数码摄影技术第二章 数码照相机应用技术探索(1)课件

1、数码摄影技术第二章 数码照相机的应用技术探索（1） 一、数码照相机的性能指标 二、数码照相机的特色功能 三、数码照相机的常用设备 四、数码照相机的拍摄技术 一、数 码 照 相 机 的 性 能 指 标 衡量数码照相机的性能指标主要包括有：影像传感器、分辨率、连拍速度、压缩方式、压缩比例、存储媒体、存储能力、信号传递方式、白平衡调整方式、相当于胶片的感光度和取景方式等。1、数码照相机的影像传感器 前一章在介绍照相机的结构曾介绍过影像传感器，它们用在数码照相机上有两种类型：CMOSCCD1）电荷耦合器件（CCD）：使用一种高感光度的半导体材料制成，能够把光线转换成电荷，再通过模数转换器芯片转换成数字

2、信号，并进行压缩，有数码照相机能内的闪速存储器或者存储卡保存；2）互补金属氧化物半导体（CMOS）：它主要是利用硅和锗这两种元素制成的半导体，使其在 CMOS 共存带 N（负电）和 P（正电）结，这两个互补效应所产生的电流就是可以被处理芯片激励和解读成影像。 一、数 码 照 相 机 的 性 能 指 标3） 电荷耦合器件（CCD）与 互补金属氧化物半导体（CMOS） 比较：它们的工作原理没有本质区别。在成像方面，在相同的像素下 CCD 的成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而 CMOS 的产品往往通透性一般，对事物的色彩还原能力偏低，曝光也都不太好，由于自身物理特性的原因，

3、CMOS 的成像质量和 CCD 还是有一定距离的。CMOS 的结构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，可以降低生产成本。在原理方面，CMOS 的信号是以点为单位的电荷信号，而 CCD 是以行为单位的电流信号，CMOS 显得更为敏感，速度也更为快捷，更加省电。现在高级的 CMOS 并不比一般的 CCD 差。大多数高级的佳能、尼康数码相机都采用了 CMOS 影像传感器；但是在2000多万像素的后背型数码照相机仍然还是 CCD 影像传感器。 1、数码照相机的影像传感器CMOSCCD 一、数 码 照 相 机 的 性 能 指 标1、数码照相机的影像传感器4） 影响影像传感器成像的因素。（1）像

4、素水平。像素是数码照相影像中最小的基本单位。像素越多，像素水平越高，数码照相机成像就越清晰；同时，文件数据量也愈大。（2）影像传感器的面积。影像传感器的尺寸，是直接影像图像的一个重要因素。影像传感器的尺寸越大，受光面积也就越大。各像素之间的干扰也小，能够记录更多的图像细节，成像效果也就更好。（3）动态范围。所谓动态范围是一个物体从最暗到最亮的光学比较。传感器的动态范围与它的面积大小、像素水平以及色彩深度成正比。面积越大、像素水平越高、色彩位数越高动态范围越大；反之就越小。（4）色彩深度。就是色彩位数，它是一个反映数字图像质量的重要指标。单位用为或者比特（bit）来表示。色彩的深度值越高，就能够

5、更加真实地还原影像的亮部细节，图像的色彩就更加艳丽、逼真，但是所要求的存储空间就越大。 一、数 码 照 相 机 的 性 能 指 标2、分辨率 分辨率又称作为解析度。数码照相机的分辨率指的是数码照片的水平方向和垂直方向上的像素数。分辨率用每英寸点（Dot Per Inch DPI）来表示。它是数码照相机的一项重要性能指标，它与图像的大小成正比例关系。数码照相机的分辨率根据压缩比的不同有最高、较高、和标准的区别，这种分类，式设计者从数码相机所能存储照片的数量和质量来综合考虑的。3、相当于胶片感光度 传统胶片照相机本身没有感光度高低之间的区别，照相机只能被动地适应感光材料的感光度。数码照相机采用了相

6、当胶片感光度（ISO）这一指标来衡量相机的感光灵敏度高低。目前，数码数码照相机感光度分布在中、高速的范围，最低为 ISO 50，最高为 ISO 6400，多数在 ISO 100 左右，并且有自动挡。与传统胶片照相机一样，感光度偏低时的拍摄效果比较高档时更好。 一、数 码 照 相 机 的 性 能 指 标5、存储能力与压缩存储方式 存储器是数码照相机的中转储存库，它的功能十分重要。存储器按其存储方式可以分为：内置式（存储器）和可以移动式（存储卡）。内置式的优点是它与数码照相机固化在一起，使用比较方便。但是，由于高分辨率的数码照相机所需要的大容量的存储空间，一旦存储器存满，就必须回到室内将所有的图像

7、文件全部输入到计算机硬盘，释放出媒体的存储空间，才能继续拍摄。此外，内置存储器的存储容量有限，无法大量连续拍摄，因此，大多数高像素的数码照相机都采用可以移动式的存储卡。4GB 容量三种速度 SD 卡6GB 容量微硬盘 SF2 型卡专用多种存储卡盒 一、数 码 照 相 机 的 性 能 指 标6、数码照相机的白平衡 白平衡的概念：对于人眼，白色物体在不同光线条件下都是白色，而数码照相机则可能根据光源的色彩记录下呈浅蓝色。为了录制自然的色彩，必须根据现有的光源色彩调整数码照相机的影像传感器。这种调整被称为白色平衡调整。 对于数码照相机来说，色温就是白平衡的问题。在数码照相机的拍摄过程中发现：荧光灯的

8、光在人看起来是白色的，但使用数码照相机拍摄出来却有点偏蓝绿色；在白炽灯下，排出的图像色彩就会明显地偏红色。人类的眼睛之所以把它们都看成白色的，是因为人的眼睛进行了修正。由于数码照相机的 CCD 或者 CMOS 影像传感器本身没有修正功能，因此就有必要对它输出信号进行一定的修正，这种修正就称作为白平衡。 二、数 码 照 相 机 的 特 色 功 能1、间隔定时拍摄功能 数码照相机以每隔一定时间（这种间隔时间可以调整）自动拍摄一次的方式。这种功能适合于记录具有研究价值的景物连续演变中以及运动变化过程。用来拍摄日出日落、鲜花开放等随时间变化的景物比较好。数码照相机这种间隔拍摄功能具有更好的实际意义，这

9、一系列变化的图像可以方便地用来进行多媒体制作；将它们组合在一起，在显示器上做动态显示，可以成为动画效果，因为动画片就是采用这种逐格摄影方法进行的。2、质量模式选择功能 数码照相机所用存储媒体的存储能力是可以选择的，目前一般数码相机采用两种质量选择方式：一是设置不同像素；二是采用不同的压缩方式。这样两种方式进行组合，可以使数码照相机有多种拍摄质量模式。拍摄中可以根据需要来选择不同的质量模式。 二、数 码 照 相 机 的 特 色 功 能3、近距离拍摄功能 数码照相机近距离拍摄物体与镜头之间的距离可以近到 1cm 2cm ，它可以将直径 2.2cm 的 1 角人民币硬币把画面拍摄满。这种功能对于人们

10、拍摄兰花、梅花、桃花等小尺寸花卉可以大显身手。对于可以更换镜头的专业单镜头反光数码照相机要根据镜头来决定。4、数字变焦功能功能 数码照相机的数字变焦功能是将 CCD（CMOS）芯片中间部分所成的影像加以插值放大，实现用更长焦距的拍摄效果，2 倍的数字变焦相当于在一个像素的基础上插值衍生为 4 个。但是这种变焦是在损失像素的前提下实现的，相当于在原有照片中裁去一部分而放大的效果，它无法替代光学变焦功能。对于直接输出打印的数码照相机或者在回放图像观看细节（如拍摄人像有没有闭眼想象）还是有一定作用的。 二、数 码 照 相 机 的 特 色 功 能5、影像复制功能 数码照相机的影像复制功能可以分为相机之

11、间复制和存储卡之间复制两种类型。相机之间复制是指将一部数码照相机的影像文件不通过中间设备直接复制到另外一部数码照相机上。存储卡之间影像复制功能（双卡功能的相机）是在同一部数码照相机中进行卡与卡之间的复制，它比相机与相机之间的影像复制更为方便。 日本尼康公司于 2008 年推出的全画幅 D3x 数码照相机就采用了双卡槽记忆卡兼容 UDMA ，用高速数据传输的 CF 卡槽兼容 UDMA 。它的双卡槽可以连续拍摄、备份记录以及 RAW 和 JPEG 分离拍摄（将同一图像以不同的文件格式保存在不同的存储卡内），然后进行选择。也可以从一张存储卡内将图像文件数据复制到另一张存储卡内。日本D3x 数码照相机

12、就采用了双卡槽 二、数 码 照 相 机 的 特 色 功 能8、直接打印功能 直接打印是指不用通过中接设备，只需专用连线就可以与打印机连接起来，但是这种具有直接打印功能的数码照相机与对应的打印机必须相匹配，富士、三菱、佳能和柯达等公司在 1998 年 10 月联合制定了一个 DPOF 标准，符合这个标准的数码照相机可以存储在卡上，对所拍摄的图片摄制打印张数、尺寸、日期、时间、标题以及剪裁或者旋转，还可以设置拍摄地点、电话或者姓名等内容，将存储卡插入符合 DPOF 标准打印机进行打印，还可以将存储卡送到支持 DPOF 标准的数码冲印中心进行冲洗照片。佳能公司推出的各种彩色图片打印机三、数 码 照

13、相 机 的 常 用 设 置（一）数码照相机一次性设置。 数码照相机有很多设置是随拍摄题材的不同而不断变化的，但是有些项目只要设置好了就不会出现经常改变的现象了。1、数码照相机的日期、语言设置 数码照相机第一步是日期、时间、语言的调整设置。因为数码照相机的数码文件所记录的各种信息，就包含日期、时间这一数据，为了以后查找资料、更有效地提供准确的日期和时间，必须认真设置好这一数据。一般家用型、准专业型、专业型数码照相机这一设置都基本相同，我们习惯于用中文来设置。 这是尼康D2xs 的设置菜单，先选择【设定菜单】，将光标移到【日期格式】选择”年/月/日”高亮显示，按【OK】；然后将光标移到【日期】，这

14、时高亮显示【黄色】，按多重选择分别设置年、月、日、时、分、秒，最后按回车键结束。选择设置菜单将光标移动到【语言】，这时高亮显示【语言】，按多重选择键设置【中文】，按【OK】键完成设置三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（一）数码照相机一次性设置。4、选择驱动模式 驱动模式有单幅、连拍和自拍 3 种。（1）单幅：就是快门每按一次，数码照相机就拍摄一幅图片；（2）连拍：分高速（CH）和低速（CL）两种模式。当持续按下快门释放按钮时，数码照相机每秒可记录（低速）14 幅 或（高速）58 幅（以使用的照相机为准），采用连续拍摄模式，可以从中选择出最精彩的瞬间。（3）自拍：他可以减少数码相机的晃动

15、，适宜进行自我拍摄。运用自拍模式，必须使用三脚架固定照相机，自拍延时可以设为 2 s 、5 s、10 s （一般默认设置为 10 s）或者 20 s，根据各自使用的照相机来决定。用自拍可以减缓因为按快门引起照相机的微小震动。5、调整拍平衡 如果能够自己进行数码后期处理，无论是使用 RAW 格式，还是使用 TIFF 格式或者使用 JPEG 格式拍摄的图片，白平衡设置为 “ 自动 ” 就可以了，计算机中可以随意改变照片的 “ 色温 ” 。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置1、光圈与快门以及景深的运用（二）数码照相机经常性设置。 数码照相机因拍摄对象的不同，有些设置要经常根据拍摄的对象来改变

16、，如：曝光模式、对焦模式、测光模式等，以便将图像拍摄得更好。 （1）光圈：使用数码照相机拍摄图片，要想得到一幅曝光准确的图片，主要是依靠光圈与快门的适当组合。光圈的大小是由一系列的 “ F系数 ” 表示。目前数码照相机常见的” F系数 “ 的排列方式：2.8、4、5.6、8、11、16、22 等。卡片照相机由于传感器小，一般最小光圈在 F 8 左右。 光圈的 F 系数的含义主要有两个方面：一是 F 后面的数字越小，表示光圈越大，进光量越多；反之数字越大，表示光圈越小，进光量越少。二是光圈系数每相邻一级，它的进光量相差一倍（也有的是相差一半的，如有一些专业相机镜头 F 1 与 F 1.4 或者

17、F 2 与 F 2.8）。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。1、光圈与快门以及景深的运用 （2）快门：常见的数码照相机上的快门速度标记为：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500 ，这些数字实际上应该是快门速度的倒数，当把快门速度调到 125 时，快门速度应该是 1 / 125 秒。 专业数码照相机的快门速度中还设有：” B ” 门或者 ” T ” 门，它们都是为了长时间曝光设计的。拍摄过程中按住 ” B “ 门不松手（可以使用快门线按 ” B “ 门后再锁住），快门一直开启曝光直至曝光合适松手（快门线释放），数码照相机快门才关闭；拍摄时按下

18、 ” T “ 门，快门开启，当曝光合适之后，再按一次 ” T “ 门，数码照相机的快门才关闭。佳能 7D 型数码相机快门三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。1、光圈与快门以及景深的运用 （3）光圈与快门：光圈与快门的组合就是曝光量，它们是控制曝光量准确与否的两个重要因素。比如，在水盆里要放满一盆水，自来水龙头开的大小就好比是照相机光圈开的大小，如果自来水龙头开大一些，放满一盆水所需的时间就短一些；自来水龙头开得小一些，放满一盆水所需的时间就要长一些。光圈与快门也一样，要得到正确的曝光量，光圈大一些则进光量就多，光圈小一些进光量就少，相对快门速度就慢。光圈孔径与

19、光圈值对比图，从图可见 F16 孔径最小，F2.8 孔径最大三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。1、光圈与快门以及景深的运用 （4）光圈与景深：光圈的大小与景深的关系是：在使用同一焦距的镜头时，光圈大，景深短。相对某一个主体拍摄对象的前景和背景都比较模糊；光圈小，景深长，对拍摄某一主体对象的前景和背景都很清楚。从图中可以看出光圈光圈F4光圈F8光圈F16不同光圈下的景深范围示意图与景深的关系，照相机的焦点在 2.5m 处，光圈为 F4 时，景深范围在女士身体前后，女士身体处于焦点清晰范围中，前后的人和树都不在景深范围内，它们的影像将会模糊。光圈缩小至 F8 ,

20、焦点不动，前景人物也在景深范围内，女士身体仍在焦点之中，还是她最清晰；光圈缩小到 F16 时，它的景深扩大至前景坐着的人和背景的大树，这幅图片拍摄的所有对象都清晰了。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。1、光圈与快门以及景深的运用 景深除了与光圈的大小有关之外，还与镜头的焦距长短以及被拍摄的物体距离镜头的远近有关。广角镜头焦距比较短，景深范围就大；长焦距镜头焦距比较长，景深范围就小。摄影中根据这些特点来运用好景深去拍摄摄影作品，拍摄风光作品希望所有景物更清晰就使用短焦距镜头拍摄，表现主体人物为了让他更突出就使用长焦距镜头来拍摄。从右边的画面可以看出：为了突出人

21、物的神态，必须有意识地放大光圈，用F5.6 进行拍摄，光圈大了，景深小了背景就变得模糊了；风光摄影用的是小光圈拍摄，用F11 的光圈，光圈小了，景深大了，拍摄的画面前景水面、大树以及远景都是清晰可见的。人物摄影风光摄影三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。2、测光模式选择 一般的专业型数码照相机的测光模式有如下几种：A、3D 彩色矩阵测光。一种以被摄物体的亮度、反差、摄影者所选择的对焦区域、被摄主体至感光器件平面的距离和被摄物体的色彩五个方面信息，作为测光依据的测光模式。 3D 彩色矩阵测光一直是尼康数码照相机引以为自豪的技术，它的精确测光获得了一致好评。它通过

22、分析环境的亮度、色彩、对比度、选择的对焦点，以及与被摄物吐之间的距离，然后自动地给出一个合适的曝光值。 上面的图像画面这种有天空、建筑、阴影，环境光比较复杂的情况，适宜采用 3D 彩色矩阵测光模式进行拍摄，曝光准确。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。2、测光模式选择B、3D 中央重点测光模式。它的测光重点放在画面中央（约占画面 60 %）。同时兼顾画面边缘。它可以大大减少画面曝光不佳的现象，它是目前单镜头反光照相机主要测光模式。 左面的画面通过某一古城墙门洞观看外边秋天景色，自然光照明画面的中间部位，这种情况应该采用中央重点测光，曝光才能准确。（二）数码照相

23、机经常性设置。2、测光模式选择D、多区测光模式。它对画面分区域由独立的测光元件来进行测光，由照相机内部的微处理器进行数据处理，求得合适的曝光量，曝光正确率高。在逆光摄影或者景物反差很大时都能够得到合适的曝光，不需要进行人工校正。在逆光摄影或者景物人工校正下，多区域测光模式是佳能数码照相机所采用的模式，在专业数码照相机上他的测光区域已经达到了 21 个。佳能数码照相机 21 区评价测光模式是很精确的。 左面的画面拍摄的是一幅侧逆光摄影作品，采用多区域测光模式，分别对草地、人物等区域进行测光。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性

24、设置。2、测光模式选择 众多的测光模式各有所长，所以数码照相机制造厂商设置多种测光模式供拍摄人员选择。究竟使用哪一种测光方式，需要根据拍摄对象的光比情况以及摄影人员的个人习惯、爱好来确定。在拍摄比较特殊的场景时，还是要有所补偿才能够正确用光。尼康 D2xs 数码照相机上的三种测光模式选择按钮 在高档数码照相机面对千变万化的光影世界，都是没有办法准确得知哪一些部分是画面的主体、需要准确曝光；更没有办法知道摄影师想把照片拍摄成高调照片、低调照片，还是剪影照片。摄影师只有根据拍摄对象、拍摄题材来选择。数码照相机的即拍即显功能可以使大家及时纠正曝光中出现的问题。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设

25、置（二）数码照相机经常性设置。3、对焦方式选择 摄影时希望拍摄一幅清晰的图片，首先必须熟悉数码照相机的对焦方式（也称为调焦方式）。就是将镜头焦点调到拍摄主体上，让拍摄主体有更好的清晰成像效果。入门级数码照相机都设有两种对焦方式：手动（MF）和自动对焦（AF）。专业数码照相机在自动对焦上大多利用红外线或者超声波等先进技术，使自动对焦变得轻而易举。对焦模式有多种模式：（1）单区域：拍摄风光、静物或者一般人物肖像有足够时间构图，采用单区域对焦。照相机在所选择的对焦区域进行对焦，当半按下快门释放按钮的时候对焦将被锁定；（2）动态区域：如果被拍摄的人或者物体在对焦前发生移动，照相机将基于来自其它区域的信

26、息进行对焦，当半按下快门释放按钮的时候对焦将被锁定；（3）组动态区域：同上，可以知道被摄物体的大概位置，但不知道确切位置下使用；（4）具有最近被摄物体优先的动态区域自动对焦；同上，可以知道被摄物体将会离照相机最近，但是不知道被摄物体将出现的最终位置情况下使用。尼康 D2xs数码照相机的液晶(LCD)显示屏回放的对焦区域示意三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。4、白平衡的设置 白平衡是数码照相机摄影中重要的控制内容，白平衡的调整对真实地还原图像色彩有很重要的意义，在摄影时，必须做出合适的选择。（1）白平衡与色温，它们直接影响彩色摄影的色彩还原。 色温的定义：物理

27、学上，铁、钨等标准黑体以它的绝对零度（-273）作为起点，当加热到一定温度时，就能呈现出有颜色的可见光，而且光的颜色是随着温度的升高而变化，这种温度就称为该光源的色温。 放射光能强的，光波短，紫蓝色光成分多，色温高；放射光能弱的，光波长，红橙色光成分多，色温低。 色温的计量单位：色温的计量单位是凯尔文度。因为它是由凯尔文氏（Kelvin）制定的，所以用它的名字命名，并以第一个字母K作为表示符号。温度每升高1，也就是1K。0等于273K。三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。4、白平衡的设置 各种光源的色温摄影用钨丝灯：3200K碳精灯：4000-5500K万次闪

28、光灯：5000-6000K日出日落时阳光：1800K日出后、日落前一小时的阳光：3500K平均日光：5400K夏季正午直射阳光：5800K云雾弥漫的天空：7500-8400K日光型胶片 灯光型胶片2000K3000K4000K5000K6000K7000K8000K9000K10000K色温三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。4、白平衡的设置自然光下不同色温拍摄图像对比效果色温为 6000K左右色温为 2000K左右三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。4、白平衡的设置 在一些特殊色温环境下进行拍摄，还是要依靠手动来调节白平衡：

29、一是自然光与灯光混合、多种灯光混合，譬如在剧院歌舞演出时的各种色光灯；二是创作摄影中，需要突出日出、日落的天空色彩，有意识地降低或者增加光源色温。这时就需要依靠手动来设定白平衡。 手动设定白平衡方法是：（1）预设白平衡：数码照相机有预先设定的白平衡状态，大多数数码照相机都以图像符号形式标示晴天、多云、阴天、白炽灯、日光灯、闪光灯等多种不同场景，我们可以根据当时的光源，对号入座选择设置白平衡。白平衡预设在尼康 D2xs 数码照相机白平衡菜单中用移动光标选择白平衡预设，再打开菜单中的d-0_d-4中某一个，可以存储 5个 预设白平衡值，方便于下一次拍摄同一光源图片三、数 码 照 相 机 的 常 用

30、 设 置（二）数码照相机经常性设置。4、白平衡的设置 手动设定白平衡方法是：（2）选择色温设置白平衡： 准专业数码照相机都有选择色温数据来设置白平衡。它是为专业摄影师的苛刻要求专门设计的，但是它必须有色温表预测色温，或者参照前面的色温表再增减，并且通过试拍的图像效果进一步调整。（3）自定义白平衡： 在多种色光灯的混合光照明环境，由于色温的复杂，在难以判断的场合下，按所使用的数码照相机说明书，选择白平衡，再按指定的某一按钮，并且将数码照相机的镜头对准一张白纸或者穿白色衣服人的背部按下按钮（要保证白纸或者白衣服充满整个画面），数秒钟之后数码照相机记录下现场的色温，从而获得比较准确的色彩平衡效果。但

31、是这种方法比较麻烦。 中高档数码相机还有一项包围功能：白平衡包围、曝光包围和闪光包围。 尼康 D2xs 数码照相机的设置菜单，在打开的色温数值中用移动光标选择适宜的色温值三、数 码 照 相 机 的 常 用 设 置（二）数码照相机经常性设置。5、曝光模式的选择 曝光方式选择：M、A、S、P，各种场景模式。（1）“ M ” 为手动模式： 手动模式需要我们用手动的方式调节快门和光圈数值，快门速度可以调整为长时间曝光。我们可以半按快门按钮，液晶显示屏就会出现标准曝光以及所选曝光的差值，如果它的差值超过 2 级，“-1”、“+1”会以红色显示。这时必须修改快门数值或者光圈数值，直至曝光正确为止。摄影中，只有在特殊环境下，譬如拍摄夜景、多次曝光等情况下，才会使用手动拍摄模式。数码照相机 “ M ” 手动模式，光圈 F 和快门速度都由摄影者选择（二）数码照相机经常性设置。5、