数码相机的结构性能与使用

1、三 数码相机的结构、性能与使用1数码相机的优势与不足优势： CCD、存储卡、显示屏、数字文件即拍即显、无成本拍摄、随时删除等不足：用电、快门时滞、感光度、解析度2三 数码相机镜头的性能镜头的光学性能不同焦距镜头的特性变焦镜头及其选择镜头焦距延长及相当于35mm照相机镜头焦距光学变焦和数码变焦防抖镜头四 数码相机的操作使用数码相机的基本操作数码相机的高级操作课后练习一 数码相机的基本分类消费型数码相机单镜头反光数码相机数码后背二 数码相机的组成与构造数码相机的基本构造取景器液晶显示屏图像传感器快门与光圈数码相机的存储媒体数码相机的接口电源与控制系统3一、数码相机的基本分类数码相机按其结构不同可分

2、为四大类：消费型数码相机单镜头反光数码相机数字后背单电 4消费型数码相机特点：小巧轻便、价格低廉、镜头不可更换、全自动、全面手动调节功能索尼HX30参考价格：￥19985单镜头反光数码相机特点：功能齐全、自动化程度高、手动功能丰富、镜头可换、传感器尺寸大、价格较贵。佳能600D套机(18-55mm IS II)参考价格：￥4450 6单反相机工作原理：相机的快门和镜头之间有一面斜镜，斜镜上方有一块半透明玻璃和棱镜。实像从下面的镜子反射到半透明玻璃上，而半透明玻璃则充当银幕。棱镜的作用是翻转屏幕上的图像，让其重新正立，并将它重新投射至取景器窗口。7数字后背主要由图像传感器和数字处理系统等组成，需

3、要配接在中、大画幅相机上使用。特点：体积大、价格贵、图像传感器面积大、像素高、成像效果优异。如：哈苏、仙娜、利图、飞思Phase P65+数码后背，CCD像素6050万，最大文件可达400MB。哈苏 CFV-50参考价格：￥110000 84.单电指采用电子取景器（EVF）且具有数码单反功能（如可更换镜头、具备快速相位检测自动对焦，较大的影像传感器尺寸等）的相机。优势：无需抬起的半透镜，避免震动，连拍，实时相位检测自动对焦通过电子取景器，能预览曝光补偿、直方图、白平衡效果，提高拍摄成功率、减少回放次数 缺点：显像滞后性 耗电量较大 整机重量上升 9二、数码相机的组成与构造数码相机除了包括传统相

4、机上所具有的镜头、取景系统、曝光控制系统、聚焦系统和电源之外，还增加了图像传感器、模数转换器件、数字信号处理器、彩色液晶显示屏、存储机构、输出机构等数码相机特有的部件。101.数码相机的基本构造111213142.取景器光学取景器电子取景器 富士FinePix4900Zoom配置11万像素的电子取景器。 15奥林巴斯 E-330使用了特别设计的Live MOS传感器，通过光学棱镜的反射，这款相机可以选择光学取景方式与LCD取景方式。 163.液晶显示屏有的液晶显示屏还可改变角度，除了拍摄时取景方便外，更重要的是可根据现场的光照方向随时变换角度以减少光线的反射。 17E-330采用2.5-英寸2

5、1.5万像素超晶液晶显示屏18LCD还是控制系统的一个组成部分。它具有“菜单”显示功能，类似于计算机应用程序窗口中的“菜单”，其操作方式也基本相同。比如存储卡的格式化、图像尺寸的选择、手动拍摄的参数设置、照片的删除等都是通过对“菜单”的选择完成的。 194.图像传感器数码相机在传统相机的胶片位置代之以CCD或CMOS型图像传感器。 图像传感器的质量水平(像素多少和面积大小)不仅决定了数码相机的成像品质，而且也能反映出数码相机的档次和性能。20CCD与CMOSCCD(The Charged Coupled Device)是“电荷耦合器件”的英文缩写， CMOS(Complementary Met

6、al-Oxide Semiconductor)是“互补金属氧化物半导体器件”的英文缩写，它们都是半导体器件。CCD与CMOS都是迄今应用最广泛的光电转换器件。 21 通过CCD或CMOS (电荷的存储和电 荷的转换)，把摄影 物镜产生的图像信号 转化为数字信号，并以数字形式记录在存储卡上。CCD芯片是由几百万个微小的硅光电二极管组成的检像器件，每一个硅点都是光敏的。光注入到硅点上时产生了电荷的变化，光线越强，产生的电子就越多，接下来通过模数转换，把电子转换成数字信号。22CMOS的特征和种类 CMOS作为图像检测器件在90年代初就有了雏形。它的光电转换功能与CCD相似，使用的光敏元件及其排列方

7、式也与CCD基本相同，区别主要在于光电转换后信息传送的方式不同。 CMOS生产工艺相对简单，可用LSI(大规模集成电路)通用工艺制造，可把相关数字信息处理电路与存储器制造在同一个器件上，提高了图像捕捉速度，能适应快速闪光连拍。并且成本只有CCD同像素器件的110120，此外，CMOS芯片耗电小，只有CCD芯片的1/3。但CMOS器件生成影像时杂讯较大，过强、过弱光线下图像会产生失真，以往主要用在普及型低分辨率数码相机上。 23佳能5D Mark II(5D2)数码相机采用CMOS图像传感器。 24尼康D80 CCD传感器25CMOS 与 CCD的区别CMOS 感应器 CCD (电荷耦合设备)每

8、个像素的信号独立放大,依次读取。 信号通过bucket relay 系统读取并最后统一放大 噪音信号多 - 像素排列不规则 - 有随机噪音信号 能耗高,高速实现困难, 芯片上集成电路困难 电信号读取 缺点 低能耗, 可轻易实现高速, 芯片上可集成电路 技术可靠，产品已商业化 感应器制造简单 低噪音,高信噪比PixelWired vertically Wired horizontally Pixel converter 水平CCDPixelHorizontal CCD Vertical CCD 佳能已将 问题解决！ 优点 26数码相机上的像素又分为CCD像素、有效像素与插值像素。 CCD像素的数

9、值是图像传感器的真实像素， 但是，由于技术上的原因，CCD有一部分并不参与成像。 有效像素是CCD上形成图像信号的硅光电二极管的个数。如尼康D200单反数码相机，其CCD像素为1092万，因为CCD有一部分并不参与成像，有效像素只为1020万。 27 高画质,高像素的关系? 高画质不仅与像素多少有关。图象传感器尺寸也是非常重要的。大尺寸的色调范围和景深更广。大尺寸感应器动态范围大，灵敏度高，可获得更大的ISO感光度范围。 1英寸=2.54厘米 28小型数码相机和数码单镜头反光相机的传感器差别数码单镜头反光相机 小型数码相机 1/1.8英寸 传感器 6.9mm x 5.2mm 1/2.7英寸传感

10、器 5.36mm x 3.97mm 小尺寸 大尺寸 APS-C 传感器 22.7mm x 15.1mm APS-H 传感器 28.7mm x 19.1mm35毫米全幅面传感器 36mm x 24mmFX画幅29更好的景深控制和景深效果 更好的层次过渡大型图像传感器为 单镜头反光相机提供高画质 背景虚化效果优异 景深范围大 动态范围宽（HDR） 极好的信噪比和高灵敏度 无论低光照还是高 亮度情况，拍摄效 果俱佳。 30单反数码相机的图像传感器尺寸 图像传感器类型 数码相机的品牌及型号 图像传感器尺寸 全画幅图像传感器 柯达DSC Pro 14 n、DSC Pro SLR/ n、DSC Pro S

11、LR/ c、康泰克斯 N-Digital 36mm 24mm 佳能EOS1Ds、1Ds Mark、 1Ds Mark、 5D35.8mm 23.8mm APS-H画幅图像传感器 佳能1D、1D Mark、D6000 28.7mm 19.1mm 柯达DSC460、DSC560、DSC760 27.65mm 18.43mm APS-C画幅图像传感器 尼康D1、D1H、D1X、D2X(23.7 X 15.7)、D70、D70s、D100约23.7mm 15.6mm 宾得*ist D、*ist DS 、*ist DS2 23.5mm 15.7mm 富士S1 Pro、S2 Pro、S3 Pro、 S5

12、Pro23.0mm 15.5mm 佳能D30、D60、10D、300D 22.7mm 15.1mm 佳能20D、30D 22.5mm 15.0mm Foveon X3图像传感器 适马SD9、SD10、 SD1320.7mm 13.8mm DX画幅图像传感器 D2H、Nikon D2Hs 23.3 15.5 4/3系统图像传感器 奥林巴斯E-1、E-300、E-500、E-330、 18.0mm 13.5mm 松下DMC-L1 17.3mm 13.0mm DX画幅1.5系数1.6系数315.快门与光圈快门与快门速度快门指控制曝光时间长短的机构。快门速度指快门开启的时间。B、1、2、4、8、15、

13、30、60、125、250、500、1000、2000消费型数码相机的快门时滞、连拍光圈与光圈系数光圈由镜头上几片金属叶片组成，是控制光线多少的装置。光圈系数指光圈的大小，简称”f/系数”。f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22、f/32f/系数=镜头焦距光孔直径，数字越小，光孔越大，进光量越多，以2为公比的等比数列，即相邻两档进光量差一倍。326.数码相机的存储媒体CF卡佳能、尼康、柯达、理光，体大、安全、寿长、量大、快速xD卡奥林巴斯与富士，小、快、兼SD卡 松下、东芝、美国SanDisk,量大、快速、安全，广泛记忆棒(MS卡) 索尼、三星

14、、柯尼卡，跨平台、小、安全、微型硬盘（MicroDrive） IBM，量大、价廉、不稳、耗电、磁扰双卡槽相机、数码伴侣337.数码相机的接口数字图像文件输出途径：读卡器读取存储卡文件机身数码接口USB接口IEEE1394接口（火线）Apple公司无线红外线传输接口蓝牙技术Wi-Fi348.电源与控制系统电源可充电锂电池、镍氢电池、AA电池耗电设备：闪光灯、液晶显示屏、图像传感器、存储器和数据处理芯片控制系统主控程序芯片（MCU），开机检查、测光、运算、曝光和闪光控制等一系列工作。A/D模数转换器数字信号处理器（DSP），运算速度100Mbps以上35三、数码相机镜头的性能 镜头作用： 把被摄景

15、物的影像成像在图像传感器上，焦距的长短主要影响着被摄景物的成像大小和范围。焦距长放大率高，短则视角大。 镜头接口连接机身的作用和传递相机功能信息的作用。361.镜头的光学性能镜头的焦距和视角（长短）焦距是镜头的光学中心到焦平面之间的距离。用字母f表示，单位是毫米，如f=50mm，表示镜头的焦距是50毫米。特点：焦距长，影像大，视角小，景深浅镜头的口径（粗细）表示镜头的最大光圈，表明了镜头采集光线的能力。用字母F表示，系数越大，口径越大，适合拍摄光线较暗的场合、高速移动物体、浅景深效果。如F3.54.5，表示镜头的广角端最大光圈系数是3.5，长焦端最大光圈系数是4.5。特点：光圈大，光线足，景深

16、浅372.不同焦距镜头的特性标准镜头视场角接近人眼的视角4346,135相机50mm。物体大小比例和透视关系与人眼基本一致，符合视觉习惯，自然真实。优点：口径大，分辨率、色彩还原能力高，小巧、便宜。广角镜头焦距在35mm以内，视角在60度以上。优点：适合风光地貌类摄影、表现狭窄空间、街道场景，拍的多、成像小、景深大，透视感强。长焦镜头焦距在85mm以上，方便“拉近”远处被摄体，优点：适合体育、野生动物类摄影，构图简洁。383.变焦镜头及其选择变焦镜头指焦距可在预定范围内连续改变的镜头，可在同一位置改变影像的大小。优点：构图灵活，有利抓拍缺点：口径较小、成像质量较差种类：广角变焦镜头，如1735

17、mm；标准变焦镜头，如2870mm、中远变焦镜头，如70210mm、远摄变焦镜头，如200400mm。39从实用的角度看，数码相机变焦镜头的变焦范围以能涵盖广角、标准和望远三个区域为好。 一镜走天下佳能(Canon)EF-S 18-200mm f/3.5-5.6 IS带有IS光学防抖功能没有配置超声波马达对焦速度不错长焦端成像质量好出色的近摄能力 40镜头用途标准变焦镜头镜头类型变焦镜头结构12组16枚镜片对焦方式自动/手动变焦方式伸缩式焦距18-200mmAPS焦距29-320mm卡口类型佳能EF卡口水平视角74-5度最大光圈F3.5/F5.6最小光圈F36最近对焦距离0.450m最大放大倍

18、率0.200倍滤镜口径72mm镜头直径79mm镜头长度102mm镜头重量600g镜头用途广角镜头 镜头类型变焦镜头结构13组15枚对焦方式自动光圈叶片数7片焦距18-200mmAPS焦距27-300mm卡口类型尼康F卡口水平视角65.36-6.38度最大光圈3.5-6.3最小光圈22最近对焦距离0.450m最大放大倍率0.270倍滤镜口径62mm镜头直径73.8mm镜头长度83.7mm镜头重量398g佳能EF-S 18-200mm f/3.5-5.6 IS参考价格3680元腾龙18-200mm F3.5-6.3 XR Di参考价格1800元，不支持光学防抖41变焦镜头de缺点：变焦比过大会使成

19、像质量变差。 长焦端口径也相对较小，使得在暗弱光线下的拍摄受到影响。定焦镜头de优势：越小的变焦可带来更好的画质。定焦头有着大光圈带来的出色的虚化效果。定焦头有着非常好的便携性。42定焦镜头佳能(Canon)EF 50mm f/1.8 II 这款17年前发售的镜头，色彩的还原无比忠实，光学性能超乎寻常的好 ，性价比当属无双 。参考价格 720元 43定焦镜头尼康(Nikon)AF 50mm f/1.8D尼康最锐的几款定焦镜头之一 ，最小光圈F22，最近拍摄距离为45mm，最大摄影放大倍率为1：6.6。滤镜口径为52mm。图片偏冷调，色彩偏淡一些 。参考价格 690元 444.镜头焦距延长及相当

20、35mm照相机镜头焦距柯尼卡美能达DiMAGE A2的镜头焦距为7.2mm50.8mm，相当于35mm相机镜头的28mm200mm。 4546单反数码相机说明书 “镜头焦距延长”的值如尼康D70的CCD芯片为23.6 x 15.8 毫米，相当于135相机像幅面积的42.8%。CCD尺寸小自然就减小了成像幅面，CCD芯片上所得到的图像，只占镜头能成在胶卷上图像的一部分，这种差别就相当于原来的35mm单反照相机镜头用于以上单反数码相机，能取得更长焦距的镜头所拍摄的视角，因而有“镜头焦距延长”一说。 尼康D200安装普通镜头进行数码拍摄的镜头焦距延长倍数为1.5倍，也就是说用50毫米焦距镜头进行数码

21、拍摄大约相当于传统相机上75毫米焦距镜头拍摄的效果。但是用在DX画幅的相机（乘1.5倍）上其视角就和75mm镜头在全画幅相机上的视野，等于视野变窄了，但透视关系、景深虚化程度不变。 47 柯达DSC Pro SLR、佳能EOS1Ds Mark、 1Ds Mark等单反型数码相机采用面积为36mm24mm的 CMOS传感器，就不存在镜头焦距延长的问题。 48数码单反相机 焦距延长倍数 柯达DSC Pro 14 n、DSC Pro SLR/ n、DSC Pro SLR/ c 佳能EOS1Ds、1Ds Mark、5D 1 佳能D6000、1D 、1D Mark、柯达DSC460、DSC560、DSC

22、760 1.3 尼康D1、D1H、D2H、D1X、D70、D70s 、D100、D200、富士S1 Pro、S2 Pro、S3 Pro、宾得*ist D 1.5 佳能D30、D60、10D、20D、30D 、300D、350D、柯达DSC420、DSC520、DSC720 1.6 适马SD9、SD10 1.7 奥林巴斯E-1、E-300、E-500、E-330、松下DMC-L1 2.0 数码单反相机镜头焦距延长倍数表 DX尼康和索尼使用，转换系数1.5倍。aps-c准确讲佳能用（尺寸略小于DX画幅），转换系数1.6倍。FX就是全画幅（35mm胶片尺寸） 495.光学变焦和数字变焦 光学变焦是通

23、过改变镜头的视角从而改变镜头的焦距。 数码变焦(Digital Zoom)是从摄像机上的数码变焦功能移植而来的，它是在镜头原视角的基础上，在CCD成像的图像信号范围内，截取一部分图像加以插值放大而给人们以更长焦距镜头拍摄的效果，是光学变焦的一种延伸。 类似传统摄影中，将底片剪裁一部分的放大效果，效果同图像处理软件的放大插值作用。506.防抖镜头与防抖技术慢速快门、较长焦距因为手抖使影像模糊。大多数在专业镜头中配备震动感应器，将震动转化为电子信息，镜片组作出反应，抵消震动。CCD防抖技术和镜头光学防抖由硬件驱动，较费电，用后关闭。消费型数码相机配备光学抖动补偿装置，属于电子防抖，以自动提高感光度

24、、牺牲画质为代价，实现快门速度的提高。佳能IS、尼康VR、三星ASR、宾得SR51四. 数码相机的操作使用 数码相机的拍摄过程与传统相机十分相似，比如取景、构图、对焦等，但是数码相机还有许多不同于传统相机的操作，比如存储卡装卸、白平衡调整、即时查看、照片传输等。虽然这些操作比传统相机略显复杂，但只要反复练习几次就会掌握。不过不同品牌、档次的数码相机在功能及使用方法上存在一定差异。 521.数码相机的基本操作插卡与接通电源53存储卡的检查与使用存储卡的种类、插入的方向全空的状态待机，应尽量在每次使用数码相机之后尽快将储存在相机内的照片下载到计算机的硬盘上，并将相机内的图像全部清空。54 菜单指令

25、的使用播放菜单拍摄菜单个性化拍摄菜单55基本操作模式选择模式转盘照片模式单帧拍摄、连续拍摄、间隔定时拍摄（延时摄影，花开、日落）、包围式拍摄（包围曝光、闪光、白平衡、饱和度）、自拍摄像模式播放模式56照片的浏览与删除拍摄后，设定在播放(PLAY)档，对拍好的照片需要进行及时查看确认，若不合要求可及时删除并重拍，LCD显示器能够随时显示出存储器中记录的全部图像。锁定、翻页、放大等功能。5758图像+拍摄信息59图像+拍摄信息602.数码相机的高级操作在正式拍摄之前，根据拍摄需要对数码相机的工作方式进行选择，对相机的一些参数进行设定，包括选择图像格式和分辨率，选择测光和曝光模式，设置白平衡、相当感

26、光度等，这些设置将直接影响所拍照片的质量。要养成根据需要随时改变设置(特别是分辨率和压缩比)的习惯，使每张照片都能在最合理的状态下拍摄。 61选择影像品质和尺寸 选择影像品质实际上是设置图像格式和存储压缩比，这直接关系到图像的品质。 不同品牌的数码相机采用的图像格式也有所不同，一般来说，数码相机多采用JPEG和RAW（或TIFF）格式。6263数码相机的压缩比用质量等级表示，质量等级越高，表示压缩比越低。 尼康数码相机的图像格式（影像品质）分为RAW、FINE(精细)、NORMAL(一般)和BASIC(基本)等几种质量模式，分别表示无损压缩、1：4、1：8和1：16比例压缩。64RAW格式：采

27、用无损压缩方式，文件比较大，又保留了尽量多的拍摄信息和色彩信息，拍摄后在保证图像质量的基础上，具有灵活的调整范围。 JPEG格式：外出创作携带的存储卡容量有限时，为使有限的容量能拍摄更多的画面，就要使用JPEG格式对数据文件进行压缩。当拍摄者对图像清晰度要求不是极高时，JPEG是一种理想的压缩方式。但是，压缩程度越大，影像细部的损失也越大。存储格式选择的依据：拍摄目的与要求存储卡容量6566选择影像尺寸数码相机都提供多种影像尺寸供选择，其实质就是设置不同的图像分辨率，设置合适的图像分辨率可以合理地使用存储空间，使一次拍摄的照片更多或者使照片的质量更好，这要根据实际拍摄时对数码图像文件分辨率高低

28、不同的要求来决定。67尼康D200提供了3种分辨率标准：最高约1020万像素的38722592 dpi、中等约600万像素的28961944 dpi、最小约250万像素的19361296 dpi。每种分辨率又根据压缩比的高低分为精细模式、一般模式和基本模式，而RAW格式只能使用最大分辨率保存图像。68 调整白平衡目的：获得准确的色彩还原。原理：采用摄像机中普遍采用的利用电路改变不同色光产生电信号增益的办法进行。与传统彩色摄影在镜头前加色温转换滤色镜控制色温的作用是相同的。 69数码相机上常用的三种白平衡调整方式：自动调整分档设定调整精确测定调整（手动调整）70自动白平衡功能凭借测色温装置，测出

29、红蓝光比例，自动调整红、绿、蓝电信号的增益。偏色条件：工作范围超出3000K8000K色温。光线暗淡的场所混合光源环境中或大面积单一色调被摄体。717273不同白平衡的色温对照表白平衡标志适应条件色温（K）自动白平衡调整相机自动调整白平衡约30008000 K晴天明亮的室外直射阳光下约5200 K阴影室外有阴影的地方约8000 K阴天多云天气约6000 K白炽灯在白炽灯照明下约3000 K荧光灯在荧光灯照明下约4200 K闪光灯在闪光灯照明下约5400 K预设白平衡使用中灰色或白色物体，或现有照片作为白平衡的参考。200010000 K74手动预设白平衡尼康D200手动预设白平衡的步骤为： 1

30、、将一中灰色或白色物体置于最终拍摄时所要使用的照明环境下。在摄影棚设置中，可使用18灰板。 2、在预设菜单中选择测量，或按住WB按钮并旋转主指令拨盘，直至控制面板上出现PRE图标为止。若不作重新设定，则白平衡将使用上次设置的数值。 3、按下WB按钮并旋转副指令拨盘可选择预设白平衡存储频道，然后再次控下该按钮，直到控制面板上的PRE图标开始闪动。在控制面板中还将出现一个闪烁的PRE图标，同时取景器中也会显示PRE。754、将相机对准参照物并使其填满取景器，然后完全按下快门。相机将测量一个白平衡数值，并在选择预设白平衡时使用该值。此时不会记录任何照片；即使相机不对焦，也可以精确地测量白平衡值。 5

31、、若相机可以为白平衡测量一个数值，则GOOD将在控制面板里闪烁，同时在取景器中也将显示一个闪烁的cd。若要返回拍摄模式，可半按快门释放按钮或等待液晶显示屏关闭。白平衡将被设置为新的数值； 若光线太暗或太亮，相机可能无法测量白平衡。这时，一个no cd图标将在控制面板和取景器里闪烁。请调整曝光量后返回到步骤4重新测量白平衡。7677 设置感光度在传统摄影中，感光度是胶片的感光特性，相机本身无感光度高低的指标。数码相机因采用CCD或CMOS取代胶片起“感光”作用，不同的CCD或CMOS对光线的敏感性也有差异，因此，采用“相当感光度”或“ISO等值”等概念来表示相机的感光性能。ISO100400较好拍摄动体或弱光条件下为提高快门速度，ISO调高，噪点出现。78光线允许的情况下,应该选择最低的ISO设置，这样可以降低噪点，可打开“长时间曝光降噪功能”。79 色彩模式的选择sRGB和Adobe RGB色彩模式sRGB适用于将要被直接打印或直接使用，将来不进行修改的拍摄照片，但色域较窄，不适于专业影像领域使用；Adobe RGB是比 sRGB色域更广的色彩空间，能满足绝大多数图像印刷工作的需要，当后期准备使用Adobe Photoshop或其他支持色彩管理的应用