數碼相機的成像原理解釋

　　在對數碼相機的特點和基本元件瞭解之前，下面來了解一下數碼相機是如何工作的，這有利於更好地理解和掌握相機的各項關鍵引數，深入瞭解相機的效能。下面是小編為大家精心推薦數碼相機的成像相關知識，希望能夠對您有所幫助。

　　成像原理解釋

　　當開啟相機的電源開關後，主控程式晶片開始檢查整個相機，確定各個部件是否處於可工作狀態。如果一切正常，相機將處於待命狀態;若某一部分出現故障，LCD屏上會顯示一個錯誤資訊，並使相機完全停止工作。

　　當用戶對準拍攝目標，並將快門按下一半時，相機內的微處理器開始工作，以確定對焦距離、快門的速度和光圈的大小。當按下快門後，光學鏡頭可將光線聚焦到影像感測器上，這種CCD/CMOS半導體器件代替了傳統相機中膠捲的位置，它可將捕捉到的景物光訊號轉換為電訊號。

　　此時就得到了對應於拍攝景物的電子影象，由於這時影象檔案還是模擬訊號，還不能被計算機識別，所以需要通過A/D***模/數轉換器***轉換成數字訊號，然後才能以資料方式進行儲存。接下來微處理器對數字訊號進行壓縮，並轉換為特定的影象格式，常用的用於描述二維影象的檔案格式包括Tag TIFF***Image File Format***、RAW***Raw data Format***、FPX***Flash Pix***、JFIF***JPEG File Interchange Format***等，最後以數字訊號存在的影象檔案會以指定的格式儲存到內建儲存器中，那麼一張數碼相片就完成拍攝了，此時通過LCD***液晶顯示器***可以檢視所拍攝到的照片。

　　***1***當使用數碼相機拍攝景物時，景物反射的光線通過數碼相機的鏡頭透射到CD上。

　　***2***當CCD曝光後，光電二極體受到光線的激發而釋放出電荷，生成感光元件的電訊號。

　　***3***CCD控制晶片利用感光元件中的控制訊號線路對發光二極體產生的電流進行控制，由電流傳輸電路輸出，CCD會將一次成像產生的電訊號收集起來，統一輸出到放大器。

　　***4***經過放大和濾波後的電訊號被傳送到ADC，由ADC將電訊號***模擬訊號***轉換為數字訊號，數值的大小和電訊號的強度與電壓的高低成正比，這些數值其實也就是影象的資料。

　　***5***此時這些影象資料還不能直接生成影象，還要輸出到DSP***數字訊號處理器***中，在DSP中，將會對這些影象資料進行色彩校正、白平衡處理，並編碼為數碼相機所支援的影象格式、解析度，然後才會被儲存為影象檔案。

　　***6***當完成上述步驟後，影象檔案就會被儲存到儲存器上,我們就可以欣賞了。

　　基本部件

　　1 鏡頭

　　鏡頭是一部相機的重要元件之一，可以說是相機的靈魂，數碼相機採用什麼鏡頭是一個非常重要的引數，也是區分不同檔次相機的重要指標。

　　雖然由於感光元件解析度有限，對鏡頭的光學解析度要求也比較低，但由於普通數碼相機的影像感測器要比傳統膠片的面積小得多，因此鏡頭的解析度需要很高，一般來說，數碼相機採用的光學鏡頭的解析能力一定要優於感光元件的解析度。例如，對於某一確定的被攝目標，水平方向需要100個畫素才能完美再現其細節，如果成像寬度為10mm，則光學解析度為10線/mm的鏡頭完全能夠勝任;若成像寬度為1mm，則要求鏡頭的光學解析度必須在100線/mm以上。

　　2 閃光燈

　　閃光燈是增加曝光量的方式之一，尤其在光線較暗的場合，利用閃光燈可以使景物更加明亮。圖1-6、圖1-7示出了數碼相機的內建閃光燈。數碼相機內建的閃光燈一般有三種模式，即自動閃光、強制閃光和關閉閃光，有的相機還具有消除紅眼、慢速同步閃光等功能。

　　3 取景器

　　數碼相機上使用的取景器有多種型別，包括LCD取景器、單反式取景器、旁軸式取景器等。

　　LCD螢幕有黑色和白色兩種型別，彩色又分為偽彩和真彩兩種，其中偽彩價格便宜，但顯示效果差;數碼相機中用於取景和回放的LCD都是質量較高的TFT真彩。在TFT LCD中又包括反射和透射兩種，反射式反射正面的環境光工作，從不同角度觀察差別較大，顯示較暗，但具有省電、造價低等優點;透射式依靠背後的燈光進行工作，角度變化小，顯示較亮，但耗電量較大。

　　作為大多數數碼相機必備的取景方式，利用LCD取景可以改正傳統相機取景的缺點，它可以回放照片，隨時顯示相機儲存器中記錄的全部照片影像，對於不滿意的作品可以刪除後重新拍攝，這樣可最大限度地節省儲存空間，並且可以及時地發現諸如構圖取景、用光等方面較明顯的問題。有的數碼相機還設計了可以旋轉的LCD螢幕，這樣使原來很困難的取景工作變得十分輕鬆，例如要拍攝靠近地面的植物的特寫鏡頭時，不用像使用傳統相機一樣趴在地上，只需將相機放低，然後將LCD螢幕翻過來即可。而一個人獨立外出旅行時，可以將鏡頭對準自己，將LCD螢幕轉過來，自己給自己來個特寫。

　　4 影像感測器

　　目前數碼相機所使用的影像感測器有CCD和CMOS兩種型別，前者技術已經很成熟，後者是新興的技術，代表未來的發展方向。

　　CCD***Chagre Couled Device***，即電荷耦合器，如圖1-12所示。目前被廣泛應用於大部分數碼相機上，這是一種特殊的半導體材料，它由大量獨立的光敏元件組成，這些光敏元件通常按矩陣排列。光線透過鏡頭照射到CCD上，並轉換成電荷，每個元件上的電荷量取決於其受到的光照強度。當攝影者按動快門時，CCD可將各個元件的資訊傳送到模/數轉換器上，然後將模擬電訊號轉變為數字訊號，數字訊號再以一定的格式壓縮後存入快取內，這樣就完成了數碼相片的整個拍攝。

　　5 按鍵

　　在進行拍攝工作時，傳統相機大都通過按鍵或者轉動轉盤來實現，而數碼相機是通過選單來選擇功能的，某些專業數碼單反相機為了適應傳統相機使用者的使用習慣，將一些常用功能設計成與傳統相機大體一致的方式。若在進行抓拍時，直接按按鍵比使用選單進行設定更加快捷。

　　單反相機介紹

　　單反的全稱是“單鏡頭反光相機”***Single Lens Reflex Camera，縮寫為SLR camera***，又稱作單反相機，臺灣及香港地區將單反相機稱作“單眼”相機。它是用一隻鏡頭並通過此鏡頭反光取景的相機。所謂“單鏡頭”是指攝影曝光光路和取景光路共用一個鏡頭，不像旁軸相機或者雙反相機那樣取景光路有獨立鏡頭。“反光”是指相機內一塊平面反光鏡將兩個光路分開：取景時反光鏡落下，將鏡頭的光線反射到五稜鏡，再到取景窗;拍攝時反光鏡快速抬起，光線可以照射到感光元件CMOS上。

　　單反並非數碼時代的產物，早在膠片時代就已經存在單反相機。隨著照片的載體走向數碼化，單反也隨同進入數碼時代，現在我們所說的單反通常都是說單反數碼相機。

　　單反的內部結構中，有一個反光鏡和用於光線各種反射的五稜鏡，這些用於將外部光線通過物理反射的方式送達取景器的反光鏡和五稜鏡***或五面鏡***成為單反相機取景的主要部件，也是微單和單反的區別中最為顯著的一方面。