第十四讲数字摄影原理

1、第四章 数字摄影原理l数字摄影即是使用数字相机拍摄，通过计算机进行加工处理，然后再打印或印刷制版将图片展示出来。l一、数字照相机l 又称数码相机，是一种电子成像设备，采用数字成像技术将摄取的景物转换成数字图像。l 特点：l（一）数字照相结构和工作原理l（1）在光学原理上与传统胶片相机相似。135单镜头反光照相机工作原理l 利用五棱镜多次反光改变光路原理，将影像其送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，也使取景范围和实际拍摄范围基本上一致。这种棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像。 l包括复杂的棱镜和反光镜的光学系统；l （2）类型：（按结构和档次的不同划分）

2、l a:单镜头反光型数字相机（单反相机）l b:轻便型数字相机l c:数字机背型相机（中片幅、大篇幅机）l(3)与传统相机本质区别：l成像方式的区别l 传统相机成像：在银盐感光的胶片上记录影像，再通过暗房冲洗出来。l 数字相机成像：影像直接在ccd半导体芯片上形成光影数据，通过显示系统把影像显示出来。l ccd片称为影像传感器。ccd片自身不能识别外来的色彩，而是由其表面红、绿、蓝（rgb)三色滤色片投射在感光原件的光栅上传递色彩信号。l 滤色片的作用是将影像上每一点彩色光分解为红、绿、蓝三种单色光点，再投射在ccd片上。l 是不是影像到ccd片后就能成像了呢？l 被摄体ccd片（影像传感器）

3、经过复杂的数据信号处理系统将影响显示出来（通过液晶显示系统）l照片的储存：l可选取不同的分辨率和存储格式；芯片内存的大小决定了储存照片的多少。l（二）电子感光成像芯片原件的类型l 1、ccd（电荷耦合元件）l 2、cmos（互补金属氧化物半导体元件）l ccd片：l 优势：成像质量优良、结构简单、噪声低、寿命长、高精度及可靠性高。l 劣势：成本高、制造技术复杂、耗电量高。l cmos片：多用于普及型数码相机l 优势：技术相对简单、图像信号的生成简单迅速、耗电量低、体积小、重量轻、成本低等。l 劣势：图像品质相对较差l（三）数字相机的性能l1、分辨率l 分辨率决定了拍摄的数字影像能打印出高质量画

4、面的大小。l 低分辨率：由较少像素组成的图像。l 特点：清晰度低、影像边缘有“锯齿”、有“马赛克”现象。l高分辨率：l由较多像素组成的图像。l特点：清晰度高、影像边缘平滑、细节丰富、色彩饱满。l 分辨率的高低是如何决定的呢？l 通过相机的ccd/cmos芯片的像素单元数量决定。l 像素单元数量越多，分辨率越高。l 例：索尼dsc-f707有524万像素，指其ccd片由524万个像素单元构成。l分辨率同时又是衡量数字图像的尺度，例：l分辨率越高，图像越清晰，反之。l分辨率分光学分辨率和图像分辨率l光学分别率：l可理解为ccd片能感应到光的像素单元。l 图像分辨率：为数码相机可选择的成像大小及尺寸

5、，单位为dpi。如2560 x 1920dpi。在成像的两组数字中，前者为图片宽度，后者为图片的高度，两者相乘得出的是图片的像素（491.52万）。长宽比一般为4：3。 l 索尼dsc-f707有524万像素，而图像最高分辨率为491.52万。说明什么？l 图像分辨率（ 491.52万）光学分辨率（524万）l 例外：通过数字变焦功能提高图像分辨率。l 即通过数字变焦功能在两个相邻像素间插入一个新的像素。（偏色、缺乏细节）l2、色彩深度l 指ccd/cmos感光片能产生的颜色范围。l 颜色深度可以看作是一个调色板，它决定了屏幕上每个像素点有多少种颜色。由于显示器中每一个像素都用红、绿、蓝三种基

6、本颜色组成，像素的亮度也由它们控制（比如，三种颜色都为最大值时，就呈现为白色）。l 颜色深度简单说：就是最多支持多少种颜色。一般是用“位”（bit）来描述。l 色彩深度指标反映了数字相机能正确记录的色调有多少，例：l 色彩深位数越高，颜色就越多，所显示的画面色彩就逼真。（24、30、36、42位）l 但是颜色深度增加时，它也加大了图形加速卡所要处理的数据量。 l3、感光度l 数字相机的感光度是指ccd/cmos片对光的反映灵敏度。l 感光度越高，则对光线的敏感度越高，越适合在光线昏暗的场所拍摄，反之。l iso感光度数值通常有：100、200、400、800 l 数码相机尽管不使用胶卷，但却具

7、备类似的功能 ，并且可以调节iso感光度大小 ，运用起来更方便。l iso50（低速片）：l 特点：颗粒小、宽容度窄、反差和像解力高l iso100250（中速片）：l 特点：颗粒中等、宽容度高、反差和像解力适中l iso400800（高速片）：l 特点：颗粒大、宽容度高、反差和像解力低。l像解力：l指胶卷对被摄物细部清晰辨别的能力。简单的说就是在单位面积内可以表示出的可分别的线的数量。l能把景物细微部清晰地记录下来地，称为像解力高；反之，则解像力低。l低速片像解力高，反之。l噪点l主要是指数码感光片（等同于胶片）将光线作为接收信号接收并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分。看起来就像图像被弄

8、脏了，布满一些细小的糙点。如果将原图像放大，那么就会出现本来没有的颜色（假色），这种假色就是图像噪点。 liso越高，噪点越大；liso越低，噪点越小。l高感光度优点：l优点一：可拍暗光环境下的景物。l优点二：可拍运动中的物体。（感光度越高，需要的曝光量就越少）l 如拍运动员，在同样的光圈大小条件下，如果快门的速度低于1/15秒，拍出的照片往往就是模糊的。通过“高感度”技术，我们可以成倍提高快门速度，如在iso400的状态下，就可以比iso100提高4倍，1/60秒的速度可以抓住每动作。而如果是在iso1600，速度更可以快到1/250秒，即使是快速奔跑的宠物也逃不出你的镜头。 l优点三：杜绝拍摄者手部的轻微抖动带来的模糊景象。l高感光度缺点：噪点大l低感光度优点：噪点小l低感光度缺点：不适宜在暗光环境里拍摄。l因为拍摄过程中需要相对较长的曝光时间（尤其是在拍摄花卉等小物件的时候），为了防止手部颤