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数码影像基础知识综述
作者: 来源: 时间:2003-8-2


第一章 数码相机的综述

  数码相机也叫数字式相机,是光、机、电一体化的产品。最早出现在美国,20多年前,美国曾利用它通过卫星向地面传送照片,后来数码摄影转为民用并不断拓展应用范围。数码相机的核心部件是电荷耦合器件(CCD)图像传感器,它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变为电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想象来修改图像。

  数码相机的最大优势在于它的信息数字化,由于数字信息可以借助遍及全球的数字通讯网即时传送,所以数码相机首先可以实现图像的实时传递。

  数码相机作为一种计算机输入设备,近年取得了长足的发展和进步。首先是由于技术及工艺的进步,现在作为计算机输入设备的数码相机主流机型分辨率一般已在百万像素级。其外观造形与传统相机几无差别。其次由于产量、销量的增加以及技术进步等因素,现在数码相机的价格也正以很快的速度下降。这些都促进了数码相机应用的普及,普及反过来又促使厂商在技术及工艺上作更大的投入。这种良性交互正在使得数码相机成为计算机应用一个不可或缺的设备。

  数码相机的外观、部分功能及操作与普通的相机差不多。但数码相机与传统相机还有以下几个不同点:

  制作工艺不同:数码相机作为一种摄影工具,它的外形与传统的相机基本相似,只是传统相机使用银盐感光材料即胶卷作为载体,拍摄后的胶卷要经过冲洗才能得到照片,刚拍摄后操作者无法知道照片拍摄效果的好坏并对拍摄得不好的照片进行删除,一般情况下,通过暗房加工出来的照片的效果是不能再改变的。数码相机不使用胶卷,而是使用电荷耦合器CCD元件感光,然后将光信号转变为电信号,再经模/数转换后记录于存储卡上,存储卡可反复使用。由于数码相机拍摄的照片要经过数字化处理再存储,拍摄后的照片可以回放观看效果,对不满意的照片可以立即删除重拍。拍摄后把数码相机与电脑连接,可以方便地将照片传输到电脑中并进行各种处理,再通过打印机打印出来,这是数码相机与传统相机的主要区别。

  拍摄效果不同:传统相机的卤化银胶片可以捕捉连续的色调和色彩,而 数码相机的CCD元件在较暗或较亮的光线下会丢失部分细节,更重要的是,数码相机CCD元件所采集图像的像素远远小于传统相机所拍摄图像的像素 。一般而言,传统35毫米胶片解析度为每英寸2500线,相当于1800万像素甚至更高,而目前数码相机使用的最好的CCD所能达到的像素还不足1000万。在现阶段,数码相机拍摄的照片,不论在影像的清晰度、质感、层次、色彩的饱和度等方面,都无法与传统相机拍摄的照片相媲美。

  拍摄速度不同:在按下快门即数码相机真正记录数据之前,需要等待1.5秒,这是因为数码相机要进行调整光圈、改变快门速度、检查自动聚焦、打开闪光灯等操作。数码相机每拍摄完一张照片,要等待3至7秒才能拍摄下一张照片,这是因为数码相机要对已拍摄的照片进行图像压缩处理并存储起来,由于存储卡的存储速度较慢,故数码相机的拍摄速度,特别是连拍速度还无法达到专业摄影的要求,再由于相机的每个动作都需要耗电,故数码相机的耗电量较大,这些都是数码相机存在的缺点

  存储介质不同:数码相机的图像以数字方式存储在磁介质上,而传统相机的影像是以化学方法记录在卤化银胶片上。

  输入输出方式不同:数码相机的影像可直接输入计算机,处理后打印出来。传统相机的影像必须在暗房里冲洗,要想进行处理必须通过扫描仪扫描进计算机,而扫描后得到的图 像的质量必然会受到扫描仪精度的影响。这样,即使它的原样质量很高,经过扫描以后得到的图像就差得远了。 数码相机可将自然界的一切瞬间轻而易举地拍摄为供电脑直接处理的数码影像,并可在电视上显示,因而众多的生产电脑或家电的厂商如惠普、索尼、苹果、夏普等都竞相生产数码相 机,它已不再只是柯达或富士公司等摄影器材厂的专营产品。目前,日本的几家摄影器材公司正努力钻研,准备5年内淘汰溴银胶卷。据预测,今后10年全球大多数人将会使用数码相机。众多的跨国公司角逐数码相机市场,正是由于他们看准了数码相机的突出优点,即它可在速度、方便性、降低图片的成本及提高效率方面使用户获益。

  我国数码相机市场只是近几年才悄然兴起的。从经销的品牌来看,主要是以名牌产品为主,其中最为主流的品牌有如FujiFilm、Kodak、Olympus、SONY等。98年度我国数码相机的总体销量在4万台左右,预计99年度将突破6万台,目前市面上主流的商用级数码相机型号有:FujiFilm MX-500/MX-600/MX-2900,Olympus 1400XL/2000zoom, KODAK DC240/DC265/DC280, SONY FD81/FD88C/FD91等,它们的价格一般在在4000~9000元人民币之间。

  数码相机用户主要分布于计算机、通信、电子、金融、交通、文化、商业、旅游、建筑、军警及政府等部门。数码相机对于个人用户来说,主要用于旅游、摄影等方面,占近半数的用户是用于专业摄影及为工作提供便利;而作为单位用户,最主要用于工作所需的拍摄,其次用作产品介绍及广告设计、新闻采访、桌面排版及建筑方面的装璜设计。

  随着全球日益高涨的数码热潮,加上数码相机的技术逐渐成熟,以及价格的逐渐下降,数码相机将成为IT行业增长最为迅速的产业之一。

第二章 影响数码相机拍摄品质的主要性能指标

  数码相机是集光学、机械、电子于一体的产品,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。数码相机的许多性能指标都借助了传统相机的概念,但由于数码相机与传统相机在构造上的不同,一般厂家都使用“相当与传统相机”的概念进行描述,本章将详细介绍影响数码相机拍摄品质的性能指标(本部分在许多概念上与传统相机相似)

数码相机的分辨率
数码相机的色彩深度
数码相机的光学镜头
数码相机的镜头焦距
数码相机的光圈与快门
数码相机的白平衡
数码相机的感光度
数码相机的曝光补偿<
BR>数码相机的曝光模式

1 数码相机的分辨率

  与传统的相机相比,传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体,而数码相机的“胶卷”就是其成像器件,而且是与相机一体的,是数码相机的心脏。数码相机使用光敏元件作为成像器件,将图像中的光学信息转化为数字信号。目前光敏元件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷耦合)元件;另一种是新兴的CMOS(互补金属氧化物半导体)器件。数码相机的分辨率是指相机中光敏元件的数目。在相同分辨率下,CMOS比CCD便宜,但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。

  目前市场上常见数码相机的成像器件是CCD(电荷耦合器件),CCD图像传感器,它用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变为电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字相机的CCD内含的晶体管数量越多,分辨率也越高。CCD的分辨率―
――像素数常被用作划分数码相机档次的主要依据。诚然,CCD的分辨率在一定意义上决定了数码相机成像的质量,但正像颗粒度不能完全概括胶卷的质量一样,分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准。其色彩深度,芯片本身的制造水平等,对最终成像质量带来的影响都不容低估。

  但与数码相机其它指标相比,分辨率依然是数码相机最重要的性能指标。数码相机的分辨率使用图像的绝对像素数来衡量(而不采用每英寸多少像素DPI的指标),这是由于数码照片大多数采用面阵CCD。数码相机拍摄图像的像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量,数量越多则可产生的图象分辨率越高,所拍图像的质量也就越高,当然,相机的价格也会大致成正比地增加。数码相机的分辨率还直接反映出能够打印出的照片尺寸的大小。分辨率越高,在同样的输出质量下可打印出的照片尺寸越大。同类数码相机而言,分辨率越高,档次越高,但占用的存储器空间就越多,另外还对加工、处理的计算机的速度、内存和硬盘的容量以及相应软件都有高的要求。

  若单从CCD芯片制造工艺的角度考察,其芯片面积越小、集成度越高越好,虽然有人认为,在镜头光学分辨率有限,CCD像素数一定时,芯片面积越大,成像质量越好。但从目前数码相机的实际拍摄效果来看,一般使用小芯片CCD的数码相机相对图象偏好,也许是因为集成度高的CCD,在原始材料及工艺更优的缘故。

  在了解数码相机的分辨率时,一定要区分两个分辨率的概念,一个是CCD的分辨率(或像素值),另外是拍摄图象的分辨率(一般厂家标明的图象的最大分辨率)。这两个分辨率,原则上是CCD的分辨率决定了图象的最大分辨率,但这两个分辨率一般情况下不相等。

  如果您在选择数码相机,一定要注意,CCD的分辨率(像素点)是最为重要的指标,在同样的最大拍摄图象的分辨率下,CCD的分辨率越大越好。例如对于同样可以拍摄图象分辨率如(1280*1024)的相机,150万像素的CCD相机的拍摄质量会好于141万像素CCD的数码相机。这是因为,CCD作为感光器件,CCD边缘的像素点在拍摄时,由于边缘光的影响,一般会出现一定的偏色和眩晕,数码相机在CCD像素大于图象拍摄像素时,会自动切除边缘像素,从而去除眩晕和偏色,并且边缘切除越多越好。

  这就是厂家用141万像素甚至150万像素的CCD制造最大拍摄1280*1024(131万像素)的图象数码相机的原因。所以追求品质的厂家一般都用CCD的精度都远高于拍摄图象的最大精度。

  目前还有不少相机,拍摄图象的精度(如1200*1800)远高于CCD的精度(131万像素)。这是通过软件插值处理(任何一个图象软件下都有的功能),因而这个图象精度完全是不可取的。软件加大精度只能够让图象细节模糊,如果打印成大幅画面,则清晰度往往难以令人满意,尤其是细节表现非常低劣。因而您在购买数码相机时,只能以CCD的精度为衡量相机好坏的标准。否则您可能会将131万像素的数码相机,当200万像素的相机买回家。

  照片分辨率厂家都会标明其相机的最大分辨率如1280×1024。用户也可以调低分辨率从而在相同的存储卡上保存更多数量的照片。不同用途的照片可以选用不同的分辨率以及压缩比。这种选择应当是越多越好。这里要说明一点,同一分辨率下可以有不同的压缩比,分辨率和压缩比同时决定照片的质量,这一点须请各位读者注意。当然,质量和数量在同一存储卡上就是一对矛盾,这就要求用户适当选择。

2.数码相机的色彩位数

  色彩位数又称彩色深度,数码相机的彩色深度指标反映了数码相机能正确记录色调有多少,色彩位数的值越高,就越可能更真实地还原亮部及暗部的细节。目前几乎所有的数码相机的色彩位数都达到了24位,可以生成真彩色的图象。一些号称30或36位,实际的CCD也是24位,目前商用级的数码相机CCD都是24位。因而这一指标目前并不是衡量数码相机的关键指标,在一般应用场合下,可不必多加考虑。

3.数码相机的光学镜头

  对于相机,镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素,数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上对镜头的光学分辨率要求较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积较小(因为数码相机是成像在CCD上,而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片小很多),因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说,对某一确定的被摄体,水平方向需要200个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任,如果成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在2000线/毫米以上。另一方面,传统胶卷对紫外线比较敏感,外拍时常需要加装UV镜,而CCD对红外线比较敏感,镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜头的物理口径也是必须要考虑的,且不管其相对口径如何,其物理口径越大,光通量就越大,数码相机对光线的接受和控制就会更好,成像质量也就越好。

  目前商用或家用数码相机的镜头,部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头,这种内置的新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图象拍摄的品质,而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机低2/3。

  另外在部分数码相机中,还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时,也是一个参考的指标。

  在传统的数码相机中,广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米,视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短,视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物。所以,广泛用于大场面风摄影作品的拍摄。在摄影创作中,使用广角镜头拍摄,能获得以下几个方面的效果:一是能增加摄影画面的空间纵深感;二是景深较长,能保证被摄主体的前后景物在画面上均可清晰的再现。所以,现代绝大多数的袖珍式自动照相机(俗称傻瓜照相机)采用38-35毫米的普通广角镜头;三是镜头的涵盖面积大,拍摄的景物范围宽广;四是在相同的拍摄距离处所拍摄的景物,比使用标准镜头所拍摄的景物在画面中的影像小;五是在画面中容易出现透视变形和影像畸变的缺陷,镜头的焦距越短,拍摄的距离越近,这种缺陷就越显著。

  目前商用级的数码相机中多使用与普通35 mm相机相同的普通广角镜头,由于其在景深深,拍摄范围广等优点,因而在选择数码相机时,同样性能的数码相机,能够具有广角和远距的数码相机将会性能更好一些。目前具有广角拍摄功能的数码相机有富士的MX-600,KODAK的DC265,OLYMPUS的1400XL等。

4.数码相机的镜头焦距

  与人类的眼睛一样,数码照相机通过镜头来摄取世界万物,人类的眼睛如果焦距出现误差(近视眼),则会出现无法正确的分辨事物,同样作为数码相机的镜头,其最主要的特性也是镜头的焦距值。镜头的焦距不同,能拍摄的景物广阔程度就不同,照片效果也迥然相异。如果您经常使用普通的35毫米相机,对相机的镜头焦距应该会有基本的认识,比如一般使用35毫米左右的镜头拍摄风景、纪念照,而用80毫米左右的镜头拍证件照所需要的“大头像”。与传统的相机相比,由于数码相机使用CCD感光器件,因而其镜头上标明的焦距通常是5.0毫米、10毫米等等,在普通的35毫米相机上一般都使用超广角或鱼眼镜头了,而数码相机厂家一般使用的镜头只是相当于35毫米相机的小广角镜头。

  要说明这个问题,首先就得从镜头视角与焦距的关系谈起。从镜头的中心节点到成像平面对角线两端所张的夹角就是镜头的对角线视角(参见附图)。

  我们不难看出,对于相同的成像面积,镜头焦距越短视角就越大;而对于同样焦距的镜头而言,成像面积越小,镜头的视角也越小。35毫米相机的成像面积等于135胶卷的感光面积―――标准的36×24毫米,数码相机使用CCD传感器代替了传统相机中胶卷的位置,它的面积却有好几种规格,从高档专业相机的18.4×27.6毫米到普通数码相机的2/3、1/2、1/3甚至1/4英寸各不相同。也就是说,同样的镜头,在有的数码相机上是广角效果,但在别的相机上可能就变成了标准镜头。看来,我们要依靠焦距值来区分数码相机镜头的视角是很不方便的,所以数码相机厂家通常都会提供一个容易比较的相对值,也就是标出与数码相机镜头视角相同的35毫米相机镜头焦距,这样的对应焦距值我们就很容易理解了。像富士MX-500的镜头焦距是7.6毫米,对角线视角70度,相当于35毫米镜头,是个小广角;富士的MX-600装有相当于35-105毫米的小广角变焦镜头。我们在评价与选购数码相机时,也只要参考换算到35毫米相机的镜头焦距就可以了,镜头具体的实际焦距是多少,与我们基本无关,您也无法去具体核算,其实数码相机得光学变焦的倍数就基本上能够反应这个指标,虽然不同型号的数码相机会有一定的差别,但差别不会太大,如果您不是很刻意的追求具体的相当于35毫米相机的对应焦距,参照数码相机的光学变焦的倍数,一般就可以了。

  也许有的用户对数码相机的镜头的实际焦距还是不很理解,因为如果是35毫米相机上的7.6毫米焦距,就属于极为罕见的鱼眼镜头,必然是体积庞大、价格不菲,而且拍出的照片畸变严重,有很强烈的透视感。但数码相机上的7.6毫米镜头也就是拇指大小,加上整个数码相机也比传统镜头便宜得多,虽说成像只用了中心的一小块,但一联想起夸张的鱼眼效果就让人对它的画质心里打鼓。实际上这种担心是不必的,35毫米相机的镜头口径很大,是为了保证画面周边的成像质量,而CCD的面积远小于胶片,要实现小面积的优质成像,只要很小的透镜尺寸就足够了。而且,实际上决定镜头结构的是它的有效视角,而不是简单的焦距值,数码相机上的7.6毫米镜头采用的是传统相机上35毫米小广角镜头的设计,而不是7.6毫米鱼眼镜头的结构。因此,数码相机镜头的焦距值与实际成像效果并无直接联系。由于透镜的体积小了,相对成本也降低了,反而可以轻松地实现较高的成像质量。      

5.光圈与快门

  与传统的相机一样,数码相机的光圈范围与快门速度在拍摄时相当重要,但对于目前普通的商用及家用级的数码相机,因为相机的全自动化,使得人们只关心如何选择拍摄景物,而不太注意相机自动控制的光圈及快门速度。但如果您在购买数码相机时,最好能够对比一下各种数码相机的光圈范围及快门速度,因为光圈和快门将配合控制您的数码相机的光线摄入量的总体范围值,也就是说它将影响到您的相机是否能够在各种光线情况下获得很好的效果。同时快门速度也将直接影响到您在拍摄动态图象时的效果,而光圈范围将影响到您拍摄图象的景深。

  拍摄照片的过程,是相机开启快门后,让眼前的影像透过镜头后投影到数码相机的CCD感光器上,感光器在通过数模转化器,将图象的信息在相机的存储卡上记录下来,这个过程与传统的相机的曝光过程一样。然而想要获得层次丰富的影像,就要控制投射在CCD感光器的光量值,照片上的细节都可以得到正确的描述,从颜色最深到最淡的区域,都有丰富的层次表现,明暗之间有渐变过渡,不是截然的黑白分明,另外作品的反差和鲜锐度也都有最佳的表?。过多的光线,导致曝光过渡,影像明显偏亮;反过来说,若CCD吸收的光线太少,则会曝光不足,整张照片会偏暗,细节的地方会流失,照片效果会相当不好,所以在拍摄时,要得到合适的曝光量是非常重要的环节。

  数码相机与传统相机一样,用来控制曝光量的就是「光圈」与「快门」,「光圈」是光线通过镜头的口径,口径越大,自然在单位时间内,所能投射的光线越多,快门就是光线通过镜头的时间,时间越短,曝光量越小。

  数码相机与传统相机一样,光圈就安放在镜头的几片透镜中,由几片金属薄片组合而成,利用金属薄片的移动而调节光圈的大小。使用过传统的反光相机的人都知道,在镜头上,我们可以找到光圈值f,通常所?的光圈刻度为:1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……,光圈级数f越大,表示镜头的口径越小,f值是将镜头的焦距距离与光圈的口径(孔的大小)所除而得的?字,因此数值越大,口径也就愈小。而每一级的光圈级数之间的单位进光量都是相差两倍,但目前有的数码相机,并未按以上级数设置光圈,而是按f2.8,f.5.6,f11,这时,其上下级的进光量,就不仅仅差两倍。

  前面说过,光圈是光线通过镜头时的口径大小,然而这只是笼统的说法,光圈的大小还要考虑到本身镜头镜头的焦距长短。长焦距的镜头(望远镜头),其长度较长,从光线的进入达到CCD的距离长,因此投射到CCD上的光线比较弱,因此长焦距的镜头的光圈往往略小一点,若是要作较大的光圈的镜头,就必?把口径拉大,才能把单位进光量提高,但是因为制作大口径的镜头的级数有不少的困难,制作工艺也较高,因而这一类的镜头通常较贵。因为光圈级数f是靠口径的大小和焦距长短的比值计算而得,因此只要光圈级数一样,不管35毫米或是200毫米,其进光量都是一样的。

  快门速度值通常标为:1、2、4、8、15、30、60、125、250、500……,这些所代表的实际意义是1秒的倒数,所以15是指1/15秒,250是指1/250秒,这比光圈要令人好理解多了,也是和光圈一样,每一格的快门速度间所相差的光量值也是2倍,例如,快?1/500秒的光量值为1/250秒的一半,是1/125秒的1/4而已。

  因为光圈与快门都可以用来控制曝光量,只要决定了光圈值f,就可由快门速度来修正曝光量,相反地,你也可以先?定使用的快门速度后,然后借调整光圈来获得曝光量,所幸的是在光量的调正上,都是以2倍的概念进行控制,使我们更容易?整适当的曝光量,例如?:若测出的正确曝光量为f/11,快?1/30秒时,想要把快门提高到1/60秒时,那么光圈也就要开大到f/8,因为快门从1/30秒到1/60秒时,曝光时间减少一半,那么光圈就要大一级,以加倍单位时间得进光量,如此光圈与快门的一增一减,曝光量也就刚好达到平衡。

  可是因为光圈与快门各有其独到特别的地方,因此每种搭配产生的效果都不一样,必须依据拍摄物体的需要个人想要表现的方式,选择最适合的组合,才能发挥光圈与快门的实际意义。
  
  以快门速度来分,可分为高速快门与慢速快门。通常高速的快门能将移动中的物体给与「固定」,固定后的物体的动作细节和质感鲜明地加以描绘,使得物体更富有立体感。通常快门速度在1/30秒到1秒,甚至1秒以上的B快?都是属于慢速快?的范围,慢速快门常用的方法:第一种是将相机固定后,再由较慢的快门速度,使移动中的物体产生模糊图象,而让背景(静物)的清晰可以更加衬托主题的动感。第二种就是让相机随着物体运动的方向平移或是转移,如此,和第一种方法刚好相反,背景会变得相当模糊,而主题会有点模糊却带有清晰,同样也是能把主体和背景分离出来。第三种,就是一不作二不休,干脆整张照片都模糊不清,借着迅速摇晃相机器而得来的。这三种方法,各有其特色在,如何适时的运用看就各人喜好的所在。

  我们常用慢速快门来拍摄夜晚得城市,因为流动的车辆,留下了红色和白色的车灯轨迹,而由数十条的光线汇成长长的光龙,十分绚丽,将繁华的不夜城描绘出来。或是用来拍摄流水,拍出的感觉相当的柔和和细腻。

  在选用用慢速快门时,要特别注意一点,因为每一级得慢速快门,相差得曝光时间很大,不像高速快门的1/250秒和1/500,拍出?的效果难以比较,在用慢速快门拍摄流动的景象时,若快门过快,则会不小心冻结景象;若快门太慢,则会整体看起来过于朦胧,失去了想要表?的效果,因此尝试每一格的慢速快?都拍拍看,就能得到理想的作品,也能看出其差异所在。

  比起快门,光圈就稍微复杂一点,光圈除了用来调节曝光量外,另外最重要的就是控制画面「景深」的大小,所谓的「景深」就是在调焦使影像清晰,在焦?的前后有一段距离内的区域,能够清晰显现,而这一段范围我们称之为景深,景深越长,那么能清晰呈现的范围越大;反之,景深愈小,则前景或背景会变得模糊,模糊是因为聚焦松散所形成的一种朦胧现象。从光学理论来看,在镜头的焦距下,能够清楚呈像的只有在一物距上的平面,在此面外的景物都会模糊。

  影象景深有三种因素:(1)景深与焦距的长短成反比,换言之,就是镜头焦距越长,则景深越短。(2)景深与景物拍摄的距离成正比,相机若是离景物越近,则景深越短。(3)景深与光圈级数的大小成正比。若是镜头的焦距和物体的被拍摄距离距都维持不便,光圈越大,则景深越短,就是?光圈由f/16→f/11→f/8→f/5.6→f/4……?,则景深越来越短,景深外的景物其也更加模糊不清,而正确对焦到的主体,生动而清晰,而吸引人们的注意,前后的杂乱景物,而美化朦胧,这种朦胧美和因相机震动而导致的模糊不一样,富有优雅而柔和的光彩,就像被渲染的彩墨,使得色调更加浅薄,能营造出相当程度的气氛,和景深?的主题产生分离的透?感,具有衬托出主体的特色,因此常用在人像摄影上,模特儿的背景模糊,而使人门的焦点放在漂亮的模特儿上,同时也因为大光圈的运用,可以有更多的光量,借以提高快门速度,防止相机的震动,使影像更加锐利而明晰,还有若是处在昏暗的光源下,没有三脚架的帮助下,想捕捉当时的环境和气氛,或是无法用更慢的快门时,都是大光圈运用的地方,破坏了画面的气氛,因此大光圈的镜头向来是影友爱用的装备之一。

  若把光圈越小,由f/5.6→f/8→f/11→f/16→f/22……时,则景深的范围就越大,对于景物的描绘就更加的真实,极富有真实性,画质比大光圈更加清晰明锐,且因为景深的范围广,焦点涵盖的面积更大,因此有泛焦点的效果,就是前背景的事物都一一表现出来,且在对焦困难的环境下,例如高速移动的物体或是昏暗的光源下,那么泛焦点可以避免因为对焦的失?,而造成主题的失焦模糊,此外,小光圈能使镜头的接像不良,或透光不?的像差等减低,获得高画质的作品,还有小光圈可以拉低快门速度,可由慢速快?制造流动感。

  对于专业级的数码相机,一般您可手动控制相机的光圈和快门速度,但对于于商用及家用的数码相机,由于相机自动控制光圈和快门速度,因而您不需要自己控制,对于非专业用户这点是非常好的。但是从上面的分析可以看出,用户在选择数码相机时,为适合更广阔的使用环境,数码相机的光圈范围和快门速度的范围越大越好,另外光圈最好能够按正常的级数连续设置,而不是跳跃性设立,另外也得注意数码相机在开启和关闭闪光灯时,其快门速度一般是不一样的。

6.白平衡调整

  如果您使用过没有白平衡的数码相机,您会发现荧光灯的光人眼看起来是白色的,但用数码相机拍摄出来却有点偏绿。同样,如果是在白炽灯下,拍出图像的色彩就会明显偏红。人类的眼睛之所以把它们都看成白色的,是因为人眼进行了修正。如果能够使相机拍摄出的图像色彩和人眼所看到的色彩完全一样就好了。但是,由于CCD传感器本身没有这种功能,因此就有必要对它输出的信号进行一定的修正,这种修正就叫做白平衡。所以白平衡控制就是通过图像调整,使在各种光线条件下拍摄出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩完全相同。

  简单地说白平衡就是无论环境光线如何,仍然把"白"定义为"白"的一种功能。颜色实质上就是对光线的解释,在正常光线下看起来是白颜色的东西在较暗的光线下看起来可能就不是白色,还有荧光灯下的"白"也是"非白"。对于这一切如果能调整白平衡,则在所得到的照片中就能正确地以"白"为基色来还原其他颜色。现在大多数的商用级数码相机均提供白平衡调节功能。正如前面提到的白平衡与周围光线密切相关,因而,启动白平衡功能时闪光灯的使用就要受到限制,否则环境光的变化会使得白平衡失效或干扰正常的白平衡。

  对于数码相机,虽然白平衡可以在图像处理软件中进行调整,但如果您对图象软件不是很熟悉,或者不愿太麻烦调整,您最好还是选择具有较好的白平衡功能的数码相机。

  各厂家的数码相机既有自动进行白平衡的,也有手动进行的。即使是自动进行,其修正能力也各不相同。当然您选择的数码相机最好能够具有手动和自动两种方式,多种模式控制白平衡。

7.相当感光度

  普通照相机本身是无感光度可言的,因为感光度只是感光材料在一定的曝光、显影、测试条件下对于辐射能感应程度的定量标志。使用过传统相机的人,都知道胶卷最重要的指标就是感光度―――通俗一点就是衡量胶卷需要多少光线才能完成准确曝光的数值。感光度一般用ISO值表示,这个数值增大,胶卷对光线的敏感程度也增,这样就可以在不同的光线进行拍摄。像ISO100的胶卷最适合在阳光灿烂的户外进行拍摄,而ISO400的胶卷则可以在室内或清晨、黄昏等光线较弱的环境下拍摄。

  但是,由于照相机与普通照相机不同,它包含了用于接受光线信号的CCD,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。这也就相当于胶片具有一定的感光度一样,数码相机厂家为了方便数码相机使用者理解,一般将数码相机的CCD的感光度(或对光线的灵敏度)等效转换为传统胶卷的感光度值,因而数字照相机也就有了“相当感光度”的说法。

  用通常衡量胶片感光度高低的眼光来看,目前数字照相机感光度分布在中、高速的范围,最低的为ISO50,最高的为ISO6400,多数在ISO100左右。对某些数字照相机来说,感光度是单一的,加之CCD的感光宽容度很小,因而限制了它们的在光线过强或过弱条件下的使用效果。另外一些数字照相机相当感光度有一定的范围,但即使在所允许范围内,将感光度设置得高或低,拍摄效果亦有所区别,平时拍摄应将它置于最佳感光度上这一档上。

  作为数码相机的一个重要性能指标。由于感光度的大小将直接影响到您的数码相机的拍摄效果,特别是在光线比较差的情况下的拍摄效果,因而您在选择数码相机时,这是一个非常重要的指标。

  如果数码相机的等效感光度较低,只要环境光线稍暗相机就只好自动开启闪光灯,而开启闪光灯后,您拍摄的照片将出现背景一片漆黑,完全无法重现我们在现场看到的美景。如果使用禁止闪光功能吧,数码相机的快门速度又会自动变慢,这时很容易出现拍摄后的图象抖动的现象。如果相机的快门速度范围再不够广的话,你可能根本就无法拍摄到清晨,黄昏或阴天的景象。较高的等效感光度会给你带来更大的灵活性,在室内也可以不用闪光灯,取得自然平衡的拍摄效果,要是拍摄高速的体育运动,那高感光度就更是必不可少了。从上可以看出,感光度与以前提到的光圈,快门速度将一起控制您的拍摄图象的效果。

  从理论上来讲,数码相机的感光度越高,数码相机的拍摄效果就会越好。但当前由于CCD制造工艺有限,想提高等效感光度就会降低信噪比,使图像变得粗糙,丢失部分细节,极大地影响图像质量,这与高感光度的传统感光材料所遇到的问题其实是一致的。所以目前商用级数码相机的感光度一般在ISO100左右,少数为ISO64或ISO50。

8.曝光补偿

  曝光补偿,对于有拍摄经验的人都知道,光线对拍摄质量举足轻重,摄影就是对光线的"计算"。数码相机既是拍摄工具,当然,也就是"计算"光线的工具。由于所拍物体处于不同的环境光线下,因此如何正确控制曝光则至关重要。闪光灯、反光板等自然非常有用,正确恰当使用曝光补偿则是另一种有效的途径。现在商用数码相机一般均提供曝光补偿功能,调节范围则一般在±2.0EV左右。EV值称曝光值,它反映的是光圈大小和快门速度的组合。EV值与景物亮度及胶片感光度也相关。通俗地说,胶片感光度越快,被摄物越明亮,则EV值就越大,相应的这时就要用小光圈及快速曝光。

  曝光补偿是为了让拍摄者对相机测光所确定的曝光“量”进行修正、调整,从而得到适宜于主体正确表现的准确曝光。

  曝光补偿量均用+3、+2、+1、0、-1、-2、-3、等加以表示,“+”表示在测光所定曝光量的基础上增加曝光,“-”表示减少曝光,相应的数字为补偿曝光的级数(EV)

9.曝光模式

手控曝光模式

  手控曝光模式每次拍摄时都需手动完成光圈和快门速度的调节,这样很不方便,对于抓拍瞬息即逝的景象,时间更不允许。

AE模式

  AE模式大约可分为光圈优先AE式,快门速度优先AE式,程式AE式,闪光AE式和深度优先AE式。光圈优先AE式是由拍摄者人为选择拍摄时的光圈大小,由相机根据景物亮度、CCD感光度以及人为选择的光圈等信息自动选择合适曝光所要求的快门时间的自动曝光模式,也即光圈手动、快门时间自动的曝光方式。这种曝光方式主要用在需优先考虑景深的拍摄场合,如拍摄风景、肖像或微距摄影等。

  光圈优先式自动曝光的优点,是可让拍摄者根据需要控制景深,相机上景深预视功能亦有效,加用各种近摄附件乃至于用反射式镜头光圈优先式自动曝光仍有效,但用在拍摄运动物体、电视画面和计算机屏幕画面就不甚理想。

  快门速度优先AE式,是在拍者选择确定好快门间的基础上,由相机根据测光信息、CCD感光度和人为设定的快门时间,自动选定正确曝光所需要的光圈大小,即快门时间手动选择,光圈自动调定。在该模式下,大多数相机不管是手动选择的快门时间,还是相机自动调定的光圈系数,都会在LCD屏上和取影器内显示。

  闪光AE式指的是由相机TTL闪光直接测光并控制闪光AE的模式,而不是指闪光灯本身测光系统测光并控制闪光曝光的模式。

  深度优先AE式是由摄影者控制被摄物的景深,由相机自动给出适当曝光量的新颖曝光模式。

第三章:影响数码相机拍摄使用的主要性能指标

  通过前面指标的介绍,也许您可以选择到一台拍摄品质非常好的数码相机。但您也许并没有选择到非常便于使用的数码相机。因为上面的指标主要体现在数码相机的成像质量上。而数码相机还有许多与成像质量关系不大,但却决定着您是否能够轻松,愉快的使用数码相机的性能。

它们包括:
数码相机的电池及耗电量
数码相机的拍摄延迟(连拍功能)
数码相机的近距离拍摄
数码相机的图象存储
数码相机的输出接口及视屏输出
数码相机的取景器和液晶显示
数码相机的闪光灯
数码相机的售后服务
数码相机的电池及耗电量

  电池及耗电量是在选择数码相机时容易忽略的问题,实际上这却是非常重要的。特别是带有LCD显示屏及内置闪光灯的机型,电池消耗就更多,所以您一定要关注LCD的耗电量。在数码相机的运作过程中,电池消耗构成了相机长期运行过程中的主要花费,因而不能不考虑使用的电池种类以及电量的消耗,电池的型号是否容易获得也要加以考虑。使用充电的电池,也可降低长期使用的费用。在向计算机传送照片时,如果能够使用交流电源,则可使同样的电池拍出更多的照片。

  目前虽然不少的数码相机配备了或可单独购买交流电源适配器,但是在购买时您依然得十分小心该数码相机得耗电量,因为数码相机在室外使用的时间远多于室内使用的时间,否则您很有可能在室外使用数码相机时,成为电池搬运工。另外在同样价格性能下,最好选择锂电的数码相机,因为锂电的数码相机,都带有充电器,可作为外接电源使用,相当合算。以下是常用的数码相机的电池配备情况。

富士: MX-500 普通电池,耗电量小,4节电池可拍摄200张
MX 600/700/2900 锂电
KODAK: 全系列使用普通电池
OLYMPUS: 全系列使用普通电池
SONY: 全系列使用锂电池
数码相机的拍摄延迟(连拍功能)

  所谓“拍摄延迟”,就是拍摄完第一张后,要隔一段时间才能拍摄第二张。这在传统相机中是不存在的,但数码相机几乎都有这种间隔,有些机型甚至在按下快门到相机真正动作之间也有延迟。虽然许多数码相机提供了连拍功能,但您不难注意到,在普通数码相机中,大多只能连拍低分辨率的照片,因为高分辨率照片的数据量是很大的,必须要有一定的时间去处理。不同型号数码相机的拍摄延迟时间不等,从几分之一秒到几秒甚至十几秒。

  当然,为了不错过拍摄时机,这种延迟越短,响应越快越好。目前不是所有的厂家提供拍摄延迟的技术参数,并且部分厂家提供的连拍数据,实际操作中并达不到,因而在实际购买时,您应该自己使用一下,感觉一下延迟时间(记住,利用同样的分辨率拍摄图象)。这是最好的办法。

数码相机的近距离拍摄

  部分数码相机具有近距离拍摄的功能选择,您可以根据您自己的需求进行选择,原则上可拍摄距离越近的数码相机适用范围越广,下面提供目前市面主要的数码相机的最近拍摄距离: FUJIFILM MX-500 9cm MX-600 25cm KODAK: DC240 25cm DC265 30cm DC280 25CM OLYMPUS: 900zoom 20cm 1400xl 30cm 2000zoom 20cm SONY: FD83 1cm FD88/c 4cm FD91 1cm EPSON: PC700 10cm PC750Z 20cm CASIO QV-5000 10cm QV-7000 10cm

数码相机的图象存储

  在数码相机中有三种存储数字影像的方式:内置的内存、使用各种类型的可移动存储卡(包括PC卡和其他格式的微型卡,如Compact Flash卡或是SmartMedia卡)以及使用标准3.5英寸软盘。对于某种相机,使用不止一种方式,如既有内存又提供可插入可移动存储卡的插槽。虽然PC卡不仅仅用于数码相机,但却是大多数数码相机存储能力的最方便的扩充手段。

  内置内存的容量当然越大越好,除了内置的内存之外,如果还有插入存储卡的扩展插槽就更好。使用可移动存储卡,不管使用的是全尺寸的PC卡还是微型卡,都可以很方便地扩展相机的图像存储能力,在将相机中的照片下载到计算机之前可以拍摄更多的图像,这正如使用传统胶卷相机时多带几卷胶卷一样。使用可移动存储卡对于笔记本计算机用户来说尤为适合,这使得下载图像非常方便。使用普通的3.5英寸软盘作为存储介质很方便,但由于软盘的容量较小,则其数据压缩比较大,这样在相同的分辨率下,便会损失一定的图像质量。

  在购买相机时,对于相机自身的存储卡容量,您可以通过相机的价格进行参考,因为如果相机便宜,存储卡小一点也没关系,您可以自己再购买存储卡。目前大部分适用SmartMedia卡,Compact Flash卡主要是KODAK在使用,在购买相机之前,有一个信息需要了解,就是SmartMedia卡的价格比Compact Flash卡便宜不少。

数码相机的输出接口及视频输出

  一般来说,数码相机拍摄的影像,只有输入到计算机中才能进行处理(个别相机提供从相机直接打印或视频输出的功能)。使用串行口是目前几乎所有数码相机都提供的数据输出方式,而购买的相机中通常都带有用于这种接口的电缆(有用于PC机平台的电缆以及用于Mac机平台的电缆)。另外,有的相机提供了IrDA红外线接口,有了这种接口,就不需要数据电缆了(当然计算机要支持这种接口)。计算机上通常有两个串行口,一般来说,鼠标占用了一个(COM1或是COM2),数码相机的串口电缆可插入另一个串行口中。这时运行相机所附的下载图像用的软件,进行一些简单的串口设置,就可以将数码相机中的影像下载到计算机中供处理之用。如果数码相机有PC卡,而计算机又是笔记本电脑,或者是使用3.5英寸的软盘存储影像,则可省去这些步骤。串行口的最大缺点是数据传输速率较低。

  目前有少数的数码相机开始支持USB的接口方式,如KODAK的DC280,UMAX的ASTRACAM都支持USB接口。

  另外几乎所有的数码相机都支持视频输出,您可以直接通过电视欣赏您拍摄的图片。

数码相机的取景器和液晶显示

  与传统相机相比,除光学平视旁轴取景和单镜头反光式TTL取景之外,数码相机的一大特点就是一般均带有一块可供取景的液晶显示屏,的确方便不少。从原理上讲,这其实也可算是一种TTL(Through The Lens,通过镜头)取景方式。TTL取景较之平视取景,没有取景视差,在近拍时几乎是必需的。由于LCD表现色彩景深上的问题,可能无法正确反映出所拍景物的实际状况;但仅用光学取景器的话,无法随时浏览相片,丧失了数码相机的便利性。因此,光学取景器和LCD取景方式是互为补充的,在选购数码相机的时候,应该选择有两种取景方式的相机。

  许多数码相机都带有LCD显示屏,既可用于取景也可用于监视相机的状态,还可以用于预览已拍图像。但有的数码相机虽然号称具有LCD显示屏,但却不能取景或预览照片,只能用于监视相机的状态,因此购买时要多加了解。

数码相机的闪光灯以及闪光同步功能

  数码相机闪光灯一般应当有三种模式,即强制闪光,不闪光,自动闪光。有的相机还有去红眼功能。去红眼就是先预闪,以使被摄者眼睛适应然后再闪光,其去红眼效果依不同被摄者对预闪的反应而不同。去红眼的功能在许多的情况下是相当重要的,另外如果数码相机可外接闪光灯则更可扩大使用范围。

  闪光同步的含义,从狭义上来说,可理解为怎样使闪光闪亮并达到高峰与照相机快门开启的瞬间紧密配合,以实现闪光同步。狭义上的闪光同步,可以说是不考虑被摄手所上现场普通光的闪光的同步,这样的闪光同步通常是在被摄物处于现场光比较弱的情况下进行的,这种闪光同步所采用的快门速度,只要求能满足与闪光高峰有效地配合,并不要求能控制被摄物所处现场光进入相机镜头时间。

  从广义上来说,闪光同步的内容,就不单单是闪光闪亮的瞬间与快门开启怎样有效地进行配合,还应包括在满足闪光同步的前提下,控制被摄物所处场的普通光对曝光的影响等内容。在被摄物所处现场普通光对曝光构成影响时的闪光同步,相机所确定的快门速度,就不但要求能与闪光闪亮的瞬间有效地配合,还要求能控制被摄物所处现场的普通光进入相机镜头的时间和控制动态被摄物在照片上形成的效果。广义上的闪光的时间和控制动态被摄在照片上形成的效果。广义上的闪光同步,一般可分为高速快门闪光同步和低速快门闪光同步两类。

数码相机的售后服务

  由于目前数码相机无法在传统的相机维修点维修,因而数码相机的售后维修工作就显得相当重要。您在购买数码相机,一定要注意不要购买目前普遍反应售后服务不好的品牌,并且在购买时,一定要确认数码相机维修需要的时间。目前市面上售后维修工作做得较好得品牌有:富士和OLYMPUS。

第四章:数码相机的其它附属性能介绍

  随着数码相机得发展,数码相机除了以上的性能之外,由发展了许多新的性能,包括间隔定时拍摄功能、浮动水印设定功能、存储卡间影像复制功能、全景功能、全景拼接功能等等,以下对这些功能进行介绍,您在购买的时候可根据您的需求进行适当的选择。但有一点不要因为附属的功能而影响您对主要功能的选择,因小失大。

1.间隔定时拍摄功能

  间隔定时拍摄功能,是对传统相机上该功能的模拟,是每隔一定时间摄影一次的拍摄方式,适合有研究价值的连续演变及运动过程的拍摄,如拍摄动物及植物的生长过程、化学反应现象随时间的变化,运动的分解等等,在科技摄影方面尤为有用,用该功能拍摄时间流逝、日出日落的变化,效果非常独特。

  数码照相机上的间隔定时拍摄功能,比传统照相机上的定时拍摄功能更有实际意义,因为对于一系列数字化的图像,可方便地用多媒体制作软件将它们组合制作,在显示器上动态呈现,从而使数码照相机成为动画、动态图像的输入源。

2.浮动水印设定功能

  浮动水印设定功能是指可在拍摄画面上附加拍摄者需要的印记,在数码照相机上可选择加入日期/时间、文字、商标,以及对加入的信息进行位置、透明程度、背景色彩、色彩鲜艳程度地选择。这将对您对相片的整理和记忆相当有效。当然这部分功能在图象软件下可非常容易的实现。因而意义不是很大

3.存储卡间影像复制功能

  存储卡间影像复制功能,首先出现于富士MX-700数码照相机上。它可将数码照相机所拍摄的影像文件通过数码照相机本身,从一个存储卡(SmartMedia卡)复制到另一个存储卡上,而且复制操作非常简单。同时富士的打印机也可直接读取SmartMedia卡信息,直接打印,非常方便。

4.全景功能与全景拼接功能

  全景功能是指拍摄得到长宽比很大的画面的功能。比如您可以通过数码相机拍摄宽度很宽的桥,拍摄几次,相机将自动拼接成为一幅图象。相当方便和有用。虽然在电脑里,软件也可以做到,但还是麻烦。

  数码相机的附属性能还有很多,几乎没一种数码相机都有其自己的独特性能,有的有用,有的没用。您在选择数码相机时,一定要注意数码相机最关键的部分。



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