第二章 摄影的物质要素 第二节 感光介质

感光介质是用以记录景物影像的材料，是摄影的两大物质条件之一。黑白摄影是将客观的彩色世界以黑、白、灰三种影调及众多的灰色等级的变化来对客观事物进行高度的概括和抽象为黑白画面；彩色摄影是真实、逼真地再现客观世界所固有的风姿。感光介质黑白摄影是将客观的彩色世界，抽象为黑白画面，靠黑、白、灰之间的影调变化来表现五彩缤纷的大千世界。虽然它不如彩色摄影那样绚丽、逼真，但是，从艺术创作上说，它又往往较彩色摄影更含蓄、更蕴藉、更有韵味，从而也更能促进摄影者的创造性。中外很多摄影家有一个共识：“摄影艺术的真正魅力就在于黑白”。月出

安塞尔·亚当斯明月高挂半圆山安塞尔

·亚当斯感光种的片类不论是黑白还是彩色感光材料,大体分为：负片正片反转片照相纸感色性干片（散片）卷片（胶卷）120135110127色盲片分色片全色片低速片中速片高速片外形规格敏感度新型片记录不可见光染料型一次成像APS红外线紫外线X射线一１．黑白感光片的种类黑白感光片色盲片的含义与用途色盲片只对可见光中的紫、蓝色光起敏感反应。它对红、橙、黄、

绿色光均不起敏感反应，俗称对这些色光“不感光”。这意味着这些颜色的景物均是再现成黑色了。所以色盲片不用于通常的拍摄，只用于翻拍黑白文字、黑白线图以及用于拷贝黑白幻灯片。所以色盲片又称“翻拍片”、“拷贝片”。注意彩色件的翻拍需用全色片而不能用色盲片。分色片的含义与用途

分色片又称“正色片”。它对可见光中的红、橙色光不起敏感反应，而对黄、绿、青、蓝、紫色光均能起敏感反应。分色片在现代摄影中

主要用印刷制版、黑白图表的翻拍暗房特技的拷贝等方面，在通常的

拍摄中基本上已不采用。色盲片拍摄效果印制效果负片（全色片）正片（色盲片）全色片对可见光中的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光均能起敏感反应，对各种色光能以黑、白、灰的不同亮度再现景物，其效果接近人眼对景物各种色彩的亮度感受。如红色再现呈深灰、黄色再现呈浅灰等。全色片的含义与用途保护层感光乳剂层结合层片基结合层防光晕层白光片的结构感黑感光乳剂层：是黑白感光材料的核心部分，直接影响感光性能。它是有：明胶、银盐和补加剂三种材料构成。2．黑白感光片的感光特性

感光特性是指感光片在摄影中的性能特点。不同感光片的感光性能有所不同，只有了解和掌握各种感光片各自的摄影特点，才能有的放矢地应用最适合的感光片去表现各种拍摄内容和题材。对于数码相机的使用拍摄也有着重要的指导意义密度（黑度）感光度感色性反差（反差系数）宽容度颗粒性分辨力密度：指感光材料经过曝光、显影、定影之后，在底片单位面积上的影粒沉积量，用以表示变黑的程度。通常把这种黑度称密度。感光片的密度反映着被摄对象的亮度差别。被摄对象的最亮、次亮和最暗等部分表现在感光片上就分别成了大、中、小等各种层次的密度状况。反映在黑白照片上就有了白、灰、黑等各种不同的影调等级。感光片密度（摄影理论的基础之一）

负片密度（密度大即黑度大、透光力弱）密度大密度小密度正常底片密度的大小主要和拍摄的曝光量有关。感光度（决定摄影曝光量的主要依据之一）

感光度表明了一定感光体对光线的敏感程度，其感光度越高，对光线的反应就越敏感；感光度越低，对光线的反应就越迟钝。感光介质的感光度是摄影曝光的依据。在相同光线条件下拍摄，感光度高的感光体需要的曝光量应该少些，而感光度低的感光片需要的曝光量就必须多些。各国感光片感光度标准换算

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3200/36°中国标准制GB美国标准制ASA德国标准制DIN国际标准制ISO感光度和摄影曝光的关系

数字越大,感光度就越高。DIN制每增加3个数字，或ISO制的数字每增加一倍，感光度就增加一倍，对光的敏感程度就强一倍,摄影时的曝光量就应减少一半。感光片感光度决定摄影曝光的依据之一ISO100/21°ISO200/24°f/8,t1/125sOrf/8，t1/250sf/11，t1/125s(在相同光线条件下拍摄)1/2感光度越高拍摄时的曝光量就必须越少。感光片的感光度每增加一级，摄影的曝光量就应相应减少一半。对彩色胶卷来说，感光度低的比感光度高的在色彩再现上更饱和、更鲜艳。ISO50ISO100f/11t1/125秒ISO200f/16t1/125秒f/8t1/125秒ISO200f/11t1/125秒ISO50f/11t1/125秒

在相同的光线条件下拍摄不同感光度的感光片，必须采用不同的曝光量，才能取得相同的密度和质量，否则底片的密度或大或小，成像质量就必然受到较大影响。感光度和摄影曝光的关系反差和反差系数（既相关又有区别）

反差系数（γ）是影像反差和景物反差的比值。一般来说，反差系数和影像反差成正比。反差系数大影像反差就大。反差系数取决于感光片本身的性能，以及显影条件这两个因素。反差系数反差负片反差反差小反差大反差适中感光片影像的最大密度和最小密度的差距就是反差。密度差大反差就大，密度差小则反差小。影像反差的大小主要取决于被摄物本身的明暗差别，以及感光片自身的反差性能。彩色感光片１．彩色感光片的种类彩色正片彩色反转片彩色负片2．彩色感光片的感光特性色盲（感蓝）层分色（感绿）层全色（感红）层黄色成色剂品红成色剂片基防光晕层保护层黄滤色层间隔层底层感光层：感蓝感绿感红辅助层：保护层黄滤色层间隔层结合层防光晕层色罩：彩色负片的中下层所渗的一种带色成色剂，经曝光冲洗后生成橙黄色，有利于消除杂色，提高彩色片的色彩还原质量。色彩平衡是彩色摄影中较为重要的特性。色彩平衡指彩色片对各种色彩感应灵敏度的一致性。彩色感光片的偏色情况彩色片的偏色主要取决于拍摄时的光源色温，光线色温高，色彩偏红偏黄，光线色温低，色彩偏蓝偏青。照明光源的三色比例。感光片的宽容度

宽容度是指感光片所能容纳的被摄物从最暗到最亮之间的范围大小，所能容纳的明暗差距越大其宽容度也就越大。它通常以比例关系来表示1：128。肉眼宽容度相机感光宽容度感光片的宽容度感光片宽容度等于景物亮度范围。在这种情况下,如果曝光准确,被照景物各部分影纹层次都能得到较好表达。一旦曝光过度和不足都会损失一部分影纹层次。感光片的宽容度越大所能表现的景物的层次就越丰富，准确感光的安全就越大。感光片宽容度：感光片所能正确反映被摄物亮度范围的能力。亮度范围：从最亮到最暗间的一系列不同的亮度等级。感光片的宽容度黑白负片：1：128彩色负片：1：64彩色反转片：1：16反映的亮度范围越大，感光片的宽容度越大。宽容度一般用比例关系来表示。如黑白片的宽容度是1∶128，说明它能容纳从最暗到最亮相差128倍的景物。以女孩为曝光标准以男孩为曝光标准以老伯为曝光标准根据拍摄主体而定ACB分辨力和影像的清晰度以及表现细节的能力有着最直接的关系。感光片的分辨力感光片的分辨力分辨力即解像力，指感光片分辨影像细节的能力。影像的清晰度主要是以胶片的分辨力为基础，分辨力高其影像的清晰度也必然较高。高感光度曝光量过少或过多景物反差过大或过小一步成像片染料型黑白胶片:无银盐形象，颗粒细，宽容度大

APS

胶卷红外线片特殊感光片图像器感传一、图像传感器的种类图像传感器是数码照相机的心脏，是数码照相机最重要的部件之一，也是与传统照相机最本质的区别所在。它可直接将光信号转换为电荷信号，经模数转换以实现图像的存储、处所以ＣＣＤ也可称为光电传感器。感光器件的发展决定和代表着数码相机的发展历程，其质量的优劣决定着数码理和显示等，相机的成像品质、档次和性能。☆分辨率的高低由CCD芯片上的像素多少来决定，而像素由光敏元件数目所决定。像素越多光敏元件数目就越多，图像的分辨率越高，生成的图像文件就越大。☆CCD的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。CCD本身不感色。图像传感器CCD(ChargeCoupledDevice电荷耦合元件)50%25%25%图像传感器ＣMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor互补金属氧化物半导体元件

)和CCD一样，同为数码相机记录影像的半导体。早期CMOS工艺制作的技术不高，在解析度、色彩还原和准确捕获动态图像的能力上不如CCD，大多使用于低档入门级的数码相机。随着微电子技术的发展，制造工艺的改进和技术的更新、完善，使它与CCD的差距逐渐缩小，目前CMOS已大量使用于高档数码相机。◆CMOS集成度很高。采用其制造工艺很容易与放大器、A/D模数转

换器、数字信号处理器及计算机接口电路等集成在一个硅晶片上，

以达到降低整机生产成本；◆耗电小，是CCD的1/10；◆它便于大规模生产，速度快，可以制造出高像素的大面积CMOS感光器件而不增加成本，可塑性强。◆CMOS主要向大尺寸、高分辨率、高动态范围、高灵敏度、多功能的方向发展，大有CMOS取代CCD趋势的可能。富士SUPERCCD

SUPERCCD并没有采用常规正方形二极管，而是使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，SUPER

CCD在排列结构上比普通CCD要紧密，此外像素的利用率较高，也就是说在同一尺寸下，SUPERCCD的感光二极管对光线的吸收程度也比较高，效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。

FOVEONX3实现了将完整的三原色信息记录于单个像素上。三层硅结构感光体的每一层都仅仅对一种色彩的光线进行记录。在单一像素点上的完整三原色信息使得FOVEONX3较其他产品有着更出色的色彩还原、最丰富的细节刻画。FOVEONX3传感器LiveMOS图形传感器

LiveMOS类型传感器与CMOS传感器具备类似的成像原理。LiveMOS简化了电路，使得光电二极管到微透镜的距离缩短，从而保证了优秀的灵敏度和大入射角的画面质量，提高了整体的响应处理速度；在分辨率方面，LiveMOS具有优秀的低照度性能特性；采用了低噪声技术，降低了颗粒性，提高了画面细腻程度和丰富的色彩层次；比CCD具备更低的功率消耗以及更低的发热。二、图像传感器的性能（1）分辨率又称解析度，是指图像包含信息的数量值即图像分辨率。（2）也指数码照相机CCD拍摄记录景物细节的能力即CCD的分辨率，它指的是单位长度中所表达或撷取的像素数目，比如3008×2000等。（一）分辨率与像素像素排列与图像形状☆每一部数码照相机都有总像素、可读像素、有效像素、记录像素、输出像素、插值像素之分。总像素：成像器件上共有的像素数。有效像素：总像素数减去CCD边角上不使用的像素，也叫实际像素。它才是反映实际输出图像的像素数目。记录像素：以CCD所提供的数据为基础，进行插补运算，使记录在媒体上的图像具有超过有效像素的像素数。一般总像素和记录像素都大于有效像素。总像素数有效像素数通过镜头入射的光插值运算在两种色彩交界处产生了一个非真实的色彩。

插值运算的原理

目前轻便型数码相机采用两种方式:一是以不同的像素水平拍摄；二是采用压缩存储方式。两种方式的结合可以使数码相机有多种拍摄质量模式。具体拍摄时选择哪一种质量模式，取决于拍摄者对画面的质量要求。超精细精细一般1600×1200(2M)1280×960(1M)640×480(VGA)(0.3M)F：精细（Fine）N：标准（Normal）B：基本（Basic）

图像分辨率图像压缩比大中小（二）分辨率的选择与图像质量数码照相机的分辨率根据压缩比的不同,有最大与最小之分,这种分类主要是从相机所能存储的照片数量和照片的质量来综合考虑的，质量和数量在同一存储卡上就是一对矛盾。压缩比图像质量佳差分辨率高低占存储空间大小小大高质量压缩比：1：4（Fine）标准质量压缩比：1：8（NormalorStandard）普通质量压缩比：1：16（Basicoreconomy）（三）感光介质面积与分辨率如果分辨率相同而面积不同的情况下，CCD面积大单个CCD面积相应就大，所接收的光信号就多，图像质量较高；CCD面积小单个CCD面积就小，所接收的光信号就少，图像质量下降。光线光线相等时间内存储相同的光线分辨率相同而面积不同CCD面积与像素的关系

如果图像感应器尺寸（面积）相同的情况下，要增加像素（分辨率），只能缩小单个CCD面积。CCD的单位面积过小，感光体之间干扰更强烈，容易出现电荷溢出的现象使画面出现噪点，宽容度降低，曝光不足。像素绝非越高越好。分辨率不同而面积相同光线光线相等时间内存储相同的光线CCD面积与像素的关系NIKOND80SONYW200CCD:23.6×15.8mmCCD:1/1.8英寸(5×7mm)分辨率1210万像素分辨率1020万像素像素的多与少实际上只是影响相机成像的主要指标之一，图像传感器的尺寸、相机镜头及图像处理算法等才是决定成像素质的关键指标。影响图像传感器的图像质量的因素有：CCD像素阵列的像素量、整个CCD的面积和单个CCD大小。(四)感光介质面积与镜头焦距焦平面焦平面焦平面35mm镜头70mm镜头240mm镜头35mm画幅60×70mm画幅8×10英寸画幅焦距是镜头的一个非常重要的指标，感光介质的面积大小直接决定了镜头焦距的长短,也决定着成像的大小和拍摄范围.CCD尺寸边长(mm)对角线1/2.75.27×3.966.591/24.8×6.481/1.87.2×5.38.9413524×3643.312060×6083

CCD面积的大小直接决定了焦距的长短。在相同焦距的情况下，消费类数码相机的传感器成像只占全画幅数码相机（传感器面积相等于35mm胶卷大小）的很小一部分。※相同CCD面积，对于不同镜头焦距※镜头焦距相同，对于不同CCD面积焦距等效比率=35mm对角线边长/CCD对角线边长焦距等效比率计算公式：例：CCD26mm×18mm，对角线长31.6mm135mm对角线长43.3mm43.331.6=1.37(等效比率)尼康:1.5佳能:1.6（五）色彩位数数码相机除了CCD面积之外，还有一个重要指标就是色彩位数，也就是色彩深度，它是用来表示数码相机CCD的色彩分辨及正确记录色彩的能力，以２的幂来表示，以bit为单位。颜色种类位/象素公式颜色数目黑白1212灰度828256256色82825616位真彩色1621665千24位真彩色2422416百万目前的数码相机的色彩位数几乎都达到了２４位，广告摄影等特殊行业用的数码相机色彩位数为３６位或以上。※CCD感受光线的能力即对光线的灵敏度用ISO表示。数值越大对光线的感光灵敏度也越大。※为了提高CCD对光线的灵敏度，捕获更多的电子数，得到更好的图片质量，在每个CCD光敏二极管放上一片增光透镜。相当感光度曝光补偿增光透镜（六）相当感光度（ISO）※目前数码相机感光度分布在中、高速的范围，最低的为ISO50最高的为ISO12800。傻瓜型的ISO是自动。※感光度的调整会对数码照片的质量产生影响，如噪点产生，画面色彩不明快、颗粒度增大、层次下降等。

噪点是指感光器件接收景物的光信号以后，在输出光信号过程中所产生的电讯干扰或杂散信号。常发生在图象的较暗部位，如景物的阴影部位和夜晚黑暗的天空部位等。它会随着曝光时间延长、高感光度、相机温度升高即长时间开机和对图像进行较大压缩而增加。ISO400ISO100减少噪点的技术手段：※在夜晚拍摄时曝光时间最好不要超过5秒。※选择档次较高的数码相机可以减少噪点的产生，其在设计芯片时进行了优化，噪点得到了更好的抑制，还设置了专门的降噪功能。※避免在图像后期加工时过度处理，尤其要避免过过度的锐化处理。※因此建议在使用过程中尽量把感光度设为标准的

ISO80或ISO100。拍摄的画面中低感光度细腻、质感真实；高感光度噪点明显、画质粗糙。对于数码相机而言，调节白平衡的问题就与色温有关，在不同的光线状况下，被拍摄物体的色彩会产生变化。尽可能减少外来光线对被拍摄物体颜色造成的影响，在各种复杂的色温条件下都能正确还原出物体本来的色彩，需要对数码相机进行色彩方面的调整，从而找到正确的色彩平衡，这就是所谓的白平衡调整。自动白平衡

手动白平衡

（七）白平衡（White

Balance

）

白平衡调整功能的作用与彩色摄影时加色温转换滤色镜的作用类似，目的是得到准确的色彩还原，只是数码相机的色温调整无需在镜头前加滤色镜，而是采用电路调整方式，靠电子线路改变红、绿、蓝三基色的混合比例，把光线中偏多的颜色成分修正掉。