1. 摄影的成像原理

成像原理是针孔成像。

针孔的大小据定了进光量的多少,因而决定了成像的时间。

镜头的意义在于镜头可以控制进光量,同时还可以通过对焦距的控制来决定存留影像的视觉范围。

 

2. 照相机分类

两类:胶片相机与数字相机

胶片相机根据取景方式分为:平视取景相机;单镜头反光照相机;双镜头反光照相机;座架式相机等。

胶片相机根据底片尺寸分为:135相机(全幅24x36mm,半幅24x18mm);120相机(中画幅相机;60x45mm,60x60mm,60x70mm,60x90mm,60x120mm,60x170mm等);大画幅相机(4×5英寸,5×7英寸,6×8英寸,8×10英寸)。

APS:先进摄影系统

APS-H: 16.7×30.2mm

APS-C: 16.7×23.4mm

APS-P: 9.5×30.2mm

 

3. 数字单反相机的原理和影像的生成

数字单反相机全称是数字单镜头反光相机Digital Single Lens Reflex, DSLR.

单反相机最大的优势是摄影师在光学取景器中看到的取景范围和感光元件记录的影像和实际拍摄范围基本一致。

曝光:按动快门的过程就是一个拍摄和成像的过程,称为曝光。

DSLR按照以下步骤生成影像:

(1)使用DSLR拍摄照片的时候,影像会通过镜头直接照射到DSLR的感光元件上。

(2)DSLR经过一段时间的曝光后,光电二极管受到光线照射,激发释放出电荷,感光元件的电信号由此产生。

(3)控制感光元件的芯片利用感光元件中的控制信号线路对光电二极管产生的电流进行控制,由电流传输电路输出,感光元件会将一次成像产生的电信号收集起来,统一输出。经过放大和滤波后的电信号被送到AD,有AD将此时的模拟信号转换为数字信号,数值的大小和电信号的强度即电压的高低成正比。最后就形成了真正意义上的数字图像,此时的数据保证了最原始的数字图像的细节和面貌,没有经过任何的加工。

(4)原始的数字图像会被输出到数字信号处理器。在信号处理器中,这些图像数据将经过色彩校正,白平衡等后期处理,并且被编码为DSLR可以读取的数据格式后保存下来。

(5)将最终产生的图像保存在DSLR的存储介质里。

 

4. 数字单反相机的快门

相机的曝光时间的长短是通过快门实现的。快门和光圈配合使用,用途是控制相机内部的感光元件的进光量。

进光量相等。光圈小一档,曝光时间加一倍。

光圈F=1/1.4/2/2.8/4/5.6/8/11/16/22/32/44/64

曝光时间=1s,1/2s,1/4s,1/8s,1/15s,1/30s,1/60s,1/125s,1/250s,1/500s,1/1000s,1/2000s

 

5. 对焦

DlSR的对焦是指相机通过电子及机械装置,根据被摄物体的远近,调节镜头内部的透镜和感光元件的距离,使被摄物体通过镜头后在感光元件上清晰成像。

分为手动对焦和自动对焦。

手动对焦MF是指人为转动镜头的对焦环来实现对焦的过程。

自动对焦AF是系统根据所获得的距离信息,驱动镜头调节像距,从而完成对焦操作。

 

6. 传感器(感光元件)

感光元件就像胶片机的底片,能够将光线转换成电信号,承担生成影像的责任,这里功能是通过电子元件的特性实现的。

(1)CCD

CCD是由大量微小的光电二极管和译码寻址构成的电路组成的固态电子感光成像部件,通过光电二极管特有的排列方式排布组成,实际上是一种具有高感光度的半导体材料。这种特殊的高感光度的半导体材料能把光线转变成电荷,通过AD芯片转换成数字信号,这些数字信号经过压缩后,可由相机内部的存储介质和各类存储卡保存。

(2)CMOS

利用硅和锗两种元素制作的半导体,通过自带负电荷正电的晶体管来实现基本功能,这两个互补效应所产生的电流可被处理芯片记录和解读成影像。CMOS的每一个像素点都实现了一个放大器的功能,信号直接在最原始的时候转换,方便进行读取。

对比:CCD感光方式复杂,但成像质量高,工艺简单。由于CCD感光元件采用单一的通道,因此光效率比较低,信号需要电压的支持,因此耗电量大。CMOS使用更低的电压,功耗更低,不过每个像素本身的放大器功能会增加画面的噪点。

 

7. 噪点

噪点主要是指感光元件将光线作为接收信号后在传输过程中产生的图像上的粗糙的细节,也指在相机工作过程中由于电子干扰而产生的种种影响图片质量的外来像素。

产生原因:

(1)高感光度产生噪点

(2)长时间曝光产生噪点

(3)模糊过度产生噪点

(4)使用JPEG格式对图像压缩产生噪点。

 

8. 图像格式

(1)JPEG

Joint Photographic Expers Group联合图像专家组,通过对图像压缩方式存储图像的格式,它压缩的是高频信息,对色彩的信息保留较好,因此它普遍应用于存在大面积连续色的图像中。

(2)TIFF

Tagged Image File Format标签图像文件格式,真正意义上的非失真的压缩格式,这种格式最多只能做到2-3倍的压缩比,所以能够保持原有图像的颜色及层次。

(3)RAW/NEF

RAW(佳能)/NEF(尼康)是一种数据文件,其存储的数据室没有经过DSLR处理的,最原始的图像数据,因此实际上RAW不能被称为一种图像格式。RAW格式最大优点是能够记录数字图像更多的原始信息,这些信息包括图像的对比度,色温值,曝光补偿,清晰度,眩晕度,阴影,高光,镜头暗角等。还可以随时对图片中的暗部细节进行强化,或削弱画面的紫边现象。

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