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数码相机的性能及原理培训讲义 作成 三部生产技术课 第一部分 概述 第二部分 专业术语名词解释第三部分 数码相机的原理第四部分 数码相机的功能与性能第五部分 数码相机的技术指标 第一部分 随着信息化 数字化时代的到来 数字化产品琳琅满目 数码相机就是其中一种 数码相机是传统相机向电子化发展的一个高新产品 它用光电传感器和存储媒体代替了传统的银盐感光材料 并可以与计算机 显示器及网络联系起来发挥很大的作用 可以随时在电视机上显示 可以打印出来可以在电脑上任意处理 可以制成光盘专辑 可以通过E mail发给朋友 可以保存在上的影集里 第二部分 专业术语名词解释DSC 数码相机的英文缩写 是用光电传感器 并输出一个可以被记录储存的表示光学影像的数字照相机 PIXEL 像素 光电传感器上能单独感光的最小的物理单元 CCD 电荷耦合器件 是一种光电传感器 ISO 国际标准化组织 表示感光灵敏度的一种方法 LCD 液晶显示屏 WB 白平衡 为了在不同的光源 晴天 阴天 荧光灯 钨丝灯等 条件下能获得合适的彩色再现 数码相机所具有的一种调节功能 RESOLUTION 分辨率 表示相机分辨图像细节的能力 第三部分 原理方框图 镜头 快门 CCD 工作原理1 当打开数字相机的电源开关总控制电路主控程序芯片 首先开始检查相机的各个部件是否处于可工作状态 如果有一个部分出现故障 那么Lcd液晶屏上就会出一个警告信息 如LensError 并使相机停止工作 如果一切正常那么相机就处于准备好的状态 当对准被拍摄目标并把快门按下一半时 数码相机的自动对焦与测光系统被启动 一个8位的主控程序芯片就开始工作 它通过计算确立对焦距离快门的速度及光圈的大小 工作原理2 按下快门 光学镜头将要拍摄的画面 清晰聚焦到摄像器件CCD或CMOS上 光电转换器件将投射来的景物光信号捕捉住 并以红 绿 蓝3像素存储 就是把这些像素一束束地从CCD以串行的方式送到相机内部的缓冲存储区 这中间经过了很多部件的处理 如进行A D转换 白平衡及色彩校正 以及转化为电脑能识别的的离散数字信号 工作原理3 一束束的光到达缓冲存储区后 再合成在一起形成一幅完整的数字图像 至此图像的处理过程并没有结束 它离开缓冲区时图像还要被子压缩 压缩的程度根据拍摄前选定的拍摄模式而定 图像压缩后 主控程序芯片发出一个信息 把压缩的图像再转移到存储卡中存储 只有到这一步照片的拍摄才算完成 第四部分 数码相机的基本功能一 数码相机的基本功能 1 聚焦功能所有的数码相机的镜头都是由透镜组成 聚焦功能就是用以高速物距像距 使拍摄景物在数码相机感光芯片上成清晰的像 2 测光曝光功能此功能传统数码相机都有适用 曝光控制是最基本也是最重要的技术 所有数码相机都有测光装置和曝光控制机构 3 变焦功能变焦是所有采用变焦镜头的数码相机的一项基本功能 变焦镜头的变焦方式有手动和自动两种 手动变焦 用于转动变焦环或推拉镜头 电动变焦 用于轻便数码相机 借用电动变焦钮控制 多为桥头式 两端分别标T TELE W WIDE 4 微距拍摄功能微距拍摄功能是指可在近距离内拍摄或以较高的倍率拍摄 5 特殊功能1 白平衡调整功能声音记录功能影像删除功能相册功能播放功能播放显现功能影像输出功能 5 特殊功能2 全景功能影像质量选择功能影像回存功能数字变焦摄像功能闪光控制 第五部分 技术指标影响成像的质量的性能指标 一 成像芯片像素水平成像芯片像素水平是数码相机最重要的性能指标之一 通常用像素表示 我们平时所说的 300万像素数码相机 400万像素数码相机 就是指的成像芯片像素量或像素水平而言 1 CCD芯片分辩率是指拍摄分辩率所具有的CCD像素 拍摄图像分辩率 又称 拍摄分辩率 是指实际参与成像的CCD像素 在同样的最大拍摄图像的分辩率下 CCD的分辩率越大越好 二 数字相机分辩率 数字相机的分辩率目前主要有两种表达方式 1 使用图像绝对像素数即最大拍摄分辩率来衡量 又称为拍摄图像分辩率 单位为每时英寸 2 54CM 点数DPI DOTSPERIMCH 如1200 800D在X 水平 方向有1200像素 在Y 垂直 方向上有800万像素 2 用成像芯片像素总是即成像芯片像素水平来表示 如 数字相机分辩率为200万像素 就是指它的成像芯片总像素在200万个数量级上 三 成像芯片大小 对于成像芯片的大小 以往人们很少关心现在随着数码相机像素水平的不断提高 成像芯片的大小这一指标显得越发重要 现在1MM长度上的CCD可以制作200多个像元 像元的大小已小到几MM 在芯片像元数一定的情况下 CCD芯片成像区域越小 要求镜头的分辩率越高 由于CCD芯片制作成本随尺寸呈几何级上升 通常档次越低的数码相机所用CCD芯片的尺寸越小 四 光学镜头 镜头和滤光片的质量对分辩率也有很大的影响变焦镜头 五 白平衡控制白平衡控制是通过图像调整 使在各种光线条件下拍摄出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩完全相同 简单地说白平衡 WB 无论环境光线如何仍然把 白 定义为 白 的一种功能 可分为手动和自动以多种模式控制白平衡 六 相当感光度 ISO 感光度一般用ISO值表示 就是衡量胶卷需要多少光线才能准确曝光的数值 以理论上来讲 数码相机感光度越高 拍摄的效果就会越好 但由于CCD制造工艺的限制 高等效的感光度会降低信噪比 影响图像质量 一般感光度ISO100左右 七 曝光模式和曝光补偿 数码相机曝光模式分为手控曝光 ME 和自动曝光 AE 两种 手控制曝光模式 MANUDEXPOSURE 每次拍摄时都需手动完成光圈和快门速度的调节 自动曝光模式 AUTOMATICEXPOSURE 包括多种形式 常见的有光圈优先AE式 快门速度优先AE式 程式AE式 闪光AE式 深度优先AE式 闪光AE式 由相机TTL闪光直接测光并控制闪光AE的模式 深度优先AE式 由摄影者控制被摄影物的景深 由相机自动给出适当曝光量的新颖曝光模式 曝光补偿 为了让拍摄者对相机测光所确定的曝光量进行修正调整 补偿曝光的数字以级数为 EV 八 光圈范围及快门速度 一 光圈是光线通过镜头的口径 口径越大 在单位时间内所能投射的光线越多