照相技术基础.doc

照相技术基础 摄影技术能够真实、迅速地把物体的形象记录下来，是一种重要的实验手段。它常被用来记录实物形象、实验过程或某些过程的图像，以供分析研究或作资料保存。因此，摄影技术有着极其广泛的应用。 随着科学技术的不断发展，人们文化水平日益提高，照相机已“走进”千家万户，摄影技术也得到了广泛的普及。本实验只要求对摄影原理、摄影的全过程有所了解，而要想获得一幅满意的照片，那还得进一步学习。实验目的 1了解摄影的基本原理； 2学会数码相机的基本操作方法。基本原理 1镜头 照相是通过照相物镜（简称为镜头），在相机的焦平面上将被摄物体成像，并用成像器件记录下来的过程。成像的质量如何，镜头是至关重要的。 (1) 焦距 焦距是镜头的重要参数，它是镜头对无穷远物体调焦时，后主点到像平面的距离。它决定了像场（底片上结像的最大范围）的大小。在成像画幅一定时，焦距长的镜头成像比较大，但清晰范围比较小；焦距短的镜头成像小，可是清晰范围比较大。 (2) 相对孔径 相对孔径是镜头的又一重要参数，它是指入射光瞳直径D（若入射光瞳为多边形，则指与其等面积圆的直径，该圆称为有效孔径）与镜头焦距f 之比，即 相对孔径 当光圈（镜头中控制进光量的装置）叶片光孔开至最大时，入射光瞳直径与焦距的比值，称为最大相对孔径。一般把最大相对孔径化简，按分子是1的比例数，刻在镜头前的压圈上。如1：2或f2等。 相对孔径的倒数称为光圈数，又叫镜头的F数 F数 对于某一定焦镜头，光圈数与入射光瞳的直径成反比关系。已知入射光瞳面积，那么 由于通过镜头的光通量大小与入射光瞳的面积成正比，因此，光通量与入射光瞳直径的平方成正比，而与光圈数的平方成反比。显然光圈数减小为原来的，入射光瞳直径就增大为倍，于是入射光瞳的面积就增大为2倍，光通量增大1倍。这时像平面照度和曝光量也增大1倍，曝光量增加一级；反之，光圈数每增大为原来的倍，则曝光量就减小为原来的12，曝光量就减少一级。其计算公式为 F数()x 式中x为光圈数指数，它为正或负整数。 根据我国的GB标准，机械式相机光圈数系列为：0.7，1，1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22，32，45，64，90，128。各相邻两档的光圈数相差倍，曝光量相差一级；光圈数越大镜头的像场照度越小，光圈数每增大一档，像场处的曝光量就减少一级，为原来的12；反之，光圈数每减小一档，像场处的曝光量就增大一级，为原来的2倍。目前数码相机的使用已经非常普及，传统的机械式相机会逐渐被淘汰，在数码相机中因为有电子调焦，其光圈数分的更细。 (3) 景深严格地说，镜头只能将某一特定距离上的平面物在像平面上形成清晰像，而实际物体是立体的，在像平面上的成像并不是每一点都清晰的。在像平面上能获得相对清晰像时的物空间深度范围就叫做景深。一般地说，摄影时镜头的光圈数越大，景深就越大；反之光圈数越小，景深就越小。2快门快门是照相机镜头前阻挡光线进来的装置，快门打开就可以让光线进入相机，让成像器件感光的时间叫快门速度。快门速度越短，接受光线越少。3曝光量曝光量是感光器件的感光面上所接受的照度的时间积分值，实际上就是感光面接受的光能的总量。曝光量的大小由光圈数和快门速度所决定。 4成像器件传统的机械式相机成像器件就是“胶卷”,而数码相机的成像器件是与相机构成在一起的。目前 市场上常见数码相机的成像器件是CCD电荷偶合器件或者CMOS补充性氧化金属半导体。这些感光组件，一般以百万象素为单位。数码相机规格中的多少百万象素，指的就是CCD的分辨率，也就是说这台数码相机的CCD上有多少感光组件。CCD 的单位数目越多，感应到的图像越精准，因此可视CCD象素数值为数位相机等级的关键标准之一。这些器件分辨率在一定意义上决定了数码相机的成像质量，但就像普通胶卷粒度不能完全概括胶卷的质量一样，分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准，其色彩深度，芯片本身的制造水平等，对最终成像质量带来的影响都不容低估。一般来说单从CCD芯片制造工艺的角度考察，其芯片面积越小，集成度越高则越好，但若从摄影的角度，在镜头光学分辨率有限，CCD像素数一定时，CCD(COMS)芯片面积越大，成像质量越好。5感光度传统的机械式相机的感光度是指感光材料即“胶片”的感光快慢的程度（对光照感受的灵敏程度），也称为感光速度。在数码相机中用ISO来表明感光度，数码相机中ISO定义和胶卷相同，代表着CCD或者CMOS感光元件的感光速度，ISO数值越高就说明该感光材料的感光能力越强。ISO的计算公式为S=0.8/H（S感光度，H为曝光量）。从公式中我们可以看出，感光度越高，对曝光量的要求就越少。ISO 200的胶卷的感光速度是ISO 100的两倍，换句话说在其他条件相同的情况下，ISO 200胶卷所需要的曝光时间是ISO 100胶卷的一半。在数码相机内，通过调节等效感光度的大小，可以改变光源多少和图片亮度的数值。因此，感光度也成了间接控制图片亮度的数值。一般而言， 感光度越高，底片的颗粒越粗，放大后的效果较差，调高ISO值可以增加光亮度，但是也可能增加照片的噪点。6存储卡数码相机使用存储卡来保存相片。比如说现在的数码相机一般使用内置的存储器和存储记忆卡（也有高档机器使用微硬盘），这些存储器和记忆卡的核心都是NAND FLASH（也就是我们常说的闪存芯片），这些芯片的驱动和使用和U盘基本相同。7取景与传统相机相比，数码相机一般均带有一块可供取景的液晶显示屏，但液晶屏的显示精度有限，不能观察被摄体的细节，因此，有些系列的数码相机，采用了结构独特的棱镜系统进行取景。提供器材 数码照相机及其它辅助设备等。实验要求 1自行设计实验步骤。2使用数码相机上的手动档，根据拍摄对象和光线条件自行选择快门速度和光圈数（不要使用自动档）进行拍照。3在原始记录表中记录：照片编号（可自行编号）、拍摄对象、快门速度、光圈数、ISO等数据。4通过计算机整理所拍照片，至少挑选两张照片保存于实验室的计算机中（可自带