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文档简介
计算机外部设备使用与维护第1章外部设备概述
外部设备简称“外设”,是指连在计算机主机以外的硬件设备。对数据和信息起着传输、转送和存储的作用,是计算机系统中的重要组成部分。随着我国计算机应用的迅速普及以及网络化、信息化应用的日益广泛,使市场对计算机外部设备的需求不断增长,从而拉动了我国计算机外部设备产业的形成和快速发展。如今,有些产品已形成了规模化生产并占有了一定的市场份额。预计未来几年,我国计算机外部设备产业将在研发自主核心技术、培育自有品牌、提高产品性价比、扩大生产规模、增加行业应用解决方案等方面不断进步,并有望在某些产品领域与国际品牌展开竞争。1.1外部设备的分类
由于外部设备种类繁多,有的设备兼有多种功能,到目前为止,很难对外部设备作出准确的分类。按照功能的不同,大致可以分为输入设备、显示设备、打印设备、外部存储器和网络设备五大类。1.2外部设备的应用
外部设备的作用是为主机提供需要处理的信息并把处理的结果以人们可以识别的形式输出,同时为主机提供足够大的外部存储空间。外部设备在计算机系统中的作用可归纳为以下三个方面。1.外部设备是人机对话的传递工具
人们在操作计算机时必须借助外设输送程序和数据;获取计算机处理结果必须借助外设送回信息;了解计算机运行状态必须通过外设传达参数。所以外部设备是人机对话的传递工具。2.外部设备是信息转换工具
人们与计算机打交道所使用的信息形式是图形、文字、声音、图像。但计算机只能运行二进制数据,因此,外部设备必须将本身的信息形式变成计算机能够识别的数据,才能够进行加工、处理。所以外部设备是将一种数据形式转换成为另一种数据形式的信息转换工具。3.外部设备是程序和数据的驻存地计算机要对浩瀚的信息进行管理和组织,就必须由外存储器设备来装载程序和数据,如数据库、程序库等,供计算机随时读写。因此,外部设备具有保存、承载程序和数据的功用。1.3计算机外部设备的发展趋势
计算机外部设备产品的发展趋势是集成化、网络化、无线化、智能化、人性化以及健康环保和绿色节能。1.3.1融合性目前,“融合”已经成为IT领域的时髦用语。包括产业融合、技术融合、产品融合乃至市场渠道融合在内的融合从肤浅走向深入,并同时带动了相关应用和相关产业之间的融合。而计算机外部设备的融合将是一个最典型、最完整的融合发展史。1.外设与计算机产业的融合产业融合已是全球性的发展趋势。外设产业在很大程度上要与计算机协作存在,甚至在某些渠道融合和服务上需要与计算机捆绑进行。如果一个厂商,能够既在计算机市场中稳居有利位置,又能在外设市场中抢得先机,自然会取得天时、地利、人和得机遇。例如,联想集团计算机和外设产业的结合有可能为企业创造了更大的发展机遇。联想收购IBM个人电脑业务,以期融合IBM成熟的品牌和渠道走向国际市场。2.外设与计算机产品的融合计算机与内置硬盘的融合使计算机从一个简单的计算工具,变成了大容量的存储工具;计算机与CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW、DVD-RW等光存储设备融合,不仅提高了计算机的数据存储和传输能力,也使计算机成为一个数据和多媒体制作及存储中心;各种形式的闪存卡和读卡器的介入,又拉开了计算机与消费电子产品融合的序幕;而声卡的出现和显示器性能的提高又使计算机开始了多媒体功能的融合;以太网卡、Modem等网络设备的内置和集成,使计算机逐步具备了网络通信能力;随着无线网络功能的融入,计算机的网络通信功能也日趋完善。便携式计算机对移动性和便携性的需求使它们显示出更前卫的融合能力:从显示器到键盘、鼠标与主机的融合;从音频系统内置到无线网络功能的内置,等等。3.多功能技术的融合多功能和扩展性如今已成为用户衡量外设产品的新指标。用户越来越希望一个外设产品能够融合多种功能,使用户在最小的空间内实现最多的办公,并且希望自己购买的产品能够快速、方便地升级。打印机是多功能技术融合的典型代表:从最初的黑白打印到彩色打印、到集成网络打印功能,再到后来的集成扫描、复印和传真功能。而无论是针式打印机、喷墨打印机还是激光打印机,都走过了从黑白到彩色的技术融合过程。目前有些打印机已开始融合更强大的计算能力和存储能力,高速处理器和大容量内存乃至硬盘都已经应用到打印机产品中;RIP、加密打印、内置Web网页、IPP等功能的融合,使打印机的独立工作能力大大提高;网络通信和计算能力的融入使打印机成为网络中独立的信息输出设备。
彩色喷墨多功能一体机、彩色激光多功能一体机和数码复合机堪称外设技术领域融合成功的一个典范。从低端的个人办公到企业和集团办公,多功能一体机和数码复合机都深受欢迎,并显示了良好的发展势头。同样的融合趋势在诸如显示器和投影机产品中也已经出现,网络连接、存储卡读取、电视接收等多种功能都开始融入这些显示产品中。甚至大屏幕电视产品中也融入了打印功能。此外,数码摄像机和数码技术、NAND和NOR闪存技术也都呈现出技术融合的趋势。预计未来的外设产品将实现打印输出、图像输入、显示输出功能的集成,并且智能化水平和独立性越来越高,具备相当的计算能力和存储能力,成为真正意义上的信息输入输出中心。
4.市场渠道融合市场渠道融合已开始冲击传统的分销渠道。外设与计算机、外设与OA、外设与家电、彩色喷墨打印机与数码相机、家庭和SOHO用户与行业高端用户……销售渠道的融合已引起外设企业的广泛关注。例如,计算机与打印机捆绑销售;彩喷与数码DC渠道销售;施乐OA渠道与富士IT渠道的融合;联想外设入围银行、电子政务等金融、政府高端应用领域等等。1.3.2渗透性
数字化技术的发展,使计算机和通讯设备基本实现了网络化,自然催生了用户对外设产品网络化的需求。目前具备网络接入能力的网络打印机、网络存储器、数码相机等外设已经出现。未来趋势是所有的外设产品都将具备网络接入功能。网络化的外设产品是高技术含量的产品,因而会导致网络外设产品的安装、调试和日常维护比较复杂。需要解决的问题是易用性、连接的方便性以及资源的透明性和获取资源的便利性。1.3.3无线化
笔记本电脑的普及发展,使用户对移动办公甚至移动商务的需求呈趋势性发展,从而对外设产品提出了无线化的挑战。采用无线局域网技术的外设产品将是其重要的发展方向。短距离通信的蓝牙技术已成为当前无线外设的主流技术。蓝牙无线鼠标和键盘是出现最早、最多的无线外设产品,优派和飞利浦的无线智能显示器也已推向市场。此外,联想外设在其投影仪、激光打印机、终端设备中采用了关联技术,实现与其它相关设备的互通和互联。无线局域网技术则是关联技术中十分重要的组成部分。
1.3.4智能化
智能化也是用户对外设的最高期待。如映美LED高速智能商用彩色打印机、惠普智能彩色商务打印机,微软的智能显示器。此外,智能化数码照片打印机、智能化键盘、智能化存储卡等也都问世。1.3.6集成多种高新技术
计算机外部设备是集机、光、电、磁学技术和微精密机加工为一体的高技术产品,是技术密集和资金密集的产业。其设计和制造难度很大,产品更新换代将非常迅速。1.4外部设备故障的一般维修方法
在外部设备日益增多的今天,学习外部设备的结构和工作原理,掌握硬件的维护与维修方法是十分必要的。对外部设备故障的维修需要先对故障做出正确的诊断,诊断故障需要有一定的理论知识。1.4.1诊断外部设备故障的步骤
1.由外到内检测硬件故障时,应从表面查起,先检查电脑的外部部件:开关、插头、插座、接线等是否没连接或松动;外部故障排除后,再检查内部,同样按照从外到内的步骤,先观察灰尘是否严重、有无烧焦的气味等,然后再检查是否接触良好、元器件是否有烧坏2.先电源后负载电脑硬件故障中电源出现故障的可能性很常见,检查时从电脑的外部电源到内部电源。检查电压的稳定性、保险丝等;如果电源没有问题,可以检查电脑系统的各部件及外设。4.先静态后动态当确定了是主机的问题后,可以打开机箱进行检查。先在不加电的情况(即静态)下观察或用工具进行测试,然后再接通电源,根据电脑屏幕的提示进行检查。5.先共性后局部电脑中的某个部件如果出现故障,会影响其他部分的工作,而且涉及面很广,比如主板出现故障,则其他板卡都不能正常工作。在这种情况下要先检查是否为主板故障,再检查其他板卡的局部性故障。1.4.2外部设备的维修方法1.清洁法当判断电脑出现硬件故障时先进行清洁,可以用毛刷轻轻刷去灰尘,清洁完毕后再进行下一步检查。另外,一些插卡或芯片插脚处常因为灰尘等原因会造成引脚氧化,致使接触不良,导致故障的发生。这时可以将板卡取下来,用橡皮擦去表面氧化层附着的物质,再重新插好后开机检查能否排除故障。2.观察法用手摸、眼看、鼻闻、耳听等方法做故障的初步辅助检查。首先可以观察板卡的插头、插座是否有歪斜、松动的现象,表面是否烧焦等;然后可以听电源风扇、软/硬盘读写时设备的声音是否正常。及时发现故障并采取措施解决,防止故障扩大。发生主机、板卡烧焦的问题时会发出难闻的味道,对发现故障和确定短路很有帮助,还可以用手轻轻按压芯片,检查是否松动或接触不良。在系统运行时用手触摸CPU、显示器、硬盘等设备的外壳,如果十分烫手,则可能此设备被损坏。3.代替法在计算机故障检修中代替法是非常有效、简单实用的检修方法。将同规格同功能没有故障的板卡相互交换,根据故障现象的变化情况判断故障所在。如显示器出现乱码,可用没有故障的显示卡来替换,如果交换后故障现象消失,则说明换下的那块显示卡是有问题的。
4.测量法测量法是分析、判断仪器设备故障最常用的手段和方法。利用万用表、示波器等测量工具测量所需的电阻、电流、电压及波形等数据,从中找到故障的部位。按测量的特征参量不同,又可分为电阻测量法、电流测量法、电压测量法和波形测量法等。5.比较法同时运行相同的没有故障的电脑,执行相同的操作时,根据不同反应可以初步判断故障的部位,也可以用正确的参数和有故障的电脑的波形、电压以及电阻值进行比较,根据逻辑电路图逐级测量,分析并确定故障的位置。本章小结外部设备是计算机系统的重要组成部分。随着计算机应用的日益普及,外部设备的应用越来越广泛,对计算机外部设备技术的要求也越来越高,这些都促使了外部设备朝着产品系列化、体积微型化、技术综合化、多功能一体化、工作智能化等方向发展,在将来的计算机系统中外部设备所占的比重会越来越大。通过本章的学习,我们要掌握外部设备的分类、应用、发展趋势和一般维修方法。
第2章输入设备
输入设备(InputDevice)是向计算机输入数据和信息的设备,是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、数码相机、光笔、手写板、游戏杆、语音输入装置等都属于输入设备。
现在的计算机能够接收各种各样的数据,既可以是数值型的数据,也可以是各种非数值型的数据,如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中,进行存储、处理和输出。计算机的输入设备按功能可分为下列几类:1.字符输入设备:键盘;2.光学阅读设备:光学标记阅读机、光学字符阅读机;3.图形输入设备:鼠标、操纵杆、光笔;4.图像输入设备:摄像机、扫描仪、数码相机;5.模拟输入设备:语言模数转换识别系统。2.1键盘
键盘(Keyboard)是最常用的输入设备之一,它是由一组开关矩阵组成,包括数字键、字母键、符号键、功能键及控制键等。每一个按键在计算机中都有它的惟一代码。当按下某个键时,键盘接口将该键的二进制代码送入计算机主机中,并将按键字符显示在显示器上。当快速大量输入字符,主机来不及处理时,先将这些字符的代码送往内存的键盘缓冲区,然后再从该缓冲区中取出进行分析处理。键盘接口电路多采用单片微处理器,由它控制整个键盘的工作,如上电时对键盘的自检、键盘扫描、按键代码的产生、发送及与主机的通讯等。
键盘按照应用可以分为台式机键盘、笔记本电脑键盘、工控机键盘、双控键盘、超薄键盘五大类。键盘按其外形来划分有普通标准键盘和人体工学键盘两类,普通标准键盘的外形四四方方,如图2-1所示;而人体工学键盘根据人体工学原理,添加了手腕托盘,将主键盘区分为两部分等,对经常进行文字处理工作的人来说,能减少操作中产生的疲劳,有利于健康。键盘按其接口来分有AT接口(大口)、PS/2接口(小口)和USB接口键盘。从功能来分有普通键盘和多功能键盘,多功能键盘是在普通键盘的基础上增加了一些功能键,通过这些功能键,可以快捷地操作电脑(如上网,看VCD,调节音量大小,关闭计算机或让计算机休眠等),提高工作效率,如图2-2所示
2.1.1键盘的功能和工作原理
键盘一般由按键、导电塑胶、编码器以及接口电路等组成。计算机键盘的功能是及时发现被按下的键,并将该按键的信息送入计算机。键盘中有发现下按键位置的键扫描电路、产生被按下键代码的编码电路和将产生代码送入计算机的接口电路,这些电路统称为键盘控制电路。键盘控制电路的功能完全依靠硬件自动完成,这种键盘称为编码键盘,它能自动将按下键的编码信息送入计算机。编码键盘响应速度快,但它以复杂的硬件结构为代价,而且其复杂性随着按键功能的增加而增加。
2.1.2键盘的维护和保养
虽然键盘是电脑配件中最便宜的配件之一,但这并不是说键盘就没有维护保养的价值。一个键盘如果使用得当,保养得比较好,能用几年,否则有的甚至连一个月都用不了。一般来说,在键盘的使用和维护上,应该注意以下一些问题:1.键盘内过多的尘土会妨碍电路正常工作,有时甚至会造成误操作。应定期清洁表面的污垢,一般的清洁可以用柔软干净的湿布擦拭键盘,对于顽固的污渍可以用中性的清洁剂擦除,最后还要用湿布再擦洗一遍。对于缝隙内的污垢可以用棉签清洁,注意所有的清洁工作都不要用医用消毒酒精,以免对塑料部件产生不良影响。清洁过程请在关机状态下进行。
2.由于大多数键盘没有防水装置,一旦有液体流进,则会使键盘受到损害,造成接触不良、腐蚀电路和短路等故障。当大量液体进入键盘时,应当尽快关机,将键盘接口拔下,打开键盘,用干净吸水的软布擦干内部的积水,最后在通风处自然晾干即可。
3.现在大多数主板都提供键盘开机功能。要正确使用这一功能,选购时必须选用工作电流大的电源和工作电流小的键盘,否则容易导致故障。
4.如果发现键盘上的某个按键失效,则可能是该键位的焊接点失效引起的。检查时,先打开键盘,用万用表电阻档测量接点的通断状态,若按键始终不导通,说明按键失效,需要机械方面的修理;若通断正常,说明可能是虚焊、脱焊,可沿着印刷电路板上的印刷线路走向逐段测量,找出失效点进行补焊。5、如果键盘上的某个字符需要花费很大的力气按住,才能被显示出来,这可能是触点接触不良造成的,可以将故障键拆开,可以看到两片小金属片构成的触点,用镊子夹一块小酒精棉在触片上反复擦拭,直到露出金属光亮,最后重新装好。2.2鼠标
鼠标(Mouse)是一种手持式屏幕坐标定位设备,它是适应菜单操作的软件和图形处理环境而出现的一种输入设备,特别是在Windows图形操作系统环境下应用鼠标器方便快捷。鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当拖动鼠标时,带动滚球转动,滚球又带动辊柱转动,装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化,再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动。光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移,将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用。2.3扫描仪
简而言之,扫描仪可以将印刷件、书面文稿、照片等媒介信息输入到电脑里,然后可通过软件随心所欲地加以处理,以适合不同的应用。从技术角度上说,扫描仪是把传统的模拟影像转化为数字影像的设备之一。它把原始稿件的模拟光信号转换为一组像素信息,最终以数字化的方式存储于数字文件中,实现影像的数字化。2.3.1扫描仪的分类1.按接口方式
(1)SCSI接口。SCSI接口的扫描仪需要一块SCSI卡将扫描仪与计算机相连接(所需的SCSI卡一般在扫描仪中自带),早期的扫描仪大都是SCSI接口。优点是传输速度较快,扫描质量高;缺点是需要开机箱安装一块SCSI卡,要占用一个PCI槽以及相应的中断,安装相对复杂,有可能和其他配件发生冲突。目前已淘汰。
(2)EPP接口。就是我们常说的打印口(并口)。和SCSI的扫描仪相比速度较慢,扫描质量稍差,但安装方便,兼容性好,目前也基本淘汰。
(3)USB接口。是最新出现的接口形式。优点是速度较EPP快,可带电插拔,即插即用,是目前的主流接口。2.按工作原理
(1)手持式。现在已淘汰,光学分辨率一般在100DPI——600DPI之间,大多是黑白的,如图2-6所示。
(2)平板式。又称CCD扫描仪,主要扫反射稿,如图2-7所示。光学分辨率300DPI-2400DPI的都有,色彩位数已可达48位。平板式扫描仪(Flatbedscanner),是一种桌面设备,用于扫描或输入平面文档,如纸张或者书页等等。和小型影印机一样,大多数平板扫描仪都能扫描彩色图形。现在一般的桌上型平板扫描仪都能扫描8.5×12.7或者8.5×14英寸的幅面,较高档的则能扫描11×17或者12×18英寸幅面。图2-6手持式扫描仪图2-7平板式扫描仪(3)胶片扫描仪。如图2-8所示,胶片扫描仪主要用来扫描幻灯片、摄影负片、CT片及专业胶片,高精度、层次感强,附带的软件较专业。胶片扫描仪(FilmScanner)、胶片/透光片扫描仪虽然也是与平板式扫描仪一样以CCD传感器为基础,但是它使用灵敏度更高的传感器,并且具有更高的分辩率。因此,它能更理想地数字化小尺寸的透射原稿。许多这种类型的扫描仪都具有足够宽的动态范围,使它能够捕捉到一般透射稿的全部色调范围。
(4)滚筒式。如图2-9所示,滚筒式扫描仪以点光源一个一个像素地进行采样,采用RGB分色技术,优点当然明显,真正的专业级,价格也是专业级的。滚筒式扫描仪长期以来一直被认为是高精度的彩色印刷品的最佳选择,如广告宣传品、年度报告以及一些精美的艺术复制品等。它采用的是灵敏的PMT传感技术,能够捕捉到任何类型原稿的最细微的色调,它可以高的色彩深度数字化反射和透射原稿(负片胶片除外),并能够获得很高的分辩率,允许将很小的原稿在不降低层次的情况下放大很多倍。大多数滚筒式扫描仪也都具有很复杂的控制软件,使它在扫描过程中自动将图像转为印刷时需要的格式。图2-8胶片扫描仪图2-9滚筒式扫描仪(5)CIS扫描仪。如图2-10所示,CIS扫描仪是98年后才问世的新型扫描仪,CIS的意思是“接触式图象传感器”,不需光学成像系统,结构简单、成本低廉、轻巧实用,但是对扫描稿厚度和平整度要求严格,成像效果比CCD差。图2-10CIS扫描仪
2.3.2扫描仪的组成结构和工作原理
平板式扫描仪是目前的主流机型,得到了广泛的应用,所以,我们只详细介绍平板扫描仪的硬件结构。所有的平板式扫描仪都包括三大部分:扫描头——光学成像部分;步进电机和导轨——传动部分;主板——控制和A/D转换处理电路部分。因为扫描仪是光机电一体化的产品,只有这几部分相互配合,才能将反映图像特征的光信号转换为计算机可接受的电信号扫描仪组成1.扫描头扫描头是扫描仪中实现光学成像的重要部分,它包括以下主要部件:灯源、反光镜、镜头以及扫描仪的核心——电荷耦合器件(CCD)。扫描头的光源两边一般由软橡胶固定,只要拔下连接在CCD电路板上的插头,就可以取下带简单变压器电路的灯管(直径仅3~4毫米)了。现在许多扫描仪的光源都采用冷阴极辉光放电技术。它的特点是光源两端没有灯丝,而只有一根电极,所以它具有发光均匀而稳定、结构强度高、使用寿命长、耗电量小、体积小等优点。
扫描仪的光路是由几个反光镜反射构成的,每个反光镜由两个铁制卡子固定。CCD是一个感光器件,它的作用是将照射在其上的光信号转换为相对应的电信号。CCD是排成一横行的,其中CCD里的每一个单元与每一行里的像素相对应。(每一幅图像都是由上百、上千乃至上百万个像素以格状的排列方式来表示的)。换句话说,如果你的扫描仪的扫描面每一英寸上有300CCD,那你的扫描仪在一英寸里的最大光学分辨率只有300像素,即300个dpi(DotsPerInch)。每英寸的点数是扫描仪记录影像清晰度的单位,此数值越大,扫描仪的清晰度就越高,得到的影像文件尺寸也会越大,同样,你的扫描仪每行里有600CCD单元,那么你的扫描仪最大光学分辨率就是600dpi。
镜头是把所扫描的信息传送到CCD去处理的最后一关,因此它的好坏也决定着扫描仪的扫描精度。在这里我们所说的扫描仪扫描精度,是指扫描仪的光学分辨率,它主要是由镜头的质量和CCD的数量来决定。而提高CCD的数量,成本要增加很多,所以厂商在不提高成本而又可以使扫描仪的精度提升的前提下,便引出了双镜头扫描技术。所谓双镜头技术,是指使用一个CCD,在扫描头中安装两套不同焦距的镜头组。其作用是利用高质量的透镜把固定范围内的扫描精度提高。A/D变换器是将模拟量(Analog)转变为数字量(Digital)的半导体元件。从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号,因为图像由暗到亮的变化是用从低到高的不同电平来表示的,而且它们是连续变化的,即所谓模拟量。A/D变换器的工作是将模拟量数字化,例如将0至1V的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是:0至小于0.1V的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2V的所有电压都变换为数字1……0.9至小于1.0V的所有电压都变换为数字9。实际上,A/D变换器能够表示的范围远远大于10,通常是28=256、210=1024或者212=4096。如果扫描仪标明的灰度等级是10bit,则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级,如果色彩深度为30bit,则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。等级数越高,彩色表现越丰富。
2.机械部分机械部分由步进电机、齿轮、导轨和皮带构成。机械部分的运动完全受主板的控制。3.主板扫描仪的主板以一块集成芯片为主,它相当于计算机里的CPU,其作用是对周边元件实行电源控制(如步进电机在扫描时,相对于扫描物的运动等)。另外,A/D变换器也集成在此芯片内。在主板上还集成着BIOS芯片、扫描仪I/O控制芯片和Cache等芯片。BIOS芯片的主要功能是对扫描仪在启动时进行自检,同时还记录了扫描仪的版本信息。I/O控制芯片提供了连接界面和连接通道。Cache则是用来暂存图像数据的,如果把图像数据直接传输到计算机里,可能会发生数据丢失和影像失真等情况。因此,先把图像数据暂存在Cache里,然后再传输到计算机,这样便减少了上述情况发生的可能性。现在普通扫描仪的Cache为512KB,有些高档扫描仪的Cache可达2MB,当然,Cache越大,数据丢失和影像失真就越小。
透过扫描仪的玻璃平台,能看到安装在底座上的机械传动机构、扫描头及电路系统(电路板)。机械传动机构的功能是带动扫描头沿扫描仪纵向移动;扫描头的功能是将光信号转换为电信号;电路系统的功能是处理、传输图像。
扫描仪的工作过程如下:当我们将被扫描图稿正面向下放置在玻璃平台上开始扫描时,机械传动机构带动扫描头沿扫描仪纵向移动,扫描头上光源发出的光线射向图稿,经图稿反射的光线(光信号)进入光电转换器被转换为电信号后,经电路系统处理后送入计算机。
光电转换机构沿扫描头上横向放置,机械传动机构带动扫描头沿扫描仪纵向每移动一个单位距离,光电转换机构就采集扫描图稿上一条横线上的图形数据,当扫描头沿纵向扫过原稿以后,扫描仪就采集并传输了原稿上的全部图形信息。2.3.3扫描仪的性能指标
扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率(色彩位数)、扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。分辨率的单位是dpi,dpi的意思是每英寸的像素点数。
1.光学分辨率光学分辨率是指扫描仪的光学系统可以采集的实际信息量,也就是扫描仪的感光元件—CCD的实际分辨率。例如:最大扫描范围为216mm×297mm(适合于A4纸)的扫描仪,可扫描的最大宽度为8.5英寸(216mm),它的CCD含有5100个单元,其光学分辨率为5100点/8.5英寸=600dpi。目前常见的光学分辨率有600×1200、1000×2000或者更高。由此可见,光学分辨率在某种意义上决定了一台扫描仪的品级。2.最大分辨率最大分辨率又叫做内插分辨率,它是在相邻像素之间求出颜色或者灰度的平均值,从而增加像素数的办法。通过内插算法可以增加像素数,但不能增加真正的图像细节。因此,光学分辨率才是真正值得我们注意的。
3.接口方式接口方式(连接界面),是指扫描仪与计算机之间采用的接口类型。常用的有并行打印机接口、USB接口、SCSI接口和火线接口。4.色彩分辨率色彩分辨率又叫色彩深度、色彩模式、色彩位或色阶,总之都是表示扫描仪分辨色彩或灰度细腻程度的指标,它的单位是bit(位)。色彩位确切的含义是用多少个位来表示扫描得到的一个像素。例如:1bit只能表示黑白像素,因为计算机中的数字使用二进制,所以1bit只能表示两个值:0和1,它们分别代表黑与白。8bit可以表示256个灰度级。24bit可以表示16777216种色彩,其中红(R)、绿(G)、蓝(B)各个通道分别占用8bit,它们各有28=256个等级,24bit以上的色彩为真彩,目前还有采用30bit、36bit、42bit的机种。色彩位数越多,颜色就越逼真,但对于非专业用户来讲,由于受到计算机处理能力和输出打印机分辨率的限制,追求高色彩位给我们带来的只会是浪费。2.3.4扫描仪的选购
扫描仪能将图片、文稿、照片、胶片、图纸等图形文件输入计算机,与打印机和调制解调器配合具有复印和发传真功能,由于普及型扫描仪已降至千元以下,使扫描仪逐步成为办公、工程设计、艺术设计以及家庭用户不可缺少的计算机设备。你需要何种性能、何种档次、何种品牌的扫描仪呢?1.品牌市场上有多种品牌的扫描仪,其中以清华紫光、MICROTEK(全友)等较为出名。国内市场上还有ARTEC、EPSON、PRIMAXNTEK、PRIMAX、PLUSTEK、LIONHYPER、MUSTEK、VIGOR、UMAX等公司的产品。2.性能参数描述扫描仪的性能参数很多,以下介绍一般用户购买时需要考虑的技术指标。(1)扫描幅面:扫描幅面通常有A4、A4加长、A3、A1、A0等规格。大幅面扫描仪价格很高,一般家庭和办公用户建议选用A4幅面的扫描仪。根据需要办公用户也可以考虑选购A3幅面甚至更大幅面的扫描仪。(2)分辨率:分辨率反映扫描图像的清晰程度。分辨率越高的扫描仪,扫描出的图像越清晰。扫描仪的分辨率用每英寸长度上的点数DPI(DotPerInch)表示。一般办公用户建议选购分辨率为600×1200(水平分辨率×垂直分辨率)的扫描仪。水平分辨率由扫描仪光学系统真实分辨率决定,垂直分辨率由扫描仪传动机构的精密程度决定,选购时主要考察水平分辨率。(3)色彩位数:色彩位数反映对扫描出图像色彩的区分能力。色彩位数越高的扫描仪,扫描出图像色彩越丰富。色彩位数用二进制位数表示。例如1位的图像,每个像素点可以携带1位的二进制信息,只能产生黑或白两种色彩。8位的图像可以给每个象素点8位的二进制信息,可以产生256种色彩。目前常见扫描仪色彩位数有24位,30位,36位和42位等常见标准。建议选购30位色彩或36位色彩的扫描仪。30位的扫描仪目前已经成为淘汰产品,建议不要购买。(4)感光元件:感光元件是扫描仪的眼睛,扫描质量与扫描仪采用感光元件切切相关,普通扫描仪有用的感光元件有CCD(ChargeCoupledDevice)和CIS(ContactImageSensor)。CCD感光元件的扫描仪技术成熟。它配合由光源、几个反射镜和光学镜头组成的成像系统,在传感器表面进行成像,有一定景深,能扫描凹凸不平的实物。CIS是广泛应用于传真机感光元件,其极限分辨率600DPI左右,较CCD技术存在一定的差距,仅用于低档平板扫描仪中。
3.配套软件扫描仪的功能都要通过相应的软件来实现,除驱动程序和扫描操作界面以外,几乎每一款扫描仪都会随机赠送一些图像编辑软件、OCR文字识别等软件。不同扫描配供软件性能,操作方法不一。对不熟悉图形处理的用户,建议选择配套提供操作简单,使用方便的扫描仪。扫描仪配套软件的选择对一般用户非常重要,选择不当,掌握操作有一定的困难,最好配套提供较详细的中文使用说明书。不熟悉英文的用户可选择中文操作界面的扫描仪,能较快的掌握操作。OCR软件的选用对办公室用户非常重要,选择时注意其是否能够识别各种印刷体、手写体、表格以及能否识别中英文混排等因素。4.接口接口指扫描仪与电脑的联接方式,常见的有SCSI接口、EPP接口和USB接口。5.选购检测技巧一般用户可采用下述方法对扫描仪的感光元件质量、传动机构、分辨率、灰度级、色彩等性能进行检测。(1)检测感光元件:扫描一组水平细线(如发丝或金属丝),然后在ACDSee32中浏览,将比例设置为100%观察,如纵向有断线现象,说明感光元件排列不均匀或有坏块
(2)检测传动机构:扫描一张标称幅面(如A4)图片,在ACDSee32中浏览,将比例设置为100%观察,如横向有撕裂现象或能观察出的水平线,说明传动机构有机械故障。
(3)检测分辨率:用标称分辨率(如600DPI)扫描彩色照片,然后在ACDSee32中浏览,将比例设置为100%观察,不应观察到混杂色块,否则分辨率不足。一般检查可用标称分辨率扫描一张人物面部特写(照片质量要好),注意观察面部皱纹的分支的连续性,分辨率较高的扫描仪的表现较好。也可用标称分辨率同时扫描一张“一元小钞”和一张“百元大钞”,在ACDSee32中设置为100%的比例浏览时,肉眼无法观察出的细节,如底纹和色彩,应能分辨得很清楚。(4)检测灰度级:选择标称灰度级扫描一张带有灯光的夜景照片,注意观察亮处和暗处之间的层次,灰度级高的扫描仪,对图像细节(特别是暗区)的表现较好。如果你对灰度级要求很高,可选择默认值扫描一张色标卡样本,如AGFA公司的IT8彩色标准色标卡(国际公认的权威标准),该卡上有22级灰度梯尺,用PhotoShop的Eyedropper功能读出扫描结果中22级灰度的解析程度,常见扫描仪大多能分辨出20级左右的灰度。
(5)检测色彩:选择标称色彩位数、取消色彩校正扫描一张白纸,如果扫描出的白色底板上有浅浅的色彩(有些低档扫描仪带有较深的色彩),说明扫描仪的色彩系统有问题。选择标称色彩位数扫描一张色彩丰富的彩照,将显示器的显示模式设置为真彩色,与原稿比较一下,观察色彩是否饱满,有无偏色现象。
如果对色彩要求很高,可选择默认值扫描一张色标卡样本(如AGFA公司的IT8彩色标准色标卡),用PhotoShop的Eyedropper功能读出纯黑和纯白区域的RGB值(纯黑区域的RGB值越接近0越好;纯白区域的RGB值越接近255越好;两者之间数值范围越宽,说明动态范围越大;RGB三色值越平均,说明色彩偏差越小)。纯黑区域的RGB值一般应在20以下,最好小于15;纯白区域的RGB值一般应在233以上,最好大于240;RGB三色值一般应小于10,最好能小于5。(6)OCR文字识别输入检测:扫描一张自带印刷稿,采用黑白二值、标称分辨率进行扫描,300DPI的扫描仪能对报纸上的5号字作出正确的识别,600DPI的扫描仪几乎能认清名片上的7号字。
2.3.5扫描仪的维护和保养
随着生产技术的日益成熟和成本的不断下降,扫描仪已经渐渐走入了寻常百姓家。一般来说,可以从以下几个方面来对扫描仪进行维护:1。要保护好光学部件扫描仪在扫描图象的过程中,通过一个叫光电转换器的部件把模拟信号转换成数字信号,然后再送到计算机中的。这个光电转换设置非常精致,光学镜头或者反射镜头的位置对扫描的质量有很大的影响。因此我们在工作的过程中,不要随便地改动这些光学装置的位置,同时要尽量避免对扫描仪的震动或者倾斜。遇到扫描仪出现故障时,不要擅自拆修,一定要送到厂家或者指定的维修站去;另外在运送扫描仪时,一定要把扫描仪背面的安全锁锁上,以避免改变光学配件的位置。2。做好定期的保洁工作扫描仪可以说是一种比较精致的设备,平时一定要认真做好保洁工作。扫描仪中的玻璃平板以及反光镜片、镜头,如果落上灰尘或者其他一些杂质,会使扫描仪的反射光线变弱,从而影响图片的扫描质量。为此,要在无尘或者灰尘尽量少的环境下使用扫描仪,用完以后,要用防尘罩把扫描仪遮盖起来,以防止更多的灰尘来侵袭。清洁时,可以先用柔软的细布擦去外壳的灰尘,然后再用清洁剂和水对其认真地进行清洁。
在做好扫描仪的维护工作的同时,如果希望得到比较好的扫描图像质量,最好能掌握一定的扫描技巧。因为使用同样一台扫描仪,扫描同样一幅图像,有的人扫描出来的图像质量很好,而有的人扫描出来的图像既缺乏层次,又偏色,与扫描得好的图像相比可能有天壤之别,下面就是一些扫描的技巧。(1)确定合适的扫描方式使用扫描仪可以扫描图象、文字以及照片等,不同的扫描对象有其不同的扫描方式。打开扫描仪的驱动界面,我们发现程序提供了三种扫描选项,其中“黑白”方式适用于白纸黑字的原稿,扫描仪会按照1个位来表示黑与白两种像素,这样会节省磁盘空间。“灰度”则适用于既有图片又有文字的图文混排稿样,扫描该类型兼顾文字和具有多个灰度等级的图片。“照片”适用于扫描彩色照片,它要对红绿蓝三个通道进行多等级的采样和存储。在扫描之前,一定要先根据被扫描的对象,选择一种合适的扫描方式,才有可能获得较高的扫描效果。(2)优化扫描仪分辨率扫描分辨率越高得到的图像越清晰,但是考虑到如果超过输出设备的分辨率,再清晰的图像也不可能打印出来,仅仅是多占用了磁盘空间,没有实际的价值。因此选择适当的扫描分辨率就很有必要。例如,准备使用600dpi分辨率的打印机输出结果,以600dpi扫描。如果可能,在扫描后按比例缩小大幅图象。例如,以600dpi扫描一张4*4英寸的图象,在组版程序中将它减为2*2英寸,则它的分辨率就是1200dpi。(3)设置好扫描参数扫描仪在预扫描图像时,都是按照系统默认的扫描参数值进行扫描的,对于不同的扫描对象以及不同的扫描方式,效果可能是不一样的。所以,为了能获得较高的图象扫描质量,可以用人工的方式来进行调整参数,例如当灰阶和彩色图像的亮度太亮或太暗时,可通过拖动亮度滑动条上的滑块,改变亮度。如果亮度太高,会使图像看上去发白;亮度太低,则太黑。应该在拖动亮度滑块时,使图像的亮度适中。同样的对于其他参数,我们可以按照同样的调整方法来进行局部修改,直到自己的视觉效果满意为止。总之,一幅好的扫描图像不必再用图像处理软件中进行更多的调整,即可满足打印输出,而且最接近印刷质量。(4)设置好文件的大小无论被扫描的对象是文字、图象还是照片,通过扫描仪输出后都是图象,而图象尺寸的大小直接关系到文件容量的大小,因此在扫描时应该设置好文件尺寸的大小。通常,扫描仪能够在预览原始稿样时自动计算出文件大小,但了解文件大小的计算方法更有助于你在管理扫描文件和确定扫描分辨率时作出适当的选择。二值图像文件的计算公式是:水平尺寸×垂直尺寸×(扫描分辨率)2/8。彩色图像文件的计算公式是:水平尺寸×垂直尺寸×(扫描分辨率)2×3。(5)存储曲线并装入扫描软件有时,我们为了得到最好的色彩和扫描对比度,先做低分辨率的扫描,在Photoshop中打开它,并用Photoshop的曲线功能来作色彩和对比度的改进。存储曲线并装载回扫描软件,你的扫描仪现在将使用此色彩纠正曲线来建立更好的高分辨率文件。如果你用一类似的色域范围扫描若干个图象,你可使用相同的曲线,并且你也可以经常存储曲线,再根据需要装载回它们。2.4数码相机
作为数码产品的代表之一,数码相机受到了越来越多消费者的青睐。相对于传统相机来说,数码相机成像清晰,不需要胶片,图片可以直接作为各种创作素材等优点。数码相机也叫数字式相机,英文全称DigitalCamera,简称DC。数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件,具有数字化存取模式,与电脑交互处理和实时拍摄等特点。2.4.1数码相机的分类
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。1.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,图2-11是尼康单反数码相机。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。
另外,现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品,因此在关系数码相机摄影质量的感光元件(CCD或CMOS)的面积上,单反数码的面积远远大于普通数码相机,这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码相机,因此每个像素点也就能表现出更加细致的亮度和色彩范围,使单反数码相机的摄影质量明显高于普通数码相机。2.卡片相机卡片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。其中索尼T系列、奥林巴斯AZ1和卡西欧Z系列等都应划分于这一领域,图2-12为卡西欧卡片数码相机。图2-11单反相机图2-12卡片相机3.长焦数码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,图2-13为富士长焦数码相机。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。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,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。图2-13长焦数码相机2.4.2数码相机的组成
1.镜头系统数码照相机中镜头系统的作用,与传统照相机中镜头系统的作用相同,是将要拍摄的景物通过它成像在感光平面上。不同类型的照相机上,其感光平面的内涵不同。传统照相机中,感光平面是感光时胶卷或胶片表面所在的位置。数码照相机中,感光平面是CCD或CMOs这些感光芯片表面所处的位置。由于镜头系统在数码照相机中和传统照相机中的作用相同,因而对其基本要求相同,衡量指标也相同,主要为焦距和最大相对口径。
镜头上多用××mm标出镜头的焦距,如佳能PoweshotA5数码照相机镜头上标有5mm字样,表示这种数码照相机镜头的焦距为5mm。焦距数值的大小决定了镜头的成像特性。根据焦距是否可变化,数码照相机所用镜头分为定焦距镜头和变焦镜头两大类。
(1)定焦距镜头定焦距镜头是指焦距固定不变的镜头。根据焦距的数值相对于数码照相机中感光芯片对角线的长度,或相对于传统照相机中所摄底片对角线的长度来分,定焦距镜头又可分为若干种;一般粗分为标准镜头、广角镜头、远摄镜头三类。
标准镜头:在传统照相机上,标准镜头是指焦距长度与所摄底片画幅对角线长度相等或较为接近的镜头,在数码照相机上,标准镜头是指焦距长度与感光芯片的对角线长度接近的镜头。不同的数码照相机所用感光芯片的大小不同,导致在不同数码照相机上,同为标准镜头的镜头焦距数值差别很大,如在柯达DCS520数码照相机上,焦距在35mm左右的镜头为标准镜头,而在不少轻便数码照相机上焦距在8mm左右的镜头就为标准镜头。现在广为使用的35mm照相机(又称135照相机),所摄底片画幅尺寸为36mm×24mm,画面对角线长度为43mm,一般将焦距在40~60mm范围之内的镜头都看成是35mm照相机的标准镜头。
广角镜头:在传统照相机上,广角镜头是指焦距长度比底片画幅对角线长度短得多的镜头。在数码照相机上,广角镜头是焦距长度比感光芯片的对角线长度短得多的镜头。对于35mm照相机,焦距小于40mm的镜头,都属于广角镜头,但在数码照相机上要根据感光芯片的具体尺寸来判别。广角镜头具有摄取视角大(大于57°)、夸张变形、扩大透视等特点,适宜于在短距离内拍摄宽阔范围的景物,以及需要增强透视的拍摄。用广角镜头在过近的距离摄取人像,会使人物变形,故拍人的头像、半身像不宜用广角镜头。单反数码照相机可用的焦距最短的广角镜头焦距为13mm(尼科尔13mmf/5.6镜头)。
广角镜头摄取视角虽大,但比鱼眼镜头的摄取角又小得多,鱼眼镜头的摄取角一般达到180°。鱼眼镜头上通常标有“Fisheye”字样。大多数轻便数码照相机所内置的定焦距镜头为广角镜头。远摄镜头:在传统照相机上,远摄镜头是指焦距比所摄底片画幅对角线长度长得多的镜头。在数码照相机上,远摄镜头是指焦距数值比感光芯片的对角线长度长得多的镜头。远摄镜头又称为望远镜头,它具有将远处物体拍得较大的特点,尤适宜于在拍摄难以接近的物体时使用。远摄镜头还有缩小透视的特点。根据焦距的不同,远摄镜头又可分为中焦镜头、长焦镜头、超长焦镜头等多种。拍人物头像,一般都用远摄镜头。(2)变焦镜头与定焦距镜头焦距固定截然不同、任何变焦镜头的焦距都可在较大范围内变化,使拍摄者在不改变拍摄距离的情况下,能够在较大幅度内调节拍摄的成像比例及透视,一只变焦镜头可起若干个不同焦距定焦镜头的作用。正因为变焦距镜头有许多优点,故发展异常迅猛,具体表现在数码照相机可用变焦镜头的变焦比越来越大,变焦范围越来越广,质量越来越高,不少变焦镜头的质量已与定焦距镜头的成像质量相媲美。现在单反数码照相机可用变焦镜头的最短焦距短达16mm,最长焦距长达1700mm,甚至更长。轻便数码照相机中内置变焦镜头的也越来越多。
变焦镜头的变焦具有手动变焦与电动变焦两种形式,在轻便数码照相机上的变焦镜头,几乎都采用电动变焦,单反数码照相机上的变焦一般为手动变焦,手动变焦有单环推拉式和双环转动式两种。
(3)特殊用途的镜头微距镜头:微距镜头是可在很近距离内清晰成像、同时具有微距摄影和普通摄影功能的镜头。普通镜头在较近的距离上就无法清晰成像,除非另外加用近摄附件,因此拍昆虫、植物的花果、小的饰物等,就要用微距镜头。现在绝大多数变焦镜头具有微距功能,但变焦镜头微距拍摄功能下的拍摄倍率较小,多数只达1∶4,与定焦微距镜头1∶2、1∶1的拍摄倍率相差很大。
柔焦镜头:柔焦镜头又称柔焦点镜头,是能使影像产生轻度虚化而得到有胧朦虚化特殊意境效果的镜头,主要用于人像、风景摄影。柔焦镜头用于拍人像可使人物面部的皱纹、斑点、凹坑、小疙瘩等在画面上不明显,甚至于消失。美能达、佳能等品牌相机的定焦距镜头型号中,具有SOFTFDCUS字样的镜头,都为柔焦镜头。柔焦镜头价格很高,能派上用场的机会也很少,因而要在拍摄画面上产生柔焦效果,多采用不用柔焦镜头的其他方法。
反射式镜头:反射式镜头是超远摄镜头的特殊形式。超远摄镜头的焦距数值很大,镜身长而重,拍摄、携带都很不方便。反射式镜头则在镜头内有反射和档光装置,使光路折成三段,使镜头的长度比相同焦距的远摄镜头缩短一半左右,重量也大大减轻,克服了超远摄镜头的不足。反射式镜头成像时,背景上的高光点呈现一个个小圆圈,耀眼夺目,别有情趣。美能达定焦距镜头中的AFReflex500mmf/8镜头,即为反射式镜头。透视调整镜头:透视调整镜头是具有校正拍摄透视功能的镜头,主要用于建筑摄影,可有效解决仰拍时建筑物变形、会聚、有倾倒感的问题。数码照相机可配用的透视调整镜头不是很多,目前轻便数码照相机都没有使用透视调整镜头。2.感光芯片数码照相机中的感光芯片的作用将拍摄来的光信息转化为电信号。目前,数字相机的感光芯片主要是CCD和CMOS器件。
3.聚焦系统数码照相机的聚焦方式有自动聚焦、手动聚焦和免聚焦之分。高档数码照相机往往同时具有自动聚焦和手动聚焦系统,中档数码照相机多数只有自动聚焦而没有手动聚焦系统,低档数码照相机一般采用免聚焦。4.光圈光圈是利用其进光孔的大小来控制曝光时到达数码照相机感光芯片上或传统照相机胶卷上的光线照度强弱的装置,位于照相机镜头内。光圈的进光孔大小可通过镜头外的光圈调节环或照相机机身上相应的调节盘调节,或只能由照相机自身调节。光圈的大小用光圈系数2、2.8、4、5、6、8、11、16、22、32等表示。光圈系数数值越大,所对应的实际光圈孔径越小。在以上序列中,具有相邻光圈系数的光圈间,其进光量相差一倍。绝大多数数码照相机的镜头,采用以上标准的光圈序列。镜头里的光圈除了控制进光照度进而控制进光量之外,还可控制成像质量和所拍摄影像的景深。
5.快门快门是利用其开启时间的长短控制进光时间,进而控制进光量(曝光量),因而进光量为进光时间与光线照度的乘积。快门开启时间的长短,通常用快门速度1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000等表示,分别表示快门开启时间为1s、(1/2)s、(1/4)s、…1/1000)s等,也即所标数值的倒数表示实际快门开启时间(s)。不同的数码照相机,其快门挡位数不同,有些数码照相机上除了具有以上用具体数字表示的快门速度挡位外,还有“B”挡,这一挡俗称B门是供长时间曝光用的,当快门处于B挡时,按下快门按钮即开启快门曝光,松开快门按钮快门则关闭,手持续按住快门按钮的时间长短,即为曝光时间长短。
6.取景机构取景机构的外部形式是取景器,是供拍摄者观察被摄景物和景物范围,确定画面构图和拍摄范围的装置。数字照相机采用的取景方式,分为利用传统取景器取景和利用彩色液晶显示器显示取景两大类。7.模/数转换部分数码照相机之所以又叫做“数字”照相机,是因为它将拍摄得到的电信号进行数字化后存储。数码照相机中有将模拟电信号转换为数字电信号的装置——模/数转换部分。模/数转换部分的质量档次直接决定所拍摄存储影像的质量。8.存储器件数码照相机中的CCD或CMOS芯片只起“感光”作用,只是将光信号变为模拟电信号,并在拍摄下一幅画面之前就将这电信号输出,不能长期存储拍摄信息。数码照相机中存储信息要另用其他器件。数码照相机可用存储器件多种多样,不同的数码照相机可能使用不同的存储器件。9.供电部分使用CCD和CMOS作感光芯片的数码照相机,没有电就无法工作。因而在数码照相机中有供电部分是数码照相机能工作的前提。现在绝大多数数码照相机除了可用电池供电外,还可用交流适配器供电,而且一般在有交流电的地区用数码照相机拍摄,应该正常使用交流适配器供电,使用有彩色液晶显示器的数码照相机时,更应如此。10.显示部分数码照相机中的显示部分,往往具有两方面的作用,一是向拍摄者显示拍摄参数,便于拍摄者正确控制数码照相机,另一是呈现已拍摄影像。后一作用是通过机置的彩色液晶显示器来实现。11.传声器传声器又称话筒,在数码照相机上往往用MIC表示。也有数码照相机上用一话筒图案表示,一些理光数码照相机的说明书上标为米高峰。具有声音记录功能的数码照相机,都置有传声器。数码照相机中传声器的作用是将要通过数码照相机记录的声信号转换为电信号,进而通过模/数转换后与数字化影像文件一同记录。没有声音记录功能的数码照相机内,就没有传声器。2.4.4数码相机的性能指标
1.分辨率数码照相机的分辨率,是数码照相机拍摄记录景物细节能力的度量。数码照相机分辨率的高低,取决于数码照相机中CCD芯片或CMOS芯片上像素的多少,像素越多,分辨率越高。分辨率的高低也就用像素量的多少间接地加以反映。就同类数码照相机而言,分辨率越高,数码照相机档次越高。因为只有分辨率高,才能充分记录被摄景物的丰富层次和细节,使所记录的画面包含更多的信息。2.色彩位教色彩位数又叫彩色深度,用来表示数码照相机的色彩分辨能力,数码照相机的色彩位数的增加,意味着可捕捉的细节数量的增多。通常,数码照相机有24位的色彩位数已足够。可是广告摄影用数码照相机,需要有30位或36位的彩色深度。
3.曝光方式数码照相机上所用曝光方式,有测光手动曝光和自动曝光两大类,更多的是采用自动曝光方式。自动曝光又有光圈先决式自动曝光、快门先决式自动曝光、程序式自动曝光等多种形式之分。
4.测光方式数码照相机的测光方式分为镜外测光和通过镜头测光--TTL(ThrouthThebens)测光两大类,以TTL测光形式居多。TTL测光形式多样,如按测光范围分,有中央重点测光、点测光、多点测光、多区测光以及矩阵测光等多种。
5.镜头焦距镜头焦距决定拍摄视角的大小以及所拍摄得到的画面的透视效果等,无论是传统照相机还是数码照相机部非常重要的一个性能标。在数码照相机镜头焦距方面,还必须注意以下两个指标。
5.快门时间和光圈系统调节范围快门时间和光圈系数调节范围的大小,反映了数码照相机拍摄适应性的大小。从实用同角度看,可调节范围越大越好,因为只有快门时间和光圈系数的可调范围大,才能使数码照相机适应各种光线条件进行拍摄,才能使拍摄者在使用调节时游刃有余。在专业级数码照相机上,快门时间和光圈系数的调节范围都很广。如果数码照相机的快门时间和光圈的调节范围极为有限,则对拍摄条件的要求十分苛刻,在光线过弱或过强的条件下难以拍摄得到理想的影像效果,即使在弱光下闪光摄影也如此。6.取景器种类取景器的种类决定了取景的方便性和取景控制的精确程度。平视光学取景器较为明亮,由于取景时的取景光线并未通过拍摄镜头,因而存在视差,但其结构较为简单。利用彩色液晶显示器取景非常直观,但呈现影像的清晰度不能尽人意,还有些呈现过程极为缓慢。单反数码照相机都采用单反式取景器,轻便数码照相机一般采用平视光学取景器和利用彩色液晶显示希显示取景。7.聚焦方式数码照相机的聚焦方式有自动聚焦、手动聚焦和免聚焦之分,高档数码照相机上往往是自动聚焦和手动聚焦兼备,多数中档数码照相机只有自动聚焦而没有手动聚焦,低档数码照相机一般是采用超焦距的免聚焦方式。几种聚焦方式相比较,手动聚焦机构的结构简单聚焦准确,自动聚焦反应快速,但有时不能准确聚焦于拍摄主体。免聚焦方式难以保证主体景物离数码照相机很近或很远时都拍摄清晰。免聚焦方式不应该出现在高像素数码照相机上。8.相当感光度传统照相机本身无感光度高低可言,因为感光度只是感光材料感光速度、感光灵敏度的度量。数码照相机与普通照相机不同,它本身包含了用于接收光线信号的CCD芯片,对曝光多少也就有相应要求,也就有感光灵敏度高低的问题,就相当于胶卷具有一定的感光度一样,因而数码照相机也就有了“相当感光度”的说法。用通常衡量胶卷感光度高低的眼光来看,目前数码照相机感光度分布在中、高速的范围,最低的为ISO50,最高的力ISO6400,多数数码照相机在ISO100左右,对一指定数码照相机,感光度一般是单一的,也有极少数数码照相机结出了一感光度范围对数码照相机感光度高低一般不必过分在意,只是对那些没有内置闪光灯的轻便数码照相机,要求有高一些的感光度,以在较弱的光线下也能拍摄。有些数字轻便照相机是全自动的,曝光是由数码照相机自动设定,因此有不少轻便数码照相机未标出相当感光度数值10.感光芯片尺寸感光芯片的尺寸与其像素量之间有一定联系,在CCD感光芯片上每个像素单元大小一定的前提下,CCD感光芯片感光区域的尺寸越大,所具有的像素水平越高。除此之外,感光芯片感光区域的尺寸还对数码照相机的“焦距延长”和“相当35mm照相机镜头焦距”有影响。在轻便数码照相机上,感光芯片感光区的尺寸越小,镜头的实际焦距数值与相当35mm照相机镜头焦距的数值之间的差别越大。在单反数码照相机上,感光芯片的感光区尺寸越小,“焦距延长”倍数越大。对于以传统35mm单反照相机机身为基体的数码照相机,其中的CCD芯片或CMOS芯片感光区面积的大小,最好与35mm胶卷曝光画幅大小相当,这样可使照相机的性能尤其是镜头的性能得到最佳发挥。
11.拍摄间隔时间与连拍速度拍摄间隔时间是指拍摄两幅画面之间所需要的间隔时间。连拍速度是指连续拍摄时每秒钟可拍摄的画面的帧数数码照相机拍摄要经过“光信号-模拟电信号-数字电信号-记录于存储媒体”的过程,转换、记录都花费时间,尤其是数字信号“写”到存储媒体上这一记录过程花费较多时间,导致所有数码照相机两次拍摄之间都要有一定间隔。每拍摄一幅画面后,都得停歇、间隔1秒至数秒,这对需要连续拍摄以及捕捉快速运动场面的拍摄是极为不利的,而且也不能发挥可先拍摄下来再通过彩色液晶显示器显示观看、取舍的优势。为此,较高档数码照相机采用内置高速缓冲存储器的方法,先将拍摄到的数字影像临时存储在缓冲存储器中,然后再转写到存储媒体上,使数码照相机可连续不间隔地一次拍摄数幅画面,也就使一些数码照相机有了连续拍摄功能。
在用数码照相机连续拍摄时,不仅要注意其连拍速度的指标,而且要注意可连续拍摄的幅数。由于数字影像文件很大,大的高速缓冲存储器的价格高昂,致使所有数码照相机高速缓冲存储器都不可能容量大到可临时存储数量任意多的影像。因而,用数码照相机连续拍摄时,连拍一次的幅数都不能太多,如可以每秒几幅连拍的数码照相机在连拍几秒后,都必须暂停拍摄一段时间,等待缓冲存储器中的信息写到存储介质中去后才能继续拍摄。像素越高的数码照相机,要以高的连拍速度拍摄越困难,除非高像素数码照相机中内置高速缓冲存储器的容量特别大。比如佳能EOSD2000单反数码照相机为了能达到以3.5/s的连拍速度连拍12幅的要求,内登的高速缓冲存储器容量高达32MB。
12.存储媒体种类现在既有只能使用内置存储媒体的数码照相机,也有仅能使用可移动式存储媒体的数码照相机,还有既能使用内置式存储媒体,又能使用可移动式存储媒体的数码照相机。未来的趋势是所有数码照相机都使用可移动式存储媒体存储拍摄影像。
13.存储媒体存储能力存储媒体的存储能力用兆字节(MB)表示。从存储影像多的角度考虑,存储媒体的存储能力越大越好。但受制造技术和生产成本等因素的制约,数码照相机用存储媒体在容量方面,还不能满足人们的需要。不过,未来发展趋势是存储媒体容量越来越大。
不同类型的存储媒体,存储容量差别很大。同一容量的存储媒体在不同的数码照相机上使用,由于像素有多与少的区别,往往造成可存储影像的幅数相差很大。即使是同一数码照相机使用同一容量的存储媒体,由于可采用不同的质量模式拍摄(即可以不同的像素水平拍摄或以不同的压缩比存储),可存储影像的幅数多少也会差异很大,甚至于有时有几十倍的差别。清晰度越高,可存储的幅数越少(此外压缩比越小,可存储的影像越少)。14.压缩存储方式及压缩比例目前数码照相机用存储媒体的价格都相当高,而且存储媒体的价格随着存储容易的增加大幅度上升。为此人们就希望在存储容量一定的存储媒体上能存储更多的影像文件,以使单位画幅影像的存储费用降低。目前大多数数码照相机采用了有多种不同压缩比例可供选择的压缩存储方式。在同一数码照相机上具有多种存储压缩比可供选择,使人们在拍摄时具有更大的选择余地,显得较为灵活。但要注意,数码照相机所采用的压缩存储方式多为JPEC方式,容易造成数据图像的损伤,尤其是过高比例的压缩,将使最终解压恢复图像的质量劣化。因此如追求高像质,拍摄时不宜采用过高压缩比例存储的方式。15、影像处理能力对已拍摄并存储在存储媒体上的影像,数码照相机如能让拍摄者对它进行一些简单处理,就显得机动灵活。现在大多数码照相机本身内置存储有简单的影像处理软件。利用这种软件,人们在拍摄后就可及时对影像进行一些简单处理。当然,更多的处理是将影像下载给计算机后进行。将影像下载给计算机处理,既可利用通用图像处理软件,也可利用数码照相机配有的简单的图像处理软件。数码照相机本身随配的图像处理软件,往往是为处理该数码照相机所拍摄得到的特定大小的影像文件而设计,具有使用方便的优势。因而有没有随配的图像处理软件,以及随配的图像处理软件的功能多少,也应是数码照相机的一个重要性能指标。
16.白平衡调整方式白平衡是指数码相机对各种光源的调整能力。数码照相机上的自平衡调整方式有自动、手动与通过计算机处理等三类。自动处理方式极为方便,手动调整较为精确。现在绝大多数数码用相机上采用的是自动自平衡调整方式。2.4.5数码相机的维护和保养
数码相机作为摄影器材大家族中新成员,已经逐渐走入我们的生活,但是由于数码相机构造比较精密,除了传统相机的物理、光学设备之外还增加了大量的电子部件。所以在维护上与传统相机有些相同也有所不同。1.数码相机的日常保养
(1)要注意数码相机的存放保存相机要远离灰尘和潮湿,长时间不使用,要把取出电池。有条件的情况下,应该放在能够控制温度、湿度的封闭空间。相机是精密的机器,放在平常的衣橱、柜子容易受到湿气的影响,虽然不致立刻损坏,长期下来也不是好事。能够保存在防潮箱中最好。(2)在使用时要注意防烟避尘数码相机应在清洁的环境中使用和保存,这样可以减少因外界的灰尘、污物和油烟等污染可导致相机产生故障。因为污染物落到相机的镜头上会弄脏镜头,影响拍摄的清晰度,甚至还会增加相机的调整开关与旋钮的惰性。在户外空旷地区,拍摄时风沙会比较大,可能会有忽然到来的狂风,由于风沙容易刮伤相机的镜头或渗入对焦环等机械装置中造成损伤,因此除了正在拍摄外应随时用护盖将镜头盖住,风沙大的地区最好记得将相机的护套带上。(3)数码相机要注意预防高温相机不能直接暴露于高温环境下,不要将相机遗忘在被太阳晒得炙热的汽车里。如果相机不得不晒在太阳下,要用一块有色而且避沙的毛巾或裱有锡箔的遮挡工具来避光,不要用黑色工具,因为黑色只会吸光,会使情况变得更糟。在室内时,不要把相机放在高温、潮湿的地方。(4)预防寒冷对数码相机使用也很重要通过将相机藏于口袋的方法,可以让相机保持适宜温度,而且要携带额外的电池,因为相机在低温下可能会停止工作,这就好像在寒冷天气下要给汽车预热一样。将相机从寒冷区带入温暖区时,往往会有结露现象发生,因而需用报纸或塑料袋将相机包好,直至相机温度升至室内温度时再使用。除了结露现象,将相机从低温处带到高温处还会使相机出现一些压缩现象,肉眼不易看出,所以要注意不要使相机的温度在骤然间变化。2、数码相机的日常维护
(1)镜头镜头是数码相机的一个重要组成部分,它经常暴露在空气中,因此镜头上落上一些灰尘也是很正常的,但是如果长时间使用相机而不注意维护镜头的话,那么镜头上的灰尘将越聚越多,这样会大大降低数码相机的工作性能。例如镜头上的灰尘会严重降低图像质量,出现斑点或减弱图像对比度等。另外在使用过程中,手碰到镜头而在镜头上留下指纹,也是不可避免的,这些指纹同样也会使取景的效果下降。只有在非常必要时才对镜头进行清洗。镜头上有一丁点儿的尘土并不会影响图像质量。清洗时,用软刷和吹气球清除尘埃。而指印对镜头的色料涂层非常有害,应尽快清除。
在不使用时,最好盖上镜头盖,以减少清洗的次数。清洗镜头时,先使用软刷和吹气球去除尘埃颗粒,然后再使用镜头清洗布。滴一小滴镜头清洗液在拭纸上(注意不要将清洗液直接滴在镜头上),并用专用棉纸反复擦拭镜头表面,然后用一块干净的棉纱布擦净镜头,直至镜头干
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