 什么是TFT呢 首先它包括有偏光板 玻璃基板 薄模式晶体管 配向膜 液晶材料 导向板 色滤光板 萤光管等 对于液晶显示屏 背光源是来自荧光灯管射出的光 这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶 这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度 在使用LCD的时候 会发现从不同的角度 会看见不同的颜色和反差度 这是因为大多数从屏幕射出的光是垂直方向的 假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面 我们可能会看到黑色或是色彩失真 LCD是非常昂贵而脆弱的 所以用户在使用的时候一定要小心 而且平时需要做保养工作 LCD很脆弱 千万不要用坚硬的物体碰撞 以免摔坏了LCD屏 液晶屏表面容易脏 清洁的时侯最好用镜头布或者眼睛布 不可使用有机溶剂清洗 液晶显示屏的表现会随着温度变化 在低温的时候 如果亮度有所下降 这属于正常现象 2 OLED构造 每个OLED单元好比一块汉堡包 发光材料就是夹在中间的蔬菜 其每个显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光 与LCD一样 也有主动式和被动式之分 被动方式下由行列地址选中的单元被点亮 主动方式下 OLED单元后有一个薄膜晶体管TFT 发光单元在TFT驱动下点亮 主动式OLED比较省电 但被动式的OLED显示性能更佳 优点 OLED可以自身发光 而LCD则不发光 故比LCD亮得多 对比度大 色彩效果好 OLED视角大 可达到160度 这样从侧面看也不会失真 LCD需背景灯光点亮 而OLED只需要点亮的单元才加电 且电压较低 省电 重量比LCD轻得多 所需材料很少 制造工艺简单 量产时的成本要比LCD少20 最主要的缺点 寿命比LCD短 目前只能达到5000小时 而LCD可达10000小时 注 OLED技术早先还只在一些手机上使用 由于像素以及寿命问题并没有在数码相机上使用 最终并没有普及起来 3 旋转液晶屏旋转液晶屏即数码相机的液晶显示屏 LCD 在一个平面内能够旋转一定的角度 以适应各种环境下的拍摄角度 抢拍到角度最佳的照片 特别适合于自拍照片 数码相机的液晶屏可以分为左右旋转和上下旋转 如下图 3 5 8光学变焦OpticalZoom 数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦 光学变焦方式与传统相机差不多 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 焦距与视角的关系1 焦距与视角的关系2 3 5 8光学变焦OpticalZoom 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 3 5 8光学变焦OpticalZoom 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 这就是光学变焦 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 3 5 8光学变焦OpticalZoom 所以 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 也有一些数码相机有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 3 5 9数字变焦DigitalZoom 数码变焦是通过数码相机内的处理器 把图片内的每个像素面积增大 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 程序把原来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 3 5 9数字变焦DigitalZoom 数码相机的总变焦数计算如下 光学变焦为5倍 而数码变焦为2倍 则最大变焦数为10倍 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 令放大的影像保持原有的细腻 智能变焦根据不同影像尺寸的选择 提供不同程度的强化变焦功能 与数码变焦不同 智能变焦能保持画质与原本影像相同 3 5 9数字变焦DigitalZoom 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 3 5 10测光方式 数码相机的测光系统一般是测定被摄对象反射回来的光亮度 也称之为反射式测光 测光方式按测光元件的安放位置不同一般可分为外测光和内测光两种方式 l 外测光 在外测光方式中 测光元件与镜头的光路是各自独立的 这种测光方式广泛应用于平视取景镜头快门照相机中 它具有足够的灵敏度和准确度 单镜头反光照相机一般不使用这种测光方式 蜂窝型的多区测光感应模块 3 5 10测光方式 2 内测光 这种测光方式是通过镜头来进行测光 即所谓TTL测光 与摄影条件一致 在更换相镜头或摄影距离变化 加滤色镜时均能进行自动校正 目前几乎所有的单镜头反光相机都采用这种测光方式 在DF相机中 测光元件的放置主要有两种方案 一是放置在取景光路中目镜附近 如图中A B C所示 这种测光方式称为TTL一般测光 二是放置在摄影光路中 光线从辅助反光镜或由焦平面快门的叶片表面反射到测光元件上进行测光 如图中D E所示 这种测光方式称为TTL直接测光 目前采取的测光方式根据测光元件对摄影范围内所测量的区域范围不同主要包括 点测光 中央部分测光 中央重点平均测光 平均测光模式 多区测光等 点测光模式 测光元件仅测量画面中心很小的范围 摄影时把镜头多次对准被摄主体的各部分 逐个测光 最后由摄影者根据测得的数据决定曝光参数 中央部分测光模式 这种模式是对画面中心处约占画面12 的范围进行测光 中央重点平均测光模式 测光重点放在画面中央 约占画面的60 同时兼顾画面边缘 它可大大减少画面曝光不佳的现象 是目前DF照相机主要的测光模式 平均测光模式 它测量整个画面的平均光亮度 适合于画面光强差别不大的情况 多区测光模式 对画面分区域由独立的测光元件进行测光 并由内部的微处理器进行数据处理 求得合适的曝光量 曝光正确率高 在逆光摄影或景物反差很大时都能得到合适的曝光 而无需人工校正 3 5 11对焦方式Focus 通常数码相机有多种对焦方式 分别是自动对焦 手动对焦和多重对焦方式 自动对焦 传统相机 采取一种类似目测的方式实现自动对焦 相机发射一种红外线 根据被摄体的反射确定被摄体的距离 然后根据测得的结果调整镜头组合 实现自动对焦 这种自动对焦方式直接 速度快 容易实现 成本低 但有时候会出错 如有如遮挡时 或光线不足的情况下 就无法实现自动对焦 此外 精度也差 如今高档的相机一般已经不使用此种方式 因为相机是主动发射射线 故称主动式 又因它实际只是测距 并不通过镜头的实际成像来判断是否正确聚焦 所以又称为非TTL式 3 5 11对焦方式Focus 被动式自动对焦相对于主动式自动对焦 后来发展了这种对焦方式 即根据镜头的实际成像判断是否正确聚焦 判断的依据一般是反差检测式 具体原理相当复杂 因为这种方式是通过镜头成像实现的 故称为TTL自动对焦 也正是由于这种自动对焦方式基于镜头成像实现 因此对焦精度高 出现差错的比率低 但技术复杂 速度较慢 采用超声波马达的高级自动对焦镜头除外 成本也较高 3 5 11对焦方式Focus 手动对焦 它是通过手工转动对焦环来调节镜头 从而使构像清晰的一种对焦方式 这种方式依赖人眼对焦屏上影像的判别 以及拍摄熟练程度 早期的单镜反光相机与旁轴相机基本都是使用手动对焦来完成调焦操作的 现在的准专业及专业数码相机 还有单反数码相机都设有手动对焦的功能 以配合不同的拍摄需要 多重对焦 很多数码相机都有多点对焦功能 或者区域对焦功能 当对焦中心不设置在图片中心的时候 可以使用多点对焦 或者多重对焦 除了设置对焦点的位置 还可以设定对焦范围 这样 用户可拍摄不同效果的图片 常见的多点对焦为5点 7点和9点对焦 3 5 11对焦方式Focus 全息自动对焦全息自动对焦功能 HologramAF 是索尼数码相机独有的功能 也是一种崭新自动对焦光学系统 它采用先进激光全息摄影技术 利用激光点检测拍摄主体的边缘 就算在黑暗的环境亦能拍摄准确对焦的照片 有效拍摄距离达4 5米 3 5 12附件 购买数码相机的时候 随机附送一些必要的配件 常见的配件有 USB数据线 AV数据线 附带软件 使用手册 保修卡 电池和随机存储卡 USB数据线 全称为UniversalSerialBus 是用来连接PC和数码相机的设备 现在的USB有两种型号 一种为USB1 1 另一种是USB2 0 两者的传输速度不同 前者的速度为每秒12MB 而后者高达480MB每秒 AV数据线 是用来和电视之间的连接 通过电视画面作为数码相机浏览及观测图片的 附带软件 数码相机的驱动程序和图片相关的媒体软件 一般附送的软件有UleadExplore UleadCool360 如数码相机可以当作摄像头使用 还会附送摄像头软件 比较高档的软件会附送友立公司的PhotoImpact 3 6数码相机的选购 数码相机按其性能大致分为消费极和高档极 3 6 1主流数码相机 消费极 就是普通家用型的 相当于傻瓜机 目前 价格一般在1500 2500元 分为低档 中档 高档 由于数码相机的发展飞快 目前市面上主流的数码相机像素数在300万 500万之间 国际品牌为主 其中最为主流的品牌有如富士 FujiFilm 佳能 Canon 奥林巴斯 Olympus 柯达 Kodak 索尼 Sony 卡西欧 Casio 柯尼卡美能达 Konica Minolta 尼康 Nikon 等 国内的数码相机有如联想 Lenovo 方正 Founder 中恒 DEC 紫光 Thunis 等 1 宾得A20 双重防抖A20是一款卡片机产品 拥有现在较为流行的双重防抖功能 目前的参考价 2600元 性价比较高 1 2 5英寸CCD有效像素1000万 38 114mm3倍光学变焦F2 8 5 4 快门速度 1 2000秒 4秒 2 5英寸23万像素液晶屏 2 佳能A640 畅销A系列的千万新作最大优点就是1000万像素的CCD和DIGIC 处理器 相当完美的图像质量 可以做到完美输出30英寸的照片 另外它也继承了佳能系列DC的翻转屏幕设计 参考价 2680元1 1 8英寸CCD 像素1000万 快门速度 15 1 2500秒使用焦距等效于传统35mm相机的35 140mm4倍光学变焦镜头2 5英寸的液晶显示屏 可拍摄640 x480大小30fps的短片 3 索尼N2 尖端潮流玩物 千万像素触摸快感最大优点就是1000万像素的CCD和DIGIC 处理器 相当完美的图像质量 可以做到完美输出30英寸的照片 另外它也继承了佳能系列DC的翻转屏幕设计 1 1 7英寸CCD 像素1010万 快门速度 30 1 1000秒焦距等效于35mm相机 38 114mm3倍光学卡尔 蔡斯镜头3 0英寸的触摸显示屏 可拍摄640 x480大小30fps的短片 4 索尼R1 高端数码相机与单反相机概念越来越混淆这款机型属于旗舰数码相机 使用了21 5 14 4mm尺寸的CMOS感光元件 这是全球第一款可以实现全时液晶屏幕取景以及电子取景 有效像素达到了目前该级别数码相机的最高点1030万 参考价格 5200元 这款CMOS采用的是RGB滤镜 最大拍摄图像尺寸为3888x2592 单张最精细JPEG图像大小为3 6MB 采用了卡尔 蔡司T系列镜头 焦距为24 120mm5倍手动旋转光学变焦 光圈范围F2 8 16 镜头的口径也达到了惊人的67mm 5 Nikon尼康P5100消费数码相机参考价格 3380元感光元件 CCD 4000 3000手动操作 全手动支持总像素数 1243万光学变焦 3 5倍 焦距35 123mm防红眼 支持液晶屏 2 5英寸23万像素TFTLCD光圈范围F2 7 F5 3测光方式 点 中央重点 平均测光 256区矩阵测光快门速度 8 1 2000秒连拍 支持 0 8fps 支持 0 8fps 3 6 2高档数码相机 相对于中低端数码相机来说 高端数码相机一般都具有以下几个特点 1 与消费级别即中低端数码相机那种不可更换镜头结构相反 高端数码相机大多采用可更换镜头的结构 并且大多兼容传统相机的镜头 2 单镜头反光结构 使用传统相机机身 3 高像素 大规模感光体 强大的功能 4 既然成为高端数码相机 价格自然也不会低 目前还没有低于一万元人民币的产品 不包括镜头 所以 我们一般所指的高端数码相机也就是采用单反结构的可更换镜头的数码相机 高端数码相机主要集中在以下几个品牌 尼康 富士 佳能 宾得 柯达 其中市面上主流的高端数码相机的价格在1万左右 更有甚者4万多 1 Nikon尼康D40X参考价格 5000元感光元件 CCD 3872 2592手动操作 全手动支持总像素数 1080万液晶屏 2 5英寸23万传感器尺寸 23 7x15 6mm曝光模式 程序自动曝光 光圈优先 快门优先以及全手动等 具有手动调节ISO感光度以及自定义白平衡的功能快门速度 30 1 4000秒 2 Nikon尼康D3参考价格 43500元感光元件 CMOS 4256 2832手动操作 全手动支持总像素数 1287万存储卡类型 CF卡SD USB移动硬盘液晶屏 3英寸TFTLCD曝光模式 1 程序自动模式 带柔性程序 2 快门优先自动模式 3 光圈优先自动模式 4 手动模式 自动曝光锁定快门 电磁调控纵走式焦平快门 1 8 000 30s B