| 数码摄影的八大参数 |
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课程内容概要数码相机是集光学、机械、电子于一体的产品，它集成了影像信息的转换、存储、传输等部件，具有“数字化存取”模式、与电脑交互处理、实时拍摄等特点。数码相机的许多性能指标都借助了传统相机的相关概念，但数码相机与传统相机在构造上有着本质的不同，所以一般厂家都使用了“相当与传统相机”的概念，对数码相机进行描述。与传统相机一样，数码相机的各部件的性能参数影响着影像的生成效果，本章节的内容就是主要介绍影响数码相机拍摄品质的八个性能参数。1、数码相机的色彩深度
色彩深数也就是彩色位度，数码相机的彩色深度指标反映了数码相机能正确记录的色调有多少，色彩位数值越高，就越有可能真实地还原亮部及暗部的细节。目前几乎所有的数码相机的色彩位数都达到了24位，可以生成真彩色的图象。一些号称30或36位的数码相机，实际上也只有24位，目前商用级的数码相机CCD都是24位色彩位数。这一指标目前并不是衡量数码相机的要害指标。
大家要注重，CCD是没有彩色和黑白之分的，之所以数码相机可以呈现彩色，是以为在镜头前增加了滤镜。而在凝胶成像等科学研究仪器中都是黑白的，所以很多CCD都只有8个BIT，也就是256级灰度。彩色的之所以可以达到24BIT，三种8BIT的颜色相乘就得到24BIT了
2、数码相机的分辨率正如传统的照片分辨率与相机所用“胶卷”有很大关系一样，数码相机所拍摄的图像的分辨率与它的 “胶卷”――图像传感器有十分的关联，而其核心部件――成像光敏元件的运行直接影响到成像的分辨率。目前使用的光敏元件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷耦合）元件；一种是新兴的CMOS（互补金属氧化物半导体）器件。在相同分辨率下，CMOS比CCD便宜，但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。CCD图像传感器由一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字相机的CCD内含的晶体管数量越多，分辨率也越高。CCD的分辨率——“像素数”常被用作划分数码相机档次的主要依据。虽然如此，但正如颗粒度不能完全概括胶卷的成像质量一样，分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准。除了CCD的分辨率，色彩深度、芯片本身的制造水平等对最终成像质量也能带来不容低估的影响。但与数码相机其它指标相比，分辨率依然是数码相机最重要的性能指标。数码相机拍摄图像的像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量，当然，相机的价格也会大致成正比地增加。数码相机的分辨率还直接反映出能够打印出的照片尺寸的大小。分辨率越高，在同样的输出质量下可打印出的照片尺寸越大。就同类数码相机而言，分辨率越高，档次就越高，但与此同时，图像占用的存储器空间就越多，对加工、处理的计算机的速度、内存和硬盘的容量以及相应软件的要求就更高。单从CCD芯片制造工艺的角度考察，其芯片面积越小、集成度越高越好。有人认为，在镜头光学分辨率有限、CCD像素数一定时，芯片面积越大，成像质量越好。但从目前数码相机的实际拍摄效果来看，使用小芯片CCD的数码相机的图像相对好些。在了解数码相机的分辨率时，一定要区分两个分辨率的概念：一个是CCD的分辨率（或PPI），另一个是拍摄所能得到的图像的分辨率（一般厂家标明的图象的最大分辨率）。这两个分辨率，原则上是CCD的分辨率决定所得图象的最大分辨率，而这两个分辨率往往是不相等的。选择数码相机时，CCD的分辨率（像素点）是最为重要的指标，在同样的拍摄图象的最大分辨率下，CCD的分辨率越大越好。例如，对于同样可以拍摄1280X1024图像分辨率的相机，150万像素CCD的相机的拍摄质量要优于141万像素CCD的数码相机。这是因为，CCD作为感光器件，CCD边缘的像素点在拍摄时，由于边缘光的影响，一般会出现一定的偏色和眩晕，数码相机在CCD像素大于图象拍摄像素时，会自动切除边缘像素，从而去除眩晕和偏色，边缘切除越多，对成像的清楚率等越好。这就是厂家用141万像素甚至150万像素的CCD制造最大拍摄1280X1024（131万像素）的图象数码相机的原因。所以追求品质的厂家一般都用远高于拍摄图象的最大像素的CCD。但目前有不少相机的拍摄图象像素（如1200X1800，即131万像素）远高于CCD的像素。这是通过软件进行插值处理的结果（任何一个图像处理软件都有此功能）。但软件加大精度只能使图象细节模糊，把图像放大，则清楚度往往难以令人满足。所以，在购买数码相机时应以CCD为衡量相机好坏的标准。虽然厂家都会标明其相机的最大分辨率，如1280×1024，但一般情况下，用户都要根据需要，调低分辨率或压缩比（同一分辨率下可以有不同的压缩比，分辨率和压缩比同时决定照片的质量），以便在相同的存储卡上保存更多照片。这种调整模式的选择应当是越多越好。当然，质量和数量在同一存储卡上就是一对矛盾，这要由用户自己选择。
3、数码相机的光学镜头
镜头的好坏一直是影响相机成像质量的要害因素，数码相机当然也不例外。由于现今的数码相机所用的CCD分辨率很有限，所以数码摄影原则上对镜头的光学分辨率并没有太高的要求；但也要看到，由于数码相机的成像面积较小（因为数码相机成像在CCD上，而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片要小很多），这也要求镜头保证一定的成像质量。比如，对某被摄体，水平方向需要200个像素才能完美再现其细节，假如成像宽度为10mm，则光学分辨率为20线／mm的镜头就能胜任，假如成像宽度为1mm，则要求镜头的光学分辨率必须在2000线／mm以上。另一方面，传统胶卷对紫外线比较敏感，外拍时常需要加装UV镜，而CCD对红外线比较敏感，镜头的非凡镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜头的物理口径也是必须考虑的，且不管其相对口径如何，其物理口径越大，光通量就越大，数码相机对光线的接受和控制就会更好，成像质量也就越好。目前商用或家用数码相机的镜头，部分厂家采用了相对比较好的镜头。如富士相机采用了170线/mm解析度的专业富士龙镜头，这种内置的新型富士龙镜头要比大多数SLR镜头清楚。不仅在精度上保证了图像的拍摄质量，而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机要低上2/3。另外，一些数码相机还提供了远距及广角两种镜头方式。这也是您选择数码相机时的一个参考指标。在传统相机中，广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38－24毫米，视角为60－84度；超广角镜头的焦距为20－13毫米，视角为94-118度。由于广角镜头焦距短，视角大，能在较短的拍摄距离范围内拍摄到较大面积的景物，因而广泛用于大场面风景的拍摄。使用广角镜头能获得以下几个方面的效果：一是能增加摄影画面的空间纵深感；二是景深较长，能保证被摄主体的前后景物都能在画面上清楚再现（所以，绝大多数的袖珍式自动照相机――即傻瓜相机都采用38－35毫米的普通广角镜头）；三是镜头的涵盖面积大，拍摄的景物范围宽广；四是在相同的拍摄距离处所拍摄的景物，比使用标准镜头所拍摄的景物在画面中的影像小；五是在画面中轻易出现透视变形和影像畸变的缺陷，镜头的焦距越短，拍摄的距离越近，这种缺陷就越显著。目前商用级数码相机大多使用视角与普通35 mm相机相同的普通广角镜头，由于其景深大、拍摄范围广等优点，因而同样性能的数码相机，能够同时具有广角和远距功能的数码相机的性能会更好一些。目前具有广角拍摄功能的数码相机有富士MX-600，KODAK DC265，OLYMPUS 1400XL等
4、数码相机的镜头焦距
数码照相机镜头与人类的眼睛一样，用来摄取世界万物的影像，人眼的焦距若出现误差（如近视眼），则无法清楚地分辨事物，同样，数码相机镜头的焦距的偏差也会造成影像的模糊。焦距是相机镜头的最主要的特性之一。焦距不同，能拍摄的景物的广阔程度就不同，照片效果也迥然相异。与传统相机不同，数码相机有不同的焦距标准来划分镜头的性质，这是因为数码相机使用的是CCD感光器件。要说明这个问题，首先就得从镜头视角与焦距的关系谈起。从镜头的中心点到成像平面对角线两端所形成的夹角就是镜头视角。对于相同的成像面积，镜头焦距越短，视角就越大（如135相机的广角、长焦之分）；而对于同样焦距的镜头而言，相机的成像面积越小，镜头的视角也越小（如135相机的28毫米镜头的视角要比数码相机的28毫米镜头的视角要小）。35毫米相机的成像面积等于135胶卷的感光面积——标准的36×24毫米；数码相机的成像面积随相机所使用的CCD传感器大小而改变，因此有好几种规格，从高档的专业相机的18．4×27．6毫米到家用型数码相机的2／3、1／2、1／3甚至1/4英寸等不等。也就是说，传统相机与数码相机之间，不同的数码相机之间，“标准镜头“的标准尺寸（即与人眼视角基本相等的镜头视角）是不同的，同一个镜头，在这个数码相机上看到的是广角效果，但在另一台数码相机上看到的可能就是长焦效果了。因此，对于数码相机而言，用焦距值来区分镜头的视角是很不方便的，所以各数码相机厂家通常都会提供一个相对值，即标出与数码相机镜头视角相同的35毫米相机镜头焦距（从这看来，数码摄影在一些方面还得依于传统摄影的概念、标准）。比如富士MX－500的镜头焦距为7．6毫米，对角线视角70度，相当于35毫米镜头的小广角。在评价与选购数码相机时，也只要参考换算到35毫米相机的镜头焦距就可以了，镜头具体的实际焦距是多少，我们可以不大关心。用过传统相机的超广角镜头的人也许会担心数码相机的7.6毫米镜头所产生的影像会极度变形，但事实上是不会的，因为决定镜头结构的是它的有效视角，而不是简单的焦距值，数码相机上的7.6毫米镜头采用的是传统相机上35毫米小广角镜头的设计，而不是7.6毫米鱼眼镜头的结构。数码相机镜头的焦距值与实际成像效果并无直接联系。由于透镜的体积小了，相对成本也降低了，反而可以轻松地实现较高的成像质量。
5、数码相机的光圈与快门
与传统的相机一样，数码相机的光圈范围与快门速度对拍摄来说是至关重要的两个因素。但目前普通的商用及家用级的数码相机大都实现了全自动化，这使得人们更多地关心景物的选择，而不太注重光圈及快门速度的选用。但在购买数码相机时，一定要检查它的光圈范围及快门速度，因为光圈和快门的组合将控制数码相机的光线摄入量的总体范围值，也就是说它将影响能否在各种光线情况下获得很好的效果，而且快门速度还将直接影响您动态影像的拍摄，光圈范围则将影响所拍摄的影像的景深。数码相机拍摄照片的过程是开启快门后，让被摄物的影像透过镜头，投射到CCD传感器上，传感器捕捉的光线信息通过“数/模”转化器转化成数字信息，并在相机的存储卡上记录下来。这个过程与传统相机的曝光过程是大体一致的。想要用数码相机捕捉层次丰富的影像，就要恰当控制投射在CCD感光器的光量。假如曝光准确，所得的影像的细节都可以得到正确的描述，明暗过渡、影调反差、影像鲜锐度行等都能有最佳表現。CCD吸收过多的光线则将导致曝光过渡，所得的影像将明显偏亮；而吸收太少光线则会导致曝光不足，照片将偏暗，细节将丢失。所以选择合适的曝光量对数码摄影是非常重要的环节――这与传统摄影是一样的。与传统相机一样，控制数码相机曝光量的也是「光圈」与「快门」，而它们的工作原理也是相同的。「光圈」是指光线所通过的镜头的口径，口径越大，单位时间所投射的光线就越多；「快门」是光线通过镜头的时间，时间越短，曝光量越小。数码相机的光圈也由数片金属薄片组成，利用金属薄片的移动来调节进光孔的大小――即光圈大小。与传统的反光相机一样，数码相机的镜头上有光圈值ｆ的刻度：1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……等，光圈级数f越大，表示镜头的口径越小（ｆ值为将镜头的焦距与光孔的口径相除所得的數字,因此数值越大,口径也就愈小）。而光圈级数之间的单位进光量都是相差两倍。目前的数码相机有些并不按以上级数设置光圈，而是按f2.8,f.5.6,f11,这时的上下级之间的进光量差别就是四倍了。光圈的选择与镜头的焦距长短也有一定关系。长焦镜头的长度一般都较长，从光线的进入点到CCD的距离就长，投射到CCD上的光线就会比较弱，因此镜头上的光圈就会略小一点，这里若得到相等的曝光量，就要把口径拉大（或增加曝光时间）。但f是一个定值，35毫米和200毫米的镜头的进光量是一样的。快门速度值通常标为：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500……，这些所代表的实际意义是１秒的倒数，如“15”是指1/15秒，“250”是指1/250秒。和光圈一样，每一格的快门速度之间的光量差也是２倍，例如，快門1/500秒的光量值为1/250秒的一半。用数码相机拍照时，我们可以通过改变光圈或快门来改变曝光量，但不同的曝光组合会产生不同的效果。相机快门可分为高速快门与慢速快门。一般情况下，1/30秒以上的快门都是高速快门，它能固定动体的影像；从1/30秒到1秒，甚至１秒以上的Ｂ門都是属于慢速快門。慢速快门有三种不同的使用方法，能产生不同影像效果：一、是将相机固定后，用较慢的快门速度，使运动中的物体产生模糊影像，背景(静物)的清楚衬托出动感；二、让相机随着物体运动的方向平移或是转移，产生的效果是背景变得模糊，而动体则会模糊中略呈清楚，起到突出主体的效果；三、快速摇摆相机，使整张照片都模糊不清。我们常用慢速快门来拍摄城市的夜景，因为流动的车灯能产生红色或白色的影像，并形成光带，十分绚丽，描绘出城市的繁华。用慢速快门来拍摄流水也能得到很好的影像。在选用慢速快门时，要非凡注重一点：不像高速快门的1/250秒和1/500秒拍出的效果难以比较，两级慢速快门之间相差的曝光时间很长，拍出的效果很不一样（虽然曝光量是一样的），比如快门过快，可能会冻结景象，快门太慢，则影像会太模糊。至于每一慢门能得到什么样的图像效果，要靠摄影者自己试验。而光圈除了调节曝光量，最重要的是它能控制画面的「景深」大小，所谓「景深」就是：调焦后，在焦點的前后能产生的一定范围的清楚影像，这一段距离就是景深。景深越长，清楚影像的范围越大；反之，景深愈小，则清楚范围越小。与景深相关的另一概念是“超景深”，这也是摄影者须把握的。影响景深有三种因素：(1)景深与焦距成反比，就是镜头焦距越长，景深越短。(2)景深与拍摄物距成正比，物距小，景深就短。(3)景深与光圈大小成正比。小的景深能使被摄体突出，同时使杂乱的背景形成柔和美。对于专业级的数码相机，一般都提供手动控制光圈和快门速度的功能，但商用及家用型的数码相机的光圈和快门速度，大都由相机自动控制。6、数码相机的白平衡
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| 没有白平衡功能的数码相机拍摄的效果与人眼所见的相差不小：发现荧光灯的光人眼看起来是白色的，但用数码相机拍摄出来却有点偏绿。同样，假如是在白炽灯下，拍出图像的色彩就会明显偏红。人类的眼睛之所以把它们都看成白色的，是因为人眼进行了修正，而数码相机的CCD传感器本身并没有这种功能。那么能不能让数码相机拍摄出的图像色彩与人眼所看到的完全一样呢？这就需要“白平衡”来调整，它能实现数码相机在各种光线条件下拍摄出的照片色彩和人眼所见的完全相同。颜色实质上是人眼对光线的反应，在正常光线下，白色看起来是白色，但在较暗的光线下看，可能就不是白色。“白平衡”功能简单的说，就是无论环境光线如何都能把"白"定义为"白"的一种功能。只要正确定义“白色”，其它颜色就有发基色，就能较好地还原颜色。现在的大多数商用级数码相机均有“白平衡”调节功能。由于白平衡与四周光线密切相关，因而“白平衡”功能的启动一定程度上将限制闪光灯的使用，否则由使用闪光灯所引起的环境光的改变将使“白平衡”失效或不正常运行。数码影像的白平衡调配整可以在图像处理软件中实现，但假如你不熟练图像处理软件的操作，或者不愿多这道工序，那么我们建议你选择具有较好的“白平衡”功能的数码相机。各生产厂家的数码相机操作不大一样，有些是自动进行白平衡，也些必须手动操作。而能自动进行白平衡的数码相机的修正能力也是不相同的。因此，在选购数码相机时，最好选择具有手动和自动两种方式、多种模式控制的白平衡功能的相机。
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7、数码相机的感光度
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| 使用过传统相机的人都知道，胶卷最重要的指标就是感光度——衡量胶卷需要多少光线才能完成准确曝光的数值。胶卷感光度一般用ISO值表示，这个数值大，胶卷对光线的敏感程度就强。不同感光度的胶卷适合于不同场合的拍摄，如ISO100的胶卷最适合于在阳光灿烂的户外进行拍摄，而ISO400的胶卷则可以在室内或清晨、黄昏等光线较弱的环境下拍摄。数码相机虽然不用胶卷，但用于感应光线信号的CCD对曝光量也就有相应要求，这与胶卷同属于感光灵敏度的问题。因此，CCD也就相当于胶片，有一定的感光度。数码相机厂家为了方便数码相机使用者，一般将数码相机的CCD对光线的灵敏度等效转换为传统胶卷的感光度值，因此数码相机就有了“相当感光度”的概念。用传统的衡量胶片感光度高低的分类看，目前数字照相机的“感光度”分布在中、高速的范围，最低的为ISO50，最高的为ISO6400，多数在ISO100左右。有一些数码相机的感光度是单一的，加之它的CCD感光宽容度很小，因而对拍摄条件的要求比较苛刻，在光线过强或过弱的情况下，使用效果会很差。另外一些数码相机的相当感光度在一定范围内可供选择，但感光度设置得高时与设置得低时的拍摄效果有一些区别，因此假如对数码相机的相当感光度不很了解的话，拍摄最好将它置于“最佳感光度”档上。选购数码相机时，CCD的感光度也是一个考虑的方面。假如数码相机的等效感光度较低，环境光线稍暗一点，相机就只好启用闪光灯，闪光灯的使用将使背景一片漆黑。较高的等效感光度则会给你带来委很大的灵活性，比如在室内可以不用闪光灯也能取得自然平衡的拍摄效果，在拍摄高速的体育运动，高感光度更能出现好的效果。从理论上来讲，数码相机的感光度越高，拍摄效果就会越好。但当前由于CCD制造工艺有限，想提高等效感光度就会使图像变得粗糙，丢失部分细节，影响图像质量，这与高感光度的传统感光材料所碰到的问题其实是一致的。所以目前商用级数码相机的感光度一般在ISO100左右，少数为ISO64或ISO50。 |
8、数码相机的曝光补偿及曝光模式
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| 曝光补偿：控制曝光的一种有效途径光线对拍摄的影像质量至关重要，摄影的过程实质上就是对光线的"计算"。数码相机也一样。被摄体一般都处于不同的环境光线下，要使所得的影像有好的效果，就必须正确控制曝光，闪光灯、反光板等照明手段能有效地控制曝光，而曝光补偿也是控制曝光的一种有效途径。现在的商用数码相机一般均提供曝光补偿功能，调节范围一般在±2.0EV范围内。EV值称为曝光值，它反映的是光圈和快门速度的组合。EV值与景物亮度及胶片感光度也相关，通俗地说，胶片感光度越高，被摄物越明亮，EV值就越大。曝光补偿是让拍摄者对相机测光所测定的曝光“量”进行修正、调整，从而得到适宜于主体正确表现的准确曝光的一种功能。曝光补偿量均用+3、+2、+1、0、-1、-2、-3等数值来表示，“+”表示在测光所定曝光量的基础上增加曝光，“-”表示减少曝光，相应的数字为补偿曝光的级数（EV）。曝光模式：适应于不同的拍摄场合与传统相机一样，数码相机也能对曝光模式进行选择，以适应不同场合的拍摄，主要的曝光模式有以下几种：1、手控曝光模式手控曝光模式是最基础的曝光模式，专业摄影者大多使用这种曝光模式。手控曝光时，每次拍摄前都要人为选择光圈和快门速度的组合，需要的时间比自动曝光多一些，但它有个好处就是摄影者能主动控制影像。2、AE（Aperture Priority）模式AE模式大致可分为光圈优先AE式、快门速度优先AE式、程序式AE式和景深优先AE式四种。光圈优先AE式是由拍摄者人为选择拍摄时的光圈大小，再由相机根据景物亮度、胶片或CCD的感光度、人为预先选择的光圈等信息自动选择取得合适曝光所需要的快门速度的一种自动曝光模式，简单地说就是“光圈手动、快门速度自动”的曝光方式。光圈优先式自动曝光的优点，是可让拍摄者根据需要控制景深，所以这种曝光方式主要用在需优先考虑景深的拍摄场合，如拍摄风景、肖像或微距摄影等。使用光圈优先式自动曝光时，相机上的景深预视功能有效，加用各种近摄附件、反射式镜头时也有效，但用于拍摄动体、电视画面、计算机画面时效果会不甚理想。快门速度优先AE式，是在拍摄者选定快门速度的基础上，由相机根据测光信息、CCD感光度、人为设定的快门速度，自动选择取得正确曝光所需要的光圈大小，即“快门速度手动调节、光圈自动调定”的曝光方式。在该模式下，手动选择的快门速度和相机自动调定的光圈系数都会在LCD屏或取影器内显示。程序式AE曝光（P）是光圈和快门速度都由照相机根据的程序自动调节的自动曝光模式。这种曝光模式广泛应用于便携式相机（即傻瓜相机）。景深优先AE式又称景深自动曝光（DEP）是优先考虑景深的自动曝光方式，尤其适合于拍摄团体照和风景照时所用，这种优先曝光方式为佳能照相机所独有。
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