【文章內(nèi)容簡介】 算機的要求 把它 從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換， A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換 器用來執(zhí)行這項工作。接下來 MPU(微處理器 )對數(shù)字信號進行壓縮并轉(zhuǎn)化為特定的圖像格式，如 JPEG格式。最后，圖像文件被存儲在內(nèi)置存儲器中。至此，數(shù)碼相機的主要工作已經(jīng)完成， 接下來 要做的是通過 LCD查看拍攝到的照片。有一些數(shù)碼相機為擴大存儲容量而使用可移動存儲器，如 PC卡或者硬盤。此外，還提供了連接到計算機和電視機的接口 。但是還有些數(shù)碼照相機用的不是 CCD而是用的 CMOS（ 互補金屬氧化物半導(dǎo)體 ）， CCD 和 CMOS 的工作原理有一個共通點，那就是都是用光敏二極管來作為光 電信號的轉(zhuǎn)化元件。 兩種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的比較（ CCD與 CMOS） （ 1） CCD 傳感器形成的圖像質(zhì)量高、噪聲低。 CMOS 傳感器更容易受到噪聲的影響。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 2） CMOS 芯片的感光度更低。 因為 CMOS 傳感器中的每一個像素旁邊都存在多個 晶體管許多光子沒有撞擊到光敏二極管，而是撞擊到這些晶體管上。 (3) CMOS 通常消耗很少的能量。 CCD 其使用的工序耗能很大。 CCD 消耗的能量是同等 CMOS 傳感器的 100 倍。 (4) CCD 傳感器投入量產(chǎn)的時間更長，因此更加成熟。這類傳感器具有更高的像素質(zhì)量和數(shù)量。 數(shù)碼照相機的優(yōu)缺點 優(yōu)點： (1)拍照之后可以立即看到圖片，從而 可以 對不滿意的作品立刻重拍 。 (2)只需為那些想沖洗的照片付費，其它不需要的照片可以刪除。 (3)色彩還原和色彩范圍不再依賴膠卷的質(zhì)量。 (4)感光度也不再因膠卷而固定，光電轉(zhuǎn)換芯片能提供多種感光度選擇。 缺點： (1)由于通過成像元件和影像處理芯片的轉(zhuǎn)換，成像質(zhì)量相比光學(xué)相機缺乏層 次感。 (2)由于各個廠家的影像處理芯片技術(shù)的不同，成像照片表現(xiàn)的顏色與實際物 體有不同的區(qū) 別，有一定的失真。 (3)由于中國缺乏核心技術(shù)，后期使用維修成本較高。 影響數(shù)碼照相機成像質(zhì)量的因素 數(shù)碼相機的色彩深度 色彩深數(shù)也就是彩色位度，數(shù)碼相機的 色彩深數(shù) 指標反映 了數(shù)碼相機能正確記錄的色調(diào)有多少，色彩 深數(shù) 值越高，就越能真實地還原亮部及暗部的細節(jié)。目前幾乎所有的數(shù)碼相機的色彩位數(shù)都達到了 24 位，可以生成真彩色的圖象。目前商用級的數(shù)碼相機 CCD 都是 24位色彩位數(shù)。這一指標目前并不是衡量數(shù)碼相機的要害指標。 大家要注重， CCD 是 不能產(chǎn)生色彩的 ，之所以數(shù)碼相機可以呈現(xiàn)彩色，是以為在鏡頭前增加了濾鏡。而在凝膠成像等科學(xué)研究儀器中都是黑白的，所以很多 CCD 都只有 8個 BIT，也就是 256 級灰度。彩色的之所以可以達到 24BIT，三種 8BIT 的顏色相乘就得到 24BIT 了 。 數(shù)碼相機的光學(xué)鏡頭 鏡頭的好壞一直是相機成像質(zhì)量的要害因素 。 由于現(xiàn)今的數(shù)碼相機所用的 CCD分辨率很有限，所以數(shù)碼攝影原則上對鏡頭的光學(xué)分辨率并沒有太高的要求；由于數(shù)碼相機的成像面積較?。ㄒ驗閿?shù)碼相機成像在 CCD 上，而 CCD的面積較傳統(tǒng) 35毫米 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 相機的膠片要小很多），這也要求鏡頭保證一定的成像質(zhì)量。 另一方面，傳統(tǒng)膠卷對紫外線比較敏感，外拍時常需要加裝 UV 鏡，而 CCD 對紅外線比較敏感，鏡頭的非凡鍍層或外加濾鏡也會大大提高成像質(zhì)量。鏡頭的物理口徑也是必須考慮的，不管其相對口徑如何，其物理口徑越大，光通 量就越大，數(shù)碼相機對光線的接受和控制就會更好，成像質(zhì)量也就越好。目前商用或家用數(shù)碼相機的鏡頭，部分廠家采用了相對比較好的鏡頭。如富士相機采用了 170 線 /mm 解析度的專業(yè)富士龍鏡頭，這種內(nèi)置的新型富士龍鏡頭要比大多數(shù) SLR鏡頭清楚。不僅在精度上保證了圖像質(zhì)量，而且其鏡頭錯誤率也達到令人驚異的 %, 較一般的數(shù)碼相機要低上 2/3。另外，一些數(shù)碼相機還提供了遠距及廣角兩種鏡頭方式。在傳統(tǒng)相機中，廣角鏡頭是一種焦距短于標準鏡頭、視角大于標準鏡頭、焦距長于魚眼鏡頭、視角小于魚眼鏡頭的攝影鏡頭。廣角鏡頭又分為普通廣 角鏡頭和超廣角鏡頭兩種。由于廣角鏡頭焦距短，視角大，能在較短距離范圍內(nèi)拍攝到較大面積的景物，因而廣泛用于大場面風(fēng)景的拍攝。使用廣角鏡頭能獲得以下幾個方面的效果：一是能增加攝影畫面的空間縱深感；二是景深較長，能保證被攝主體的前后景物都能在畫面上清楚再現(xiàn)；三是鏡頭的涵蓋面積大，拍攝的景物范圍寬廣；四是在相同的拍攝距離處所拍攝的景物，比使用標準鏡頭所拍攝的景物在畫面中的影像??；五是在畫面中輕易出現(xiàn)透視變形和影像畸變的缺陷，鏡頭的焦距越短，拍攝的距離越近，這種缺陷就越顯著。目前商用級數(shù)碼相機大多使用視角與普通 35 mm 相機相同的普通廣角鏡頭，由于其景深大、拍攝范圍廣等優(yōu)點，因而同樣性能的數(shù)碼相機，能夠同時具有廣角和遠距功能的數(shù)碼相機的性能會更好一些。 成像光敏元件的運行直接影響到成像的分辨率。 目前 使用的光敏元件有兩種：一種是廣泛使用的 CCD（電荷耦合）元件；一種是CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體）器件。在相同分辨率下， CMOS 比 CCD 便宜，但是 CMOS光敏器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量要低一些。 CCD 圖像傳感器由一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾?，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 數(shù) 碼 相機的 CCD內(nèi)含的晶體管數(shù)量越多，分辨率 就 越高。 CCD 的分辨率 —— “像素數(shù)”常被用作劃分數(shù)碼相機檔次的主要依據(jù)。雖然如此，分辨率 并 不是評價 CCD 質(zhì)量的唯一標準。除了CCD 的分辨率，色彩深度、芯片本身的 生產(chǎn) 水平等對最終成像質(zhì)量也能帶來不容低估的影響。但與其它指標相比，分辨率依然是數(shù)碼相機最重要的性能指標。數(shù)碼相機拍攝圖像的像素取決于 CCD 芯片上光敏元件的數(shù)量 。 數(shù)碼相機的分辨率還 能 直接反映出能夠打印出的照片尺寸的大小。分辨率越高，在同樣的輸出質(zhì)量下可打印出的照片尺寸越大。就同類數(shù)碼相機而言，分辨率越高，檔次就 越高，但與此同時，圖像占用的存儲器空間就越多，對加工、處理的計算機的速度、內(nèi)存和硬盤的容量以及相應(yīng)軟件 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 的要求就更高。單從 CCD芯片 生產(chǎn) 工藝的角度考察，其芯片面積越小、集成度越高越好。從目前數(shù)碼相機的實際拍攝效果來看，使用小芯片 CCD 的數(shù)碼相機的圖像相對好些。在了解數(shù)碼相機的分辨率時，一定要區(qū)分兩個分辨率的概念：一個是 CCD 的分辨率（或 PPI），另一個是拍攝所能得到的圖像的分辨率（一般廠家標明的圖象的最大分辨率）。這兩個分辨率，原則上是 CCD 的分辨率決定所得圖象的最大分辨率，而這兩個分辨率往往是不相等的。選擇 數(shù)碼相機時， CCD 的分辨率（像素點）是最為重要的指標，在同樣的拍攝圖象的最大分辨率下， CCD 的分辨率越大越好。這是因為， CCD作為感光器件， CCD邊緣的像素點在拍攝時，由于邊緣光的影響，一般會出現(xiàn)一定的偏色和眩暈，數(shù)碼相機在 CCD像素大于圖象拍攝像素時，會自動切除邊緣像素，從而去除眩暈和偏色，邊緣切除越多，對成像的清楚率等越好。所以追求品質(zhì)的廠家一般都用遠高于拍攝圖象的最大像素的 CCD。但目前有不少相機的拍攝圖象像素（如1200X1800，即 131 萬像素）遠高于 CCD 的像素。這是通過軟件進行插值處理的結(jié)果。但軟件加大精度只能使圖象細節(jié)模糊，把圖像放大，則清楚度往往難以令人滿足。所以，在購買數(shù)碼相機時應(yīng)以 CCD 為衡量相機好壞的標準。雖然廠家都會標明其相機的最大分辨率，如 1280 1024，但一般情況下，用戶都要根據(jù)需要，調(diào)低分辨率或壓縮比（同一分辨率下可以有不同的壓縮比，分辨率和壓縮比同時決定照片的質(zhì)量），以便在相同的存儲卡上保存更多照片。這種調(diào)整模式的選擇應(yīng)當是越多越好。當然，質(zhì)量和數(shù)量在同一存儲卡上就是一對矛盾，這要由用戶自己選擇。 數(shù)碼相機的鏡頭焦距 數(shù)碼照相機鏡頭與人類的眼睛一樣，用來攝取 世界萬物的影像，人眼的焦距若出現(xiàn)誤差（如近視眼），則無法清楚地分辨事物，同樣，數(shù)碼相機鏡頭的焦距的偏差也會造成影像的模糊。焦距是相機鏡頭的最主要的特性之一。焦距不同，拍攝的景物的廣闊程度就不同，照片效果也迥然相異。與傳統(tǒng)相機不同，數(shù)碼相機 用 不同的焦距標準來劃分鏡頭的性質(zhì)，這是 由于 數(shù)碼相機使用的是 CCD 感光器件。從鏡頭的中心點到成像平面對角線兩端所形成的夾角 叫做 鏡頭視角。對于相同的成像面積，鏡頭焦距越短，視角就越大（如 135 相機的廣角、長焦之分）；而對于同樣焦距的鏡頭而言，相機的成像面積越小，鏡頭的視角也越小 。數(shù)碼相機的成像面積 跟 隨相機所使用的 CCD傳感器大小而改變，因此有好幾種規(guī)格，從高檔的專業(yè)相機的 18． 4 27． 6 毫米到家用型數(shù)碼相機的 2／ 1／ 1／ 3 甚至 1/4 英寸等不等。也就是說，傳統(tǒng)相機與數(shù)碼相機之間 以及 不同的數(shù)碼相機之間，“標準鏡頭“的標準尺寸（即與人眼視角基本相等的鏡頭視角）是不同的，同一個鏡頭，在這個數(shù)碼相機上看到的是廣角效果，但在另一臺數(shù)碼相機上看到的可能就是長焦效果了。因此，對于數(shù)碼相機而言，用焦距值來區(qū)分鏡頭的視角是很不方便的，所以數(shù)碼相機廠家通常都會提供一個相對值， 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 即標出與數(shù)碼相機 鏡頭視角相同的 35毫米相機鏡頭焦距。在評價與選購數(shù)碼相機時，也只要參考換算到 35 毫米相機的鏡頭焦距就可以了，鏡頭具體的實際焦距是多少，我們可以不 用 關(guān)心。用過傳統(tǒng)相機的超廣角鏡頭的人也許會擔心數(shù)碼相機的 毫米鏡頭所產(chǎn)生的影像會極度變形，但事實上是不會的，因為決定鏡頭結(jié)構(gòu)的是它的有效視角，而不是簡單的焦距值 ， 數(shù)碼相機鏡頭的焦距值與實際成像效果并無直接聯(lián)系。由于透鏡的體積小了，相對成本也降低了，反而可以輕松地實現(xiàn)較高的成像質(zhì)量。 數(shù)碼相機的光圈與快門 與傳統(tǒng)的相機一樣，數(shù)碼相機的光圈范圍與快門速 度對拍攝來說是至關(guān)重要的兩個因素。但目前普通的商用及家用級的數(shù)碼相機大都實現(xiàn)了全自動化，這使得人們更多地關(guān)心景物的選擇，而不太 關(guān)注 光圈及快門速度的選用。但在購買數(shù)碼相機時，一定要檢查它的光圈范圍及快門速度，因為光圈和快門的組合將控制數(shù)碼相機的光線攝入量的總體范圍值，它將影響能否在各種光線情況下獲得很好的效果，而且快門速度還將直接影響動態(tài)影像的拍攝，光圈范圍則將影響所拍攝的影像的景深。數(shù)碼相機拍攝照片的過程是開啟快門后，讓被攝物的影像透過鏡頭，投射到 CCD 傳感器上，傳感器捕捉的光線信息通過“ 模 /數(shù) ”轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化 成數(shù)字信息，并在相機的存儲卡上記錄下來。這個過程與傳統(tǒng)相機的曝光過程大體 是 一致的。想要用數(shù)碼相機捕捉層次豐富的影像，就要恰當控制投射在 CCD感光器的光量。假如曝光準確，所得的影像的細節(jié)都可以得到正確的描述，明暗過渡、影調(diào)反差、影像鮮銳度行等都能有最佳表現(xiàn)。 CCD吸收過多的光線則將 會 導(dǎo)致曝光 過度 ，所得的影像將明顯偏亮；而吸收太少光線則會導(dǎo)致曝光不足，照片將偏暗，細節(jié)將丟失。所以選擇合適的曝光量對數(shù)碼攝影是非常重要的環(huán)節(jié) ， 這與傳統(tǒng)