【分享】数码相机专题

卫

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0 发表于: 2006-05-13

数码相机

　　
数码相机也叫数字式相机，英文全称Digital Camera，简称DC。数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等特点。数码相机最早出现在美国，20多年前，美国曾利用它通过卫星向地面传送照片，后来数码摄影转为民用并不断拓展应用范围。

1、数码相机的工作原理
与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。

电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。

互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电）和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。

在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上，若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。

由于CMOS传感器便于大规模生产，且速度快、成本较低，将是数字相机关键器件的发展方向。目前，在佳能（CANON）等公司的不断努力下，新的CMOS器件不断推陈出新，高动态范围CMOS器件已经出现，这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要，使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比，CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件，CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势，并有希望在不久的将来成为主流的感光器。

与传统相机的区别

数码相机的外观、部分功能及操作虽与普通的相机差不多，但数码相机与传统相机还有以下几个不同点：

1．制作工艺不同：传统相机使用银盐感光材料即胶卷作为载体，拍摄后的胶卷要经过冲洗才能得到照片，拍摄后无法知道照片拍摄效果的好坏，而且不能对拍摄不好的照片进行删除。数码相机不使用胶卷，而是使用电荷耦合器CCD元件感光，然后将光信号转变为电信号，再经模/数转换后记录于存储卡上，存储卡可反复使用。由于数码相机拍摄的照片要经过数字化处理再存储，拍摄后的照片可以回放观看效果，对不满意的照片可以立即删除重拍。拍摄后把数码相机与电脑连接，可以方便地将照片传输到电脑中并进行各种图像处理，制作Web页或直接打印输出，这是数码相机与传统相机的主要区别。

2．拍摄效果不同：传统相机的卤化银胶片可以捕捉连续的色调和色彩，而数码相机的CCD元件在较暗或较亮的光线下会丢失部分细节，更重要的是，数码相机CCD元件所采集图像的像素远远小于传统相机所拍摄图像的像素。一般而言，传统35毫米胶片解析度为每英寸2500线，相当于1800万像素甚至更高，而目前数码相机使用的最好的CCD所能达到的像素也仅有1000万。在现阶段，数码相机拍摄的照片，不论在影像的清晰度、质感、层次、色彩的饱和度等方面，都无法与传统相机拍摄的照片相媲美。但数码相机发展迅速研发空间仍然很大，相信不出几年将会有长足的发展。

3．拍摄速度不同：在按下快门之前，数码相机要进行调整光圈、改变快门速度、检查自动聚焦、打开闪光灯等操作，当拍完照片后，数码相机要对拍摄的照片进行图像压缩处理并存储起来，这些都需要等待几秒，故数码相机的拍摄速度，特别是连拍速度还无法达到专业摄影的要求，但Nikon新推出的D1已经达到了1/16000秒的极速快门速度，说明数码相机的技术已经超过了传统相机。

4．存储介质不同：数码相机的图像以数字方式存储在磁介质上，而传统相机的影像是以化学方法记录在卤化银胶片上。目前的数码相机存储介质主要有SM卡、CF卡、XD卡、SD卡、MMC卡、SONY记忆棒和IBM小硬盘。存储容量分32M、64M、128M、256M或者更高，目前IBM小硬盘的容易可以达到1GB。举例说明64M存储卡当分辨率在1280*960情况下大概能存储80多张图片，如果在低分辨率情况下存储几百张图片是没问题的。

5．输入输出方式不同：数码相机的影像可直接输入计算机，处理后打印输出或直接制作网页，方便快捷。传统相机的影像必须在暗房里冲洗，要想进行处理必须通过扫描仪扫描进计算机，而扫描后得到的图像的质量必然会受到扫描仪精度的影响。这样即使它的原样质量很高，经过扫描以后得到的图像就差得远了。数码相同可以将自然界的一切瞬间轻而易举地拍摄为供电脑直接处理的数码影像，如果接VIDEO out端可在电视上显示。

主流数码相机

我国的数码相机是近几年前才悄然兴起的，但由于数码相机的发展飞快，目前市面上主流的数码相机像素数在300万--500万之间。从经销商的品牌来看，主要是以名牌产品为主，其中最为主流的品牌有如富士（FujiFilm）、佳能（Canon）、奥林巴斯（Olympus）、柯达（Kodak）、索尼（Sony）、卡西欧（Casio）、柯尼卡美能达（Konica-Minolta）、尼康（Nikon）、三星（Samsung）等，而国内的数码相机有如联想（Lenovo）、方正（Founder）、中恒（DEC）、紫光（Thunis）等。

高端数码相机

近年来，高端数码相机的技术不断成熟，大量的产品的推出，使我们感觉到高端数码相机离我们越来越近。高端数码相机发展到今天，可以说达到了一个阶段性的高度。无论从其性能、成像质量、易用性等方面都在逼近甚至在某些方面超过了传统相机。相对于中低端数码相机来说，高端数码相机一般都具有以下几个特点：

1、与消费级别即中低端数码相机那种不可更换镜头结构相反，高端数码相机大多采用可更换镜头的结构，并且大多兼容传统相机的镜头。

2、单镜头反光结构，使用传统相机机身。

3、高像素、大规模感光体，快速的AF能力、强大的功能。

4、既然成为高端数码相机，价格自然也不会低，目前还没有低于一万元人民币的产品（不包括镜头）。

所以，我们一般所指的高端数码相机也就是采用单反结构的可更换的镜头的数码相机，高端数码相机主要集中在以下几个品牌：尼康（Nikon）、索尼（Sony）、富士（FujiFilm）、佳能（Canon）、宾得（Pentax）、柯尼卡美能达（Konica-Minolta）。其中市面上主流的高端数码相机的价格在1万左右，更有甚者4万多。

数码相机的用途

数码相机用户主要分布于计算机、通信、电子、金融、交通、文化、商业、旅游、建筑、军警及政府部分，数码相机对于个人用户来说，主要用于旅游和摄影方面，占近半数的用户是用于专业摄影及工作提供便利，而作为单位用户最主要用于工作所需的拍摄，其次用作产品介绍及广告设计、新闻采访、桌面排版及建筑方面的装璜设计。

数码相机的优势

数码相机的最大优势在于它的信息数字化，由于数字信息可以借助遍及全球的数字通讯网即时传送，所以数码相机首先可以实现图像的实时传递。

数码相机作为一种计算机输入设备，近年取得了长足的发展和进步。首先是由于技术及工艺的进步，现在作为计算机输入设备的数码相机主流机型像素数一般在500万像素级。其外观造型与传统相机几无差别。其次由于产量、销量的增加以及技术进步等因素，现在数码相机的价格也正以很快的速度下降。这些都促进了数码相机应用的普及，普及反过来以促使厂商在技术及工艺上作更大的投入。这种良性交互正在使得数码相机成为计算机应用一个不可或缺的设备。