数码摄影技术第二章 数码照相机应用技术探索(1)

第二章数码照相机的应用技术探索（1）一、数码照相机的性能指标二、数码照相机的特色功能三、数码照相机的常用设备四、数码照相机的拍摄技术一、数码照相机的性能指标衡量数码照相机的性能指标主要包括有：影像传感器、分辨率、连拍速度、压缩方式、压缩比例、存储媒体、存储能力、信号传递方式、白平衡调整方式、相当于胶片的感光度和取景方式等。1、数码照相机的影像传感器前一章在介绍照相机的结构曾介绍过影像传感器，它们用在数码照相机上有两种类型：CMOSCCD1）电荷耦合器件（CCD）：使用一种高感光度的半导体材料制成，能够把光线转换成电荷，再通过模数转换器芯片转换成数字信号，并进行压缩，有数码照相机能内的闪速存储器或者存储卡保存；2）互补金属氧化物半导体（CMOS）：它主要是利用硅和锗这两种元素制成的半导体，使其在CMOS共存带N（负电）和P（正电）结，这两个互补效应所产生的电流就是可以被处理芯片激励和解读成影像。一、数码照相机的性能指标3）电荷耦合器件（CCD）与互补金属氧化物半导体（CMOS）比较：它们的工作原理没有本质区别。在成像方面，在相同的像素下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，对事物的色彩还原能力偏低，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。CMOS的结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，可以降低生产成本。在原理方面，CMOS的信号是以点为单位的电荷信号，而CCD是以行为单位的电流信号，CMOS显得更为敏感，速度也更为快捷，更加省电。现在高级的CMOS并不比一般的CCD差。大多数高级的佳能、尼康数码相机都采用了CMOS影像传感器；但是在2000多万像素的后背型数码照相机仍然还是CCD影像传感器。1、数码照相机的影像传感器CMOSCCD一、数码照相机的性能指标1、数码照相机的影像传感器4）影响影像传感器成像的因素。（1）像素水平。像素是数码照相影像中最小的基本单位。像素越多，像素水平越高，数码照相机成像就越清晰；同时，文件数据量也愈大。（2）影像传感器的面积。影像传感器的尺寸，是直接影像图像的一个重要因素。影像传感器的尺寸越大，受光面积也就越大。各像素之间的干扰也小，能够记录更多的图像细节，成像效果也就更好。（3）动态范围。所谓动态范围是一个物体从最暗到最亮的光学比较。传感器的动态范围与它的面积大小、像素水平以及色彩深度成正比。面积越大、像素水平越高、色彩位数越高动态范围越大；反之就越小。（4）色彩深度。就是色彩位数，它是一个反映数字图像质量的重要指标。单位用为或者比特（bit）来表示。色彩的深度值越高，就能够更加真实地还原影像的亮部细节，图像的色彩就更加艳丽、逼真，但是所要求的存储空间就越大。一、数码照相机的性能指标2、分辨率分辨率又称作为解析度。数码照相机的分辨率指的是数码照片的水平方向和垂直方向上的像素数。分辨率用每英寸点（DotPerInchDPI）来表示。它是数码照相机的一项重要性能指标，它与图像的大小成正比例关系。数码照相机的分辨率根据压缩比的不同有最高、较高、和标准的区别，这种分类，式设计者从数码相机所能存储照片的数量和质量来综合考虑的。3、相当于胶片感光度传统胶片照相机本身没有感光度高低之间的区别，照相机只能被动地适应感光材料的感光度。数码照相机采用了相当胶片感光度（ISO）这一指标来衡量相机的感光灵敏度高低。目前，数码数码照相机感光度分布在中、高速的范围，最低为ISO50，最高为ISO6400，多数在ISO100左右，并且有自动挡。与传统胶片照相机一样，感光度偏低时的拍摄效果比较高档时更好。一、数码照相机的性能指标4、连拍速度数码照相机在进行光信号、数字电信号、数字记录存储的过程中，都要用一定的时间，特别是数字记录存储需要的时间长，导致所有的数码照相机在拍摄两幅静止画面之间都有长短不一的间隔─停滞时间，这种间隔时间的长短也能反映出数码相机的整体性能。在新闻摄影、体育摄影以及抓取动态的人或者物体的时候，为了不错过拍摄的最佳时机，拍摄的时间间隔越短越好，连拍速度高的数码相机，可以作为新闻、体育摄影的首选。比如：现在尼康D3数码照相机的最高连拍速度达到了9幅/秒，已经完全超过了传统胶片照相机的连拍速度。一、数码照相机的性能指标5、存储能力与压缩存储方式存储器是数码照相机的中转储存库，它的功能十分重要。存储器按其存储方式可以分为：内置式（存储器）和可以移动式（存储卡）。内置式的优点是它与数码照相机固化在一起，使用比较方便。但是，由于高分辨率的数码照相机所需要的大容量的存储空间，一旦存储器存满，就必须回到室内将所有的图像文件全部输入到计算机硬盘，释放出媒体的存储空间，才能继续拍摄。此外，内置存储器的存储容量有限，无法大量连续拍摄，因此，大多数高像素的数码照相机都采用可以移动式的存储卡。4GB容量三种速度SD卡6GB容量微硬盘SF2型卡专用多种存储卡盒一、数码照相机的性能指标6、数码照相机的白平衡白平衡的概念：对于人眼，白色物体在不同光线条件下都是白色，而数码照相机则可能根据光源的色彩记录下呈浅蓝色。为了录制自然的色彩，必须根据现有的光源色彩调整数码照相机的影像传感器。这种调整被称为白色平衡调整。对于数码照相机来说，色温就是白平衡的问题。在数码照相机的拍摄过程中发现：荧光灯的光在人看起来是白色的，但使用数码照相机拍摄出来却有点偏蓝绿色；在白炽灯下，排出的图像色彩就会明显地偏红色。人类的眼睛之所以把它们都看成白色的，是因为人的眼睛进行了修正。由于数码照相机的CCD或者CMOS影像传感器本身没有修正功能，因此就有必要对它输出信号进行一定的修正，这种修正就称作为白平衡。二、数码照相机的特色功能数码照相机相对于传统胶片照相机来说增加了许多特色功能，如：间隔定时拍摄、质量模式选择、近距离拍摄、数字变焦、影像复制/删除、录音摄像、直接打印等。数码照相机的使用与图像处理过程示意图：打开相机电源选择拍摄模式M手动模式A光圈优先T时间优先P自动模式场景模式选择白平衡选择变焦范围测光或者自动曝光手动或者自动对焦按快门拍摄回放浏览图像输入电脑处理输出图像视频输出喷墨打印数码扩印网络传输二、数码照相机的特色功能1、间隔定时拍摄功能数码照相机以每隔一定时间（这种间隔时间可以调整）自动拍摄一次的方式。这种功能适合于记录具有研究价值的景物连续演变中以及运动变化过程。用来拍摄日出日落、鲜花开放等随时间变化的景物比较好。数码照相机这种间隔拍摄功能具有更好的实际意义，这一系列变化的图像可以方便地用来进行多媒体制作；将它们组合在一起，在显示器上做动态显示，可以成为动画效果，因为动画片就是采用这种逐格摄影方法进行的。2、质量模式选择功能数码照相机所用存储媒体的存储能力是可以选择的，目前一般数码相机采用两种质量选择方式：一是设置不同像素；二是采用不同的压缩方式。这样两种方式进行组合，可以使数码照相机有多种拍摄质量模式。拍摄中可以根据需要来选择不同的质量模式。二、数码照相机的特色功能3、近距离拍摄功能数码照相机近距离拍摄物体与镜头之间的距离可以近到1cm∽2cm，它可以将直径2.2cm的1角人民币硬币把画面拍摄满。这种功能对于人们拍摄兰花、梅花、桃花等小尺寸花卉可以大显身手。对于可以更换镜头的专业单镜头反光数码照相机要根据镜头来决定。4、数字变焦功能功能数码照相机的数字变焦功能是将CCD（CMOS）芯片中间部分所成的影像加以插值放大，实现用更长焦距的拍摄效果，2倍的数字变焦相当于在一个像素的基础上插值衍生为4个。但是这种变焦是在损失像素的前提下实现的，相当于在原有照片中裁去一部分而放大的效果，它无法替代光学变焦功能。对于直接输出打印的数码照相机或者在回放图像观看细节（如拍摄人像有没有闭眼想象）还是有一定作用的。二、数码照相机的特色功能5、影像复制功能数码照相机的影像复制功能可以分为相机之间复制和存储卡之间复制两种类型。相机之间复制是指将一部数码照相机的影像文件不通过中间设备直接复制到另外一部数码照相机上。存储卡之间影像复制功能（双卡功能的相机）是在同一部数码照相机中进行卡与卡之间的复制，它比相机与相机之间的影像复制更为方便。日本尼康公司于2008年推出的全画幅D3x数码照相机就采用了双卡槽记忆卡兼容UDMA，用高速数据传输的CF卡槽兼容UDMA。它的双卡槽可以连续拍摄、备份记录以及RAW和JPEG分离拍摄（将同一图像以不同的文件格式保存在不同的存储卡内），然后进行选择。也可以从一张存储卡内将图像文件数据复制到另一张存储卡内。日本D3x数码照相机就采用了双卡槽二、数码照相机的特色功能6、影像删除功能数码照相机大都采用专门的彩色液晶显示器（LCD），它不仅在拍摄时可以及时显示所拍摄的影像，拍摄后还可以回放欣赏，如果发现所拍摄内容不满意，可以立即删除。它既可以删除拍摄内容中的一张，也可以删除所拍摄内容全部。同时，还可以对不想删除的内容实施保护。7、录音摄像功能数码照相机在拍摄的同时或者后期，利用它的录音功能，对所拍摄的每一幅影像文件进行声音注释，以后可以方便检索和浏览。拍摄中同时记录下现场的环境声和解说，欣赏图像时会产生身临其境的感觉。现在，很多便携式数码照相机还提供了摄像功能，甚至连一些准专业的数码照相机也增加了高清数码摄像，如：尼康90D、佳能5DMarkⅡ。可以说，以后的数码照相机将集摄影、摄像的功能为一体。二、数码照相机的特色功能8、直接打印功能直接打印是指不用通过中接设备，只需专用连线就可以与打印机连接起来，但是这种具有直接打印功能的数码照相机与对应的打印机必须相匹配，富士、三菱、佳能和柯达等公司在1998年10月联合制定了一个DPOF标准，符合这个标准的数码照相机可以存储在卡上，对所拍摄的图片摄制打印张数、尺寸、日期、时间、标题以及剪裁或者旋转，还可以设置拍摄地点、电话或者姓名等内容，将存储卡插入符合DPOF标准打印机进行打印，还可以将存储卡送到支持DPOF标准的数码冲印中心进行冲洗照片。佳能公司推出的各种彩色图片打印机三、数码照相机的常用设置（一）数码照相机一次性设置。数码照相机有很多设置是随拍摄题材的不同而不断变化的，但是有些项目只要设置好了就不会出现经常改变的现象了。1、数码照相机的日期、语言设置数码照相机第一步是日期、时间、语言的调整设置。因为数码照相机的数码文件所记录的各种信息，就包含日期、时间这一数据，为了以后查找资料、更有效地提供准确的日期和时间，必须认真设置好这一数据。一般家用型、准专业型、专业型数码照相机这一设置都基本相同，我们习惯于用中文来设置。这是尼康D2xs的设置菜单，先选择【设定菜单】，将光标移到【日期格式】选择”年/月/日”高亮显示，按【OK】；然后将光标移到【日期】，这时高亮显示【黄色】，按多重选择分别设置年、月、日、时、分、秒，最后按回车键结束。选择设置菜单将光标移动到【语言】，这时高亮显示【语言】，按多重选择键设置【中文】，按【OK】键完成设置三、数码照相机的常用设置（一）数码照相机一次性设置。2、文件夹编号设置一般家用型数码照相机文件夹不可设置。准专业型和专业型数码相机都可以设置编号。这是一台尼康D2xs数码照相机文件夹设置，采用章字框的首位字母“ZZK”作为文件夹的编号。如命名图片编号ZZK1234NEF。其中“ZZK”为个性化代号，“1234”指已拍摄的图片序号，“NEF”是图片文件格式。选择【拍摄菜单】设置文件夹编号3、色彩空间的设置对于图片色域要求高的专业摄影这项设置很重要，一般准专业和专业数码相机，有“AdobeRGB”和“sRGB”两种模式，然而，照相机默认的是“sRGB”模式。我们必须选择“AdobeRGB”,以便图片以后用于印刷、高精度输出，因为“AdobeRGB”的色域范围比“sRGB”更大。近期已经有部分数码单反相机自身的色彩空间是“ProPhotoRGB“,这是最好的专业空间，应该首选。在【拍摄菜单】中选择【色彩空间】，再选择”AdobeRGB“,按【OK】键完成设置三、数码照