第一章 数码相机的基本知识

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1、第一章数码相机的基本知识本章导入：同学们，大家好！首先非常欢迎大家这学期来学习《数码摄影与图像设计》这门课程。这门课程有两大部分内容，第一部分将告诉大家有关数码相机的基本知识，选购的方法以及数码相机的使用和摄影技术。第二部分将教会大家如何利用PHOTOSHOP来处理和设计照片或图像。相信大家一定能够学有所用。要想买一台称心如意的数码相机或者使用好已有的数码相机，我们一定要先了解一些关于数码相机的基本知识，这样才能知己知彼。那么我们就开始学习第一章内容——数码相机的基本知识。这一章将主要介绍数码相机的工作原理、数码相机的主要部件和配件以及数码相机的主要性能。首先我们来学习数码相

2、机的工作原理。第一节数码相机的工作原理本节导入：这一节我们要学习，数码相机简单的成像原理，从而了解数码相机主要的工作元器件，比如：CCD或者CMOS传感器、数码相机的储存卡等。了解这些知识，对我们今后购买和使用数码相机都有相当重要的作用。首先我们要了解数码相机的成像原理。1.1.1数码相机的成像原理数码相机是采用CCD或者CMOS作为光电转换器件，他们将被摄景物以数字信号方式记录在存储介质中。拍摄时，只要对着被摄景物按动快门，使光电转换器件的接收部感应从镜头传来的光图像，然后将它转换成一一对应的模拟电信号，在经过A/D模数转换后，把模拟信号转变成数字信号，最后使用数码相机中固

3、化的程序，按照指定的文件格式，将图像存入存储介质中。　1.1.2数码相机的工作元器件了解了数码相机最基本的工作原理后，我们来进一步了解一下，数码相机各个工作元器件的有关知识。首先，我们来学习数码相机的传感器。一、传感器（1）传感器的定义传感器是指能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。在传统相机中，我们所拍摄的物体的影像是成在胶卷上的。但是数码相机不使用胶卷，那么它所拍摄的影像去哪里了呢？下面我们就来了解一下这个取代了胶卷的传感器。数码相机的传感器通常有CCD和CMOS等，现在的数码相机大多数使用CCD，CCD和CMOS技术

4、的使用是数码相机不同于传统胶片相机的一大特点。数码相机的影像正是通过CCD或CMOS而不是通常胶片得以记录的。光线通过镜头照摄到CCD或CMOS上，激发出电流，低光照激发出低电流，高光照激发出高电流，相机上这些电流信号进行分析处理，成为数字形式即像素，存储在相机的存储卡中，CCD或CMOS对光的敏感度与胶卷一样用ISO值来表示，ISO值越大，传感器对光线越敏感。（2）CCD的原理CCD图像传感器的工作原理。CCD实际上是一块布满光敏元件的感光板，它由许许多多微小的光敏元件、电荷转移电路和电荷信息读取电路组成。CCD的结构就像一排排传送带上并列放置的小桶，光线就像雨点，洒入各小

5、桶中，每一个小桶代表一个像素。快门开启至关闭的拍摄过程，其实就是按一定的顺序，测量某一短暂的时间中小桶中落进了多少光滴，并形成数据文件。当光线经镜头汇聚成像在CCD上时，每个光电元件会因感受到的光强度的不同，而耦合出不同数量的电荷，通过译码电路可取到每一个光电元件上耦合出的电荷，并形成电流，该电流经A/D变换成一个二进制数字，该数字即对应像素点。实际上，光敏元件数量通常大于照片像素点数量，上百万像素点的数字量的集合，构成了数字照片。接下来就是处理和保存这些数字。CCD的像素数和面积是决定画面质量的重要因素，像素数越多，面积越大，图像质量就越高。（3）CMOS的原理CMOS是数

6、码相机使用的另一种图像传感器。它的光电转换功能与CCD相似，区别主要在于光电转换后信息的传送方式不同。生产厂家通常将CMOS与图像信号放大器、信号读取电路、模数转换器和图像信号处理器等集成在同一个芯片上，使CMOS对获得的图像信息的读出处理变得简单、快捷。CMOS的每一个像素都有一个将电荷信号转换为电子信号的放大器，可在每个像素基础上进行信号放大，从而避免了大量无效的传输操作，只需少量能量消耗，就可进行快速数据扫描，同时噪声也有所降低。（4）CMOS和CCD的区别1）光电转移方式不同。CCD存储的电荷信号需在同步信号控制下，一位一位的实施转移后读取，电荷信号的转移和读取都需要

7、时钟控制电路及几组不同电源的配合，整个电路就比较复杂。相对而言，CMOS的每一个像素都有一个放大器，能放大每个像素的信号。这就使得CMOS比CCD有更快的数据读取速度。更重要的是CMOS不需要CCD必须的多种操作电压，可以在芯片上集成更多的外围电路，从而可使整个相机更轻巧。2）电路结构不同。CCD只能输出模拟电信号，信号输出还需要经模数转换器和图像信号处理器处理，并且还要提供三组电源和同步控制电路，集成度非常低，单芯片就有好几块，制作成本较高。CMOS的加工采用半导体厂家生产集成电路的流程，可以将数码相