数码摄影的基础(一)

摄影的历史

世界摄影历史上，第一张可以摄影成像的图片，在公元1826年夏天，由法国摄影术和印刷制版发明者，尼埃普斯（1765－1833）在实验室中制成。

世界摄影历史上，最为光辉灿烂的日子是在公元1839年，法国人画家达盖尔（1789--1851）发明「银版摄影技术」正式问世。

终于在公元1839年8月19日于法国科学学会上宣布他的傲世大发明。人类历史上第一个成功的发明摄影技术，并命名为「达盖尔照相术」。。尼尔普斯达盖尔法国的尼尔普斯拍出的世界上第一张永久性的照片《哥兹沃》达盖尔银版摄影作品《巴黎街景》。摄于1838年，曝光约15分钟由于曝光时间过长，当时拍摄人像，被拍摄者需要坐在安装有头部支撑架的特制座椅上。1951年用银版摄影术拍摄的月球照片世界摄影史上最著名的20张照片阿富汗少女，《国家地理》杂志的摄影师SteveMcCurry克莱因枪最著名的吻玛格丽特马瑟韦斯顿裸跑者被打捞的小猫伊森斯塔特时代广场的胜利日小大人毕加索拿玩具手榴弹的小男孩亭亭玉立你先请饥饿的苏丹苦难的眼睛模范监狱所见雕塑家贾柯米蒂布列松习作玛丽莲·梦露“决定性瞬间”的美学亲战游行传统相机和数码相机传统相机分类：135相机120相机大画幅相机数码相机分类：单反相机卡片机长焦相机家用（民用）相机丹尼特里西DannyTreacy世界第一台数码相机

柯达1975年成功研发的“手持电子照相机”是世界上第一台数码相机。这套数码相机的操作非常“原始”，相机通过拥有10000像素（按100×100的阵列排列）的CCD拍摄影像，记录一张黑白影像需要23秒之久。拍照后，照片记录到不太昂贵的音频级盒式磁带机上。要想预览图片必须将磁带从相机上取下，并插入到播放设备上。

研发这台数码相机是赛尚，他用了一年左右的时间建造了首款数码相机的原型，当时还只是用磁带作为存储介质，而最终通过这台相机拍到了0.01百万像素的黑白反转相片。

照片记录在磁带上，磁带要从相机上取下，并插入到播放设备上才能浏览。世界第一台数码相机拍摄第一张照片赛尚和第一台数码相机“三个世界第一”世界上第一台数码相机出自柯达之手（1975年，这还仅是个原形，没有实用价值）第一台针对民用的数码相机是索尼的MABIKA（1981年,尽管最终未能上市）第一台具有彩色LCD的数码相机是卡西欧的QV-10（1995年）在经历了这三个“第一”之后，现代数码相机的雏形基本完成。

第一章：摄影名词

第一节：数码相机分类分类：根据数码相机最常用的用途可以简单分为：

单反相机，卡片相机，长焦相机和家用相机。基本概念：1．单反数码相机指的是单镜头反光数码相机，这是单反相机与其它数码相机的主要区别。2．卡片数码相机在业界内没有明确的概念，仅指那些小巧的外形、相对较轻的机身以及超薄时尚的设计是衡量此类数码相机的主要标准。3．长焦数码相机指的是具有较大光学变焦倍数的机型，而光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。4．家用相机定义不是很清楚，一般对成像没有特别高的要求，主要用来拍摄人物，记录事件的都可称为家用机。

单反相机：单反数码相机指的是单镜头反光数码相机，即Digital数码、Single单独、Lens镜头、Reflex反光的英文缩写DSLR。目前市面上常见的单反数码相机品牌有：尼康、佳能、宾得、富士等。主要特点：单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优点，是普通数码相机不能比拟的。

单反相机：卡片相机：卡片相机和其他相机区别：

优点：时尚的外观、大屏幕液晶屏、小巧纤薄的机身，操作便捷。缺点：手动功能相对薄弱、超大的液晶显示屏耗电量较大、镜头性能较差。长焦相机：

长焦数码相机指的是具有较大光学变焦倍数的机型，而光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。代表机型为：美能达Z系列、松下FX系列、富士S系列、柯达DX系列等。主要特点：长焦数码相机主要特点其实和望远镜的原理差不多，通过镜头内部镜片的移动而改变焦距。当我们拍摄远处的景物或者是被拍摄者不希望被打扰时，长焦的好处就发挥出来了。另外焦距越长则景深越浅，和光圈越大景深越浅的效果是一样的。浅景深的好处在于突出主体而虚化背景，这样使照片拍出来更加专业。

第二节：数码相机硬件1.感光器件感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，也可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD；另一种是CMOS。

什么是CCD？

CCD和传统底片相比，CCD更接近于人眼对视觉的工作方式。CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产CCD的公司分别为：索尼、菲利普、柯达、松下、富士和夏普。柯达3900万像素CCD“KAF-39000”

CCD也有两种：全帧(fullframe)的和隔行(interline)的。全帧的CCD性能最好,最突出的优势是分辨率和动态范围。

最弱的地方就是贵，耗电。什么是CMOS？

CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）中文全称“互补性氧化金属半导体”，和CCD一样同为

在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电）和P（带+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。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点,这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而产生过热现象。佳能EOS1DsMarkII搭载的1670万像素的CMOS富士超级CCD：除了CCD和CMOS之外，还有富士公司独家推出的SUPERCCD，SUPERCCD并没有采用常规正方形二极管，而是使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，效率增加之后使感光性和动态范围都有所提高。CCD的尺寸：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。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。

左为传统CCD（呈矩阵排列）

右为超级CCD（呈蜂窝状排列）CCD和CMOS的差异：由于数据传送方式不同，CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异包括：(1)灵敏度差异:CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。(2)成本差异：CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。(3)分辨率差异：当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS传感器时，CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。(4)噪声差异：与CCD传感器相比，CMOS传感器的噪声增加很多，影响图像品质。(5)功耗差异：CMOS速度快，省电。(6)成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，CMOS的成像质量和CCD还是有一定距离的。但由于低廉的价格以及高度的整合性，因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用。

综上所述，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、

以及高整合度的特点。不过，随着CCD与CMOS传感器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小的态势，CCD是目前比较成熟的成像器件，CMOS被看作未来的成像器件。2.镜头

镜头是一部相机的灵魂，无论是光学相机还是数码相机，镜头都是最不可忽视的要素之一，它的好坏直接影响到拍摄成像的质量。同时镜头也是划分相机种类和档次的一个最为重要的标准。镜头类型：一般来说，根据镜头，我们可以把相机划分为专业相机，准专业相机和普通相机三个档次，无论是传统的胶片相机还是数码相机，都可以适用于这个划分。专业相机也叫单反相机，完整的应该叫做单镜头反光相机。这类相机的反光镜和棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像。佳能EOS-1DMarkIII准专业相机的镜头是不可更换的，但是却可以通过附加其它的镜头或镜片来获得更换镜头的效果。

左为佳能G7安装长焦转接器TC-DC58C，右为安装广角转接器WC-DC58B普通相机是指那些镜头不可更换，也不能够附加其它镜头或镜片，绝大多数的操作是自动完成的产品，也就是我们通常所说的“傻瓜相机”。索尼W55镜头上的标识：数码相机镜头的好与坏，在很大程度上影响着成像质量，同时，镜头的设计对数码相机的外观也有相当大的影响。而在内部电路和CCD日益同质化的今天，镜头无疑成为了各大厂商为吸引消费者的重点宣传点。(一)品牌的印记

说到品牌，现在市面上的各种数码相机镜头都拥有自己的品牌。佳能的镜头，尼康的尼克尔镜头，德国的蔡斯镜头、莱卡镜头等。(1)尼康的尼柯尔镜头

作为日本最大的光学仪器制造厂，尼康已有60多年制造镜头的历史。尼柯尔（Nikkor）一直以锐利的成像和高反差效果闻名于世，特别受新闻工作者青睐，有“新闻的尼康，体育的佳能”之说。作为目前尼康非单反系列数码相机中的旗舰机型CoolPix8700，使用的就是尼柯尔8倍光学变焦ED镜头。

所谓ED，就是采用了Extra-LowDispersionGlass特低色散玻璃镜片的镜头，能够大大减轻在长焦镜头中经常发生的红光与蓝光无法聚焦于同一平面的色散现象，保证了能够实现出色的色彩还原效果。

尼康的尼柯尔镜头结构图尼康尼柯尔镜头上的标识(2)佳能红圈L镜头佳能公司早在1946年就成功地制成了佳能第一款镜头，目前，佳能单反相机所使用的EF系列镜头规格之全，是其他所有相机厂商都无法媲美的。每当体育大赛，可以看到场边一支支白色的佳能“大炮筒”。L是Luxury豪华的首字母，是佳能专业镜头的标志，在镜头外环有红色的圈。

佳能红圈L镜头佳能红圈L镜头结构图(3)美能达GT/HEXANON镜头

在顶级机型DiMAGEA2和其他一些高端机型如A1/7Hi/7i/7，甚至是一些袖珍相机上，我们都能看到红色字母标记的GT字样。GT镜头是从美能达传统单反相机的专业级大口径G系列镜头演变而来。GT镜头是授予以严格的判定标准筛选出的数码相机专用高级镜头的名称，它是一种能实现超精细，浓缩了美能达公司独有的，将色差和变形散光等控制在最低限度的图像处理关键技术而制成的不同凡响的高画质镜头。美能达镜头美能达镜头(4)奥林巴斯ZUIKODIGITAL镜头ZUIKO镜头组以具有锐利的分辨率著称，具有非常好的细节表现能力。奥林巴斯镜头(5)宾得的SMC镜头

为了增强透过率，宾得当年率先开发了SMC(Super-MultiCoating)技术，采用化学镀膜法在镜片上镀上七层镀膜，使得光线的透过率提高到99.8%。PENTAX于1971年开始应用SMC技术，在此以后凡是印有"SMC"字样的宾得镜头，都是镀过七层膜的。

宾得镜头(6)索尼和康太克斯相机上的卡尔·蔡司镜头

卡尔·蔡司公司是全球最古老的科技企业之一，于1846年在德国耶拿创立，目前总部设在德国。而其中带有红色T*标志是卡尔·蔡司镜头经过特殊镀膜处理、为避免镜头表面反光造成“耀光”现象而专门设计的，是卡尔·蔡司纵横光学界多年不倒的看家宝。目前索尼仅在顶级机型DSC-F828上采用。而另一著名相机厂商康太克斯在其高档小型数码相机上也使用了T*镜头。卡尔·蔡司镜头卡尔·蔡司镜头(7)松下相机上的徕卡镜头

熟悉摄影器材的人没有不知道德国Leica大名的。徕卡不仅制造了世界上第一台35毫米相机，更是以其精湛的技术和工艺，获得了众多世界一流摄影师的高度赞扬，确立了徕卡相机和徕卡镜头在摄影界内的崇高地位。松下与徕卡的合作始于2000年，当时松下推出了世界上首次配备徕卡Dicomar镜头的数码摄录一体机，后来，松下和徕卡又将举世闻名的Summicron、Elmar和Elmarit镜头制造技术结合数码相机特点，推出了松下和徕卡数码相机上专用的DCVARIO-SUMMICRON和DCVARIO-ELMARIT镜头，这些镜头继承了徕卡标志性的浓厚感和色彩丰富的传统，为徕卡迷转向数码领域开辟了道理。徕卡镜头(8)三星及柯达相机上的施奈德镜头

施耐德在传统相机领域里原本以制造中大画幅座机和放大用的镜头为主，其镜头堪称是座机中的镜中之王，虽然各自专注领域略有不同，但无论是在业内的资历还是镜头的制作工艺，施奈德都不输与蔡司。在三星的高端V系列和柯达所有的非单反数码相机，我们都可以看到Schneider－KREUZNACH的标志，是其优异成像品质有力的保障。

施耐德镜头(9)其他佳能的普通镜头和富士的富士珑镜头。佳能canon镜头不光被除PRO-1的所有佳能民用级数码相机所使用，还被其他一些品牌的数码相机所使用。比如卡西欧600W像素的P600就是使用了佳能canon镜头。而A系列、S系列、G系列都是使用的佳能普通镜头。富士全线相机也都使用了自己的富士珑镜头，而S7000S20-PRO这些相对高端的相机则是使用的超级富士珑镜头。佳能镜头超级富士珑镜头标准镜头：标准镜头：以适用于35毫米单镜头反光照相机的交换镜头为例，标准镜头通常是指焦距在40至55毫米之间的摄影镜头，它是所有镜头中最基本的一种摄影镜头。所以在诸如普通风景、普通人像、抓拍等摄影场合使用较多，最常见的纪念照，更是多用标准镜头来拍摄。标准镜头还是一种成像质量上佳的镜头，它对于被摄体细节的表现非常的有效。长焦镜头：

长焦镜头视角在20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。

长焦距镜头又分为普通远摄镜头和超远摄镜头两类。普通远摄镜头的焦距长度接近标准镜头，而超远摄镜头的焦距却远远大于标准镜头。以135照相机为例，其镜头焦距从85mm-300mm的摄影镜头为普通远摄镜头，300mm以上的为超远摄镜头。长焦镜头的焦距长，视角小，在底片上成像大。所以在同一距离上能拍出比标准镜头更大的影象。适合于拍摄远处的对象。由于长焦镜头的景深范围比标准镜头小，因此可以更有效地虚化背景突出对焦主体，而且被摄主体与照相机一般相距比较远，在人像的透视方面出现的变形较小，拍出的人像更生动，因此人们常把长焦镜头称为人像镜头。但长焦镜头的镜筒较长，重量重，价格相对来说也比较贵，而且其景深比较小，在实际使用中较难对准焦点，因此常用于专业摄影。快门速度：1/500秒光圈：F5.6适马镜头官方样张广角镜头：

以35毫米单镜头反光照相机为例，广角镜头通常是指镜头焦距约在17至35毫米之间的镜头。从某一视点观察到的景物范围要比人眼在同一视点所看到的大得多。广角镜头的基本特性：

1.视角范围大，可以涵盖大范围景物。2.焦距短，景深长。3.能强调前景和突出远近对比。4.可夸张变形。

快门速度：1/160秒光圈：F11适马镜头官方样张鱼眼镜头：

以适用于35毫米单镜头反光照相机的交换镜头为例，鱼眼镜头是一种焦距约在6-16毫米之间的短焦距超广角摄影镜头，“鱼眼镜头”是它的俗称。为使镜头达到最大的摄影视角，这种摄影镜头的前镜片直径呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，“鱼眼镜头”因此而得名。鱼眼镜头最大的作用是视角范围大，视角一般可达到220°或230°，这为近距离拍摄大范围景物创造了条件；鱼眼镜头在接近被摄物拍摄时能造成非常强烈的透视效果，强调被摄物近大远小的对比，使所摄画面具有一种震撼人心的感染力；鱼眼镜头具有相当长的景深，有利于表现照片的长景深效果。

鱼眼镜头的成像有两种，一种像其他镜头一样，成像充满画面；另一种成像为圆形。无论哪种成像，用鱼眼镜头所摄的像，变形相当厉害，透视汇聚感强烈。图丽镜头官方样张微距镜头：

微距摄影镜头是指无需安装近摄镜、近摄接圈或近摄轨道皮腔等近摄附件就能用来微距或近距摄影的专用摄影镜头。微距摄影镜头是以专门拍摄微小被摄物或翻拍小画面图片为目的的摄影镜头，这种镜头的分辨率相当高，畸变像差极小，且反差较高，色彩还原佳。微距摄影镜头在近摄时具有很不错的解像力，可在整个对焦范围内保持成像质量不发生太大的变化。一般的摄影镜头主要用于拍摄通常焦距内的景物，它不能直接用来近摄。利用一般摄影镜头近摄，是需要在镜头上加装近摄镜、近摄接圈或近摄皮腔等近摄附件后方能进行。快门速度：1/320秒光圈：F7.1奥林巴斯镜头官方样张变焦镜头：

在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的照相机镜头称为变焦镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图。由于一个变焦镜头可以肩负起若干个定焦镜头的作用，外出旅游时不仅减少了携带摄影器材的数量，也节省了更换镜头的时间。佳能变焦镜头EF-S18-200/3.5-5.6IS定焦镜头：

定焦镜头没有变焦功能。定焦镜头的设计相对变焦镜头而言要简单得多，但一般变焦镜头在变焦过程中对成像会有所影响，而定焦镜头相对于变焦镜头的最大好处就是对焦速度快，成像质量稳定。不少拥有定焦镜头的数码相机所拍摄的运动物体图像清晰而稳定，对焦非常准确，画面细腻，颗粒感非常轻微，测光也比较准确。

当然，相对固定焦距镜头而言，变焦距镜头的结构比较复杂，分量较重。非“名牌”的变焦距镜头，成像质量肯定逊于相应的固定焦距镜头。尼康105mm定焦柔焦镜头：

一种不依靠柔光镜或柔光纱等柔光附件的条件下，仅凭镜头自身所设的柔光功能拍出的柔光效果的专用摄影镜头。

柔光摄影镜头本身设有柔光效果控制功能，这种镜头上设有柔光调节装置，将柔光效果强弱分为多档，比如设有“无柔光效果”、“弱柔光效果”、“中柔光效果”和“强柔光效果”等多档供摄影者选择。

快门速度：1/15秒光圈：F3.5佳能柔焦镜头官方样张UV镜头：UV镜头又叫做紫外线滤光镜，通常为无色透明的，不过有些因为加了增透膜的关系，在某些角度下观看会呈现紫色或紫红色。在使用传统相机用胶片拍摄的时候，由于胶片的化学特性，其对阳光中的紫外线尤其敏感，在紫外线强的地方，使用胶片拍摄出来的照片普遍偏蓝、泛白，严重影响了照片品质。在镜头前加一块UV镜，可以有效过滤掉紫外线提高照片的清晰度。

到了数码时代，由于数码机的核心部件CCD不再像胶片那样对紫外线过于敏感，所以UV镜对紫外线的过滤功能被逐渐淡化，但因油污、手印、划伤对于镜头镀膜的损伤依然存在。此时的UV镜，更多地担当起了保护镜的角色。UV镜适用于海边、山地、雪原和空旷地带等环境下的拍摄，能减弱因紫外线引起的蓝色调。同时对于数码相机来说，还可以排除紫外线对CCD的干扰，有助于提高清晰度和色彩还原的效果。偏振镜头：

偏振镜头又称偏光镜，分为圆偏和线偏两种。使用偏振镜可以减弱物体表面的反光，可以突出蓝天白云和压暗天空，在静物摄影和风光摄影中，偏振镜十分有用。滤色镜头：

滤色镜头又称滤色片或滤镜。滤色镜通常是由有色光学或有色化学胶膜制成。使用时将它装置在镜头前或镜头后，用它来调节景物的影调与反差，通过滤色镜来获得某种特定的艺术效果。滤色镜在摄影创作、印刷制版、彩色摄影及放大和各种科技摄影中被广泛利用。滤色镜头：按制作材料上的区别来看，常见的滤色镜可分为色胶膜、玻璃夹膜和色玻璃三种。3.显示屏

数码相机与传统相机最大的一个区别就是它拥有一个可以及时浏览图片的屏幕，称之为数码相机的显示屏，一般为液晶结构（LCD）。

常用的数码相机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，这时通过液晶分子的排列方式改变穿透液晶的光线角度。）

在使用LCD的时候，我们发现在不同的角度，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。