数字摄影与摄像第1章

3．图像信号处理电路
1）图像预放电路 2）A/D转换器 3）DSP
4．图像数据压缩电路
图像数据压缩电路主要完成数据的压缩存储，其目的是为了节省 存储空间，目前大多数数码相机采用的压缩格式为JPG，即静止图像压 缩格式。采用这种压缩格式虽然能够节省存储空间，但它属于一种有 损压缩（以牺牲图像质量为代价），因此，不宜追求过高的压缩比。 高档相机往往可以选择其他压缩格式，如TIFF格式，这是一种无损压 缩，用于出版等重要场合；RAWห้องสมุดไป่ตู้式，它是图像感应器将捕捉到的光源 信号转化为数字信号的原始数据。
2．分辨率
数码相机的分辨率取决于相机中图像传感器上像素的多 少，像素多则分辨率高。在实际使用中，通常以数码相机 所拍摄画面的水平和垂直方向上的最大像素数，来表示数 码相机的实际分辨率，如2592×1944。就同等级别的数码 相机而言，分辨率越高，清晰度越高，相机的档次越高。
3．光学变焦
光学变焦（Optical Zoom）是数码相机镜头的一个极为重要的参 数，数码相机依靠光学镜头的结构来实现变焦。数码相机的光学变焦 方式与传统135相机差不多，都是通过镜片移动来放大或缩小被摄景物， 镜片向前移动时，焦距变大，镜头视角变小，远处的景物变得更清晰， 给人的感觉就好像物体在不断靠近。因此，光学变焦倍数越大，能拍 摄的景物就越远。
变焦距镜头最长焦距与最短焦距之比称 为变焦比，即光学变焦倍数，一般有4倍、6倍 、10倍、12倍、20倍等。
2．光电转换部分
CCD或CMOS图像传感器是光电转换部分的核心，主要任务是将图 像从光信号转换为电信号，一般是一个长方形的感光面，位于镜头的 后面，与镜头在同一轴线上，镜头拍摄的景物画面就在此感光面上成 像。简单来说，它扮演的是传统相机中胶片的作用。 从感光面的面积来说，它比胶片要小（全画幅除外），因此，想 要得到较高品质的画面，就要求数码相机的镜头具有更高的精度和光 学性能。
4．色彩深度
色彩深度又称为色彩位数，它反映了数码相机的色彩分辨能力，其 值越高，就越能更加真实地还原画面明暗变化的细节。数码相机通常 采用R、G、B三基色通道，在此通道中每一种颜色为n位，总的色彩深 度即为3×n，可分辨的颜色总数为23n。普通数字摄影采用24位色彩深 度的数码相机就能满足，广告或其他专业摄影一般应选用 30位甚至更 高色彩深度的数码相机。
长焦镜头的视角小于人眼的正常视角，它的焦距长度大于画幅的 对角线。长焦镜头又称为远摄镜头或望远镜头，它的特点是焦距长， 视角窄，相对口径小；与标准镜头相比，同样的拍摄距离可获得较大 的画面，但是景物的透视关系大大压缩，远近关系不显著。
长焦镜头及拍摄效果
4）变焦距镜头
变焦距镜头的焦距是可以调节的，拍摄者 站在一个固定位置，只要推拉变焦钮或旋转变焦 环，便可拍得大小不同的画面，克服了更换镜头 的麻烦，有利于及时掌握抓拍时机和构图，还可 以利用曝光瞬间的变焦来创造特殊效果。
镜头的视角介于40°~55°之间，称为标准镜头。标准镜头的焦距 与画幅的对角线基本相等。由于这种镜头视角与人眼视角相似，拍摄 景物的透视效果符合人眼的透视标准和习惯，在摄影中应用广泛。标 准镜头的特点是有效孔径大、光学性能好、不易失真。
标准镜头及拍摄效果
2）广角镜头
镜头的视角大于60°的称为广角镜头。广角镜头的焦距小于画幅 对角线长度。普通广角镜头的视角在60°~85°，超广角镜头的视角大 于120°，鱼眼镜头的视角可达到180°~220°。
5．感光度
数码相机标识的感光度是根据传统胶片的感光度值等效转换而来的， 又称为相当感光度，用ISO表示。它反映了图像传感器的感光速度，是 衡量数码相机感光灵敏度的重要指标。感光度越高，对光线的要求就 越低。 但对于数码相机而言，感光度设置越高，图像传感器的增益越大， 画面越容易出现噪点，画面质量就越差
1.3.2 数码相机的工作原理
数码相机的工作原理示意图
1.4 数码相机的基本操作
1.4.1 选择拍摄模式
1.4.2 设定画面尺寸
1.4.3 设定存储格式
1．JPEG
JPEG （ Joint Photographic Experts Group ，联合图像专家组）图 像格式的文件扩展名为JPG，是目前网络中和计算机上最常见的图像文 件格式。它具有更快的存储速度和更高的软件兼容性，占用的存储空 间小，是一种有损压缩格式，也就是它在压缩的过程中丢掉了原始画 面的部分数据，而且这些数据是无法恢复的。对于大众摄影，JPEG是 最好的选择，因此它是使用最广泛的存储格式。
7．光学防抖
光学防抖包括镜头防抖和CCD防抖。光学防抖技术，并不是让机身 不抖动，而是依靠特殊的镜头或CCD感光元件的结构，在最大程度上降 低使用过程中由于抖动造成的影像模糊。镜头防抖主要以佳能和尼康 为代表，它们依靠磁力包裹悬浮镜头，从而有效克服因相机振动产生 的画面模糊，这对于大变焦镜头的数码相机所能起到的效果更加明显。
2．信息数字化
在画面数字化的过程中，A/D转换器需要经过采样、保持、量化和编 码四个基本过程。其中，采样和保持是同时进行的，其实质就是要用 多少点来描述一张画面，即图像分辨率。量化和编码在转换过程中也 是同时实现的，其结果是画面能够容纳的颜色总数。经过一系列的处 理后，一张数字化的画面即产生了，再运用计算机图形图像处理软件 的各种技巧，对画面进行修饰或者变换，就能进一步实现所希望的画 面效果。
广角镜头又称为短焦距镜头，其特点是焦距短、视角大、视野宽、 景深长。拍摄动态物体或需要景物前后有较大清晰度，或在较狭窄的 环境中拍摄较大场面时，可采用广角镜头。超广角镜头和鱼眼镜头拍 摄的景物变形较严重，在特定情况下使用，有助于突出主题、渲染气 氛，一般情况使用较少。
广角镜头及拍摄效果
3）长焦镜头
2）CMOS数码相机
CMOS传感器
1.2.3 数码相机的参数
1．尺寸
这里的尺寸是指图像传感器的物理尺寸，是划分数码相机等级的重要依据。 常 见 的 有 1/1.8 英 寸 、 2/3 英 寸 、 APS-C 画 幅 （ 23.6×15.8mm ） 、 全 画 幅 （36×24mm）等。一般情况，图像传感器尺寸越大，感光面积越大，成像效果 越好。家用级数码相机的图像传感器尺寸通常小于 2/3英寸，以1/1.8、1/2.3 英寸最为常见。大尺寸的图像传感器主要用于专业级数码相机图像传感器尺寸 越大，制造成本越高，因此，这也是专业级数码相机售价昂贵的重要原因。
感光度分别为ISO800和ISO1600照片对比
6．噪点
噪点又称为噪声、噪音或杂色，是指图像传感器在接收和输出光 电信号时，一种不应有的外来像素对正常画面的干扰，使拍摄的画面 布满细小的粗糙点。噪点的多少，是衡量图像传感器性能的重要指标。 噪点的产生主要有以下几个原因：①图像传感器自身产生的噪点， 如面积小；②像素点密度过大，导致像素与像素之间产生的噪点；③ 在光电转换过程中，精度不高产生的噪点；④长时间曝光、使用高感 光度以及存储画面的压缩比过大产生的噪点。
数字摄影与摄像
主编：詹青龙 袁东斌 刘光勇
目 录
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数码相机及其使用 数字摄像机及其使用 数字画面的景别和角度 数码画面构图 数字画面拍摄用光 固定画面的拍摄 运动画面的拍摄 拍摄中的同期声处理
专题摄影
专题摄像
第一章 数码相机及其使用
小兰是个孝顺的女儿，工作之后每次回家都会给父母带礼物。今 年决定给退休在家的父母买一台数码相机，以方便二老出门游玩。不 日，小兰来到了数码广场，当工作人员向她推荐：“这是佳能刚上市 的一款产品，1410万像素，CCD成像，14倍光学变焦，光学防抖……”， 这一连串的名词听得小兰直瞪眼，虽然之前也查过一些资料，但印象 并不深刻。
1.1 数字摄影的产生与发展
1.1.1 数字摄影的发展历程 1．数字摄影的起源 1973 年，数码相机之父赛尚（ Steven J.Sasson ）曾与 柯达的一位主管进行了交谈。在交谈中，那位主管简单地 提到有一种硅材料可用作感光器件，可以尝试能否应用到 新型相机中，这就是后来数码相机的核心零部件——CCD 。 1975 年 赛 尚 设 计 并 制 造 出 世 界 上 首 台 数 码 相 机 的 原 型——“手持电子照相机”，以及回放系统，并拍摄出了 世界上第一张数码照片。
1.2 数码相机的基本介绍
1.2.1 数码相机的特性 1．即拍即现 2．直接存储 3．直接删除 4．拍摄视频
1.2.2 数码相机的种类 1．按用途分类
专业级单镜头反光数码相机 家用级数码相机 数码机背
2．按图像传感器分类
1）CCD数码相机
矩阵型CCD传感器
线型CCD传感器
1.1.3 数字摄影的优势
1．无污染 2．影像处理方式多样 3．直接印刷
2010年8月，佳能（中国）有限公司 发布了旗下小型照片打印机新产品 炫飞SELPHY CP800，可以快速、 方便地打印照片
4．呈现方式多样 5．传输方便、快捷
6．复制的无限性和保存的永久性
数码画面是以数字文件形式存在，在进行复制时，只要文件数据 不被破坏和修改，复制后的画面就与原件完全一样，这在传统感光材 料的复制过程中是做不到的。此外，保存在各类存储介质上的画面文 件，只要存储介质完好无损，就能够永久保存。 数字化科技给摄影带来的技术变革是多向的、多元的，变革还将持 续进行，其影响极为深远，势必冲击整个摄影文化生态环境。
1.3 数码相机的结构与原理
1.3.1 数码相机的组成结构
数码相机组成
1．光学镜头
镜头是数码相机最重要的部件，它的作用是使被摄物在 焦点平面位置上形成清晰的画面，画面质量的高低是评价 镜头好坏的标准。根据镜头的用途和作用，可分为标准镜 头、广角镜头、长焦镜头、变焦距镜头等。
1）标准镜头