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1、數(shù)碼攝影與 應(yīng)用技術(shù) 第二章 數(shù)碼影像硬件 第二章 數(shù)碼影像硬件 學(xué)習(xí)提示 本章講述數(shù)碼影像成像的基本硬 件條件。數(shù)碼影像成像主要包括影像的獲取、 輸入與存儲(chǔ)、輸出與制片等方面。數(shù)碼影像 成像的過程，始終離不開硬件的支持，從某 種意義上講硬件決定了影像的品質(zhì)，因此， 對(duì)器材設(shè)備的選擇是非常必要的。從數(shù)碼影 像系統(tǒng)上講，硬件主要包括：數(shù)碼相機(jī)、掃 描儀、計(jì)算機(jī)、常用附件、照片打印機(jī)等。 2.1數(shù)碼相機(jī) 2.1.1數(shù)碼相機(jī)的成像原理 光通過鏡頭依靠快門光圈曝光后 ， 光線落在影像傳感器 CCD 上 。 CCD使用的是二級(jí)管感光 ， 感光的二級(jí)管在接受光子的 撞擊后釋放電子
2、 ， 所產(chǎn)生電子的數(shù)目與該感光二級(jí)管感應(yīng)到 的光的強(qiáng)弱成正比 。 曝光后的每個(gè)二級(jí)管上含有不同數(shù)量的 電子 ， 我們看到的數(shù)字影像就是通過電子數(shù)量的多少來顯現(xiàn) 的 。 控制電路從 CCD中讀取信號(hào) ， 并將信號(hào)放大 ， 再將其數(shù) 字化 ， 變成數(shù)字信號(hào) ， 被存入緩存內(nèi) ， 最后寫入數(shù)碼相機(jī)所 使用的存儲(chǔ)介質(zhì)中 ， 這樣就完成了數(shù)碼照片的整個(gè)拍攝與記 錄過程 。 簡(jiǎn)而言之 ， 數(shù)碼相機(jī)的成像記錄過程是 “ 光信號(hào) 模擬電信號(hào) 數(shù)字電信號(hào) 記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上 ” 的過程 。 2.1.2數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu) 無論是傳統(tǒng)膠片相機(jī)還是現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī) ， 從外部結(jié)構(gòu)上講基 本相同 。 相機(jī)結(jié)構(gòu)包括：機(jī)
3、身 、 鏡頭 、 取景器 、 聚焦機(jī)構(gòu) 、 光圈和快門等 。 不同的是數(shù)碼相機(jī)通常多了兩個(gè)主要部件： 一是 LCD液晶顯示器 ， 主要用于取景或是查看拍攝到的影像； 二是輸出接口 ， 用于把拍攝好的影像輸出給計(jì)算機(jī) 、 電視機(jī) 、 打印機(jī)等 。 從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上講 ， 數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)相機(jī)有較大的 區(qū)別：一是使用 CCD（ 光電耦合器 ） 或 CMOS（ 互補(bǔ)性金屬 氧化物半導(dǎo)體 ） 傳感器 ， 主要用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 二是 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ， 主要用于將連續(xù)的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為 離散的數(shù)字信號(hào)；三是 DSP數(shù)字信號(hào)處理器 ， 主要用于把數(shù) 字信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖像；四是 MCV主控程序芯片 ， 主
4、要用于指揮 數(shù)碼相機(jī)各部分協(xié)同工作等 。 2.1.3數(shù)碼相機(jī)的種類 1、 消費(fèi)級(jí)數(shù)碼相機(jī) 是一種使用最為廣泛的數(shù)碼相機(jī)，主要用于紀(jì)錄家 庭活動(dòng)、朋友聚會(huì)和旅游 紀(jì)念等。這種相機(jī)具有外觀小巧、輕便、易于攜帶 的特點(diǎn)。有豐富的情景模式、拍攝者可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情 況作相應(yīng)編輯，使用非常方便。常用機(jī)型有便攜型 和變焦鏡頭反射型等，變焦鏡頭反射是指我們通過 實(shí)際相機(jī)鏡頭，而不是通過補(bǔ)償取景器來觀察景物， 相機(jī)的單個(gè)鏡頭系統(tǒng)，能夠從廣角到遠(yuǎn)攝變焦。 2、準(zhǔn)專業(yè)級(jí)數(shù)碼相機(jī) 是預(yù)備專業(yè)攝影使用的數(shù)碼相機(jī)，是以 準(zhǔn)專業(yè)攝影的角度進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，能夠 在比較復(fù)雜的環(huán)境下拍攝，也能營(yíng)造各 種比較特殊的光影效
5、果，以滿足業(yè)余攝 影師創(chuàng)作表現(xiàn)的需要，常用機(jī)型有單鏡 頭反射型相機(jī)等。 3、專業(yè)級(jí)數(shù)碼相機(jī)： 是專業(yè)攝影使用的數(shù)碼相機(jī)，常用機(jī)型也是 單鏡頭反射型相機(jī)，單反相機(jī)采用透過鏡頭 的光學(xué)取景器取景，用較先進(jìn)的 CCD或 CMOS作為感光元件，有很廣的控制范圍， 能提供極好的圖像清晰度，拍攝性能非常優(yōu) 異。相機(jī)的鏡頭系統(tǒng)可以拆卸，可以滿足攝 影師對(duì)大量專業(yè)鏡頭的需求。 4、數(shù)碼機(jī)背： 數(shù)碼機(jī)背，通常加在中幅相機(jī)和大型相機(jī)的 后背上，可方便將現(xiàn)有中幅相機(jī)數(shù)字化，實(shí) 行數(shù)字拍攝與傳統(tǒng)拍攝方式的轉(zhuǎn)換。數(shù)碼機(jī) 背，可獲得極高的分辨率 4000萬像素， 主要用在商業(yè)攝影、廣告攝影等方面 。 1
6、、像素與分辨率 像素是圖像元素的縮寫，圖像是像素連貫的構(gòu)成而 形成的。 CCD傳感器捕獲圖像之后，把該數(shù)碼信息 轉(zhuǎn)換為相機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器上的像素形式。像素越 多分辨率越高，圖像的細(xì)節(jié)越多，打印出來的照片 越大。因此像素決定圖像的分辨率像素量的多少， 間接地反映了分辨率的高低。不同的數(shù)碼相機(jī)中， CCD或 CMOS芯片上像素的多少是不相同的，導(dǎo)致 分辨率的差異也很大，這也是區(qū)分?jǐn)?shù)碼相機(jī)檔次的 一個(gè)重要指標(biāo)。 2.1.4選購(gòu)數(shù)碼相機(jī)的幾個(gè)技術(shù)指標(biāo) 2、感光度（ ISO） 數(shù)碼相機(jī)的感光度是反映相機(jī)對(duì)光線感應(yīng)的 敏感度，當(dāng)光線強(qiáng)弱發(fā)生變化時(shí)，我們記錄 景物就需要使用不同的感光度，以達(dá)到最
7、佳 的曝光效果。傳統(tǒng)攝影方法，是使用不同感 光度的膠卷，而數(shù)碼相機(jī)攝影的方法，是設(shè) 置相機(jī)感光度的檔次。不同相機(jī)的感光度范 圍是不一樣的，普通相機(jī)的感光度范圍是 ISO100至 400，準(zhǔn)專業(yè)相機(jī)的感光度范圍是 ISO100至 800，專業(yè)相機(jī)的感光度范圍是 ISO50至 3200。 3、白平衡 白平衡是數(shù)碼攝影必備功能之一，白平衡是以景物 白顏色的部分校正，把環(huán)境中的“色偏”現(xiàn)象還原 成白色，因此白平衡是使景物色彩，按人眼視覺習(xí) 慣準(zhǔn)確還原再現(xiàn)的一種功能。例如，我們?cè)诎滋旌?是夜晚白熾燈下，我們眼睛看到的白色物體都是白 的。而數(shù)碼相機(jī)就不同了，白天拍的白色物體是白 的，如果夜晚
8、 在家里用相同的白平衡模式拍攝，所得影像就偏黃 或偏綠。這是因?yàn)橄鄼C(jī)沒有人眼的適應(yīng)性，不能適 應(yīng)物體因光線發(fā)生變化而造成影像偏色現(xiàn)象。 4、存儲(chǔ)能力 數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)能力與存儲(chǔ)器的容量大小有關(guān)， 一般來說內(nèi)置存儲(chǔ)器的容量較小，外置存儲(chǔ)器 的容量較大。相同存儲(chǔ)能力的存儲(chǔ)器，對(duì)不同 清晰度的影像的存儲(chǔ)，其影像幅數(shù)是不相同的， 相差幾倍甚至幾十倍。清晰度越高，可存儲(chǔ)的 影像幅數(shù)就越少。單反數(shù)碼相機(jī)的影像清晰度， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于輕便數(shù)碼相機(jī)的影像清晰度，單反數(shù) 碼相機(jī)，使用的是大存儲(chǔ)能力的可移動(dòng)式的存 儲(chǔ)器。關(guān)于存儲(chǔ)器所使用內(nèi)存卡的類型，將在 存儲(chǔ)系統(tǒng)里再作詳細(xì)介紹。 2.2.1計(jì)算機(jī) 2.2.2掃描儀 2.2.3存儲(chǔ)系統(tǒng) 2.2數(shù)碼影像輸入與存儲(chǔ) 2.3數(shù)碼影像輸出與制片 數(shù)碼影像的成像，許多是要制作成照片的， 經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理過的數(shù)碼影像，要制成照片 的方式很多通常有：打印機(jī)打印、數(shù)碼擴(kuò)印 機(jī)擴(kuò)印和膠片記錄儀直接獲得底片、幻燈片， 再用傳統(tǒng)的加工方法制成照片 ,另外還可以通 過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取? 【 課后思考與練習(xí) 】 1、數(shù)碼相機(jī)的成像原理。 2、如何選擇一部適合你自己的數(shù)碼相機(jī)。 3、如何選擇正確的數(shù)碼影像輸入與輸出方式。
數(shù)碼攝影與應(yīng)用技術(shù)-第二章數(shù)碼影像硬件.ppt
