数码照相机

3．3．1　数码照相机

数码相机也称数字照相机(Digital Still Camera，简称DSC)(如图3-12所示)。数码相机所装的不再是银盐感光胶片的化学介质，而是类似于计算机使用的小型磁盘，磁卡的光、磁转换介质。它拍摄记录下来的是数字化影像，可以很方便地通过计算机进行图像加工处理、打印照片、制作多媒体幻灯片、储存备用，还可以借助数字通讯网络实现即时远距离传输。

图3-12　数码相机

3．3．1．1　数码照相机的工作原理

数码相机与传统胶片相机的最大区别就在于图像的感光和存储介质不同。数码相机的光电转换器常用CCD电荷耦合器件，又叫CCD影像传感器，来代替传统的感光胶片。CCD传感器是由数千个独立的光电元件组成，像素通常排列成与取景器相对应的矩阵，景物反射的光线透过镜头聚焦成像在CCD传感器上，转换成与光线强度成正比的电荷，形成一幅视频影像。

数码照相机的工作原理:景物通过光学镜头将景物聚合到感光芯片(电荷耦合器CCD)上，并将光信号转换成电信号;然后经模/数转换器(A/D)转换成数字信号;再由微处理器(MPU)对信号进行压缩并转换成特定格式的图像文件进行储存或在液晶显示器上显示。在用数码照相机拍照时，景物通过照相机镜头聚焦在CCD芯片上，CCD芯片把影像分解成为成千上万的像素，并转换为电信号。电信号通过模/数转换器转换为二进制的影像数据，存储在照相机的存储器中。这样，即完成了一幅照片的拍摄(如图3-13所示)。

图3-13　数码照相机的工作流程

3．3．1．2　数码照相机的基本组成

数码照相机的基本组成包括:镜头系统、感光芯片、模/数转换系统、存储器、液晶显示器、电源等。

1．镜头系统

镜头起成像作用，是将被拍摄的景物通过它成像在感光芯片CCD或CMOS上，主要包括镜头、光圈、快门、聚集系统等。

1)镜头

数码相机所用镜头分为定焦镜头和变焦镜头两大类。

(1)定焦距镜头。定焦镜头是指焦距固定不变的镜头。定焦镜头一般分为标准镜头、广角镜头、远摄镜头3类。①标准镜头:标准镜头是视角在50°左右、焦距与感光芯片成像区域的对角线长度接近的镜头。其特点是所摄画面影像的透视效果(近大远小)与人眼看实际景物的透视效果较为接近，符合人眼的透视标准和习惯。②广角镜头:视角大于70°以上，焦距长度比感光芯片成像区域的对角线长度短得多的镜头。其特点是焦距短、视角大、景深长。适合拍摄景物前后清晰度大的照片，或在较狭窄范围内拍摄较大场面的照片。③远摄镜头:视角在40°以下，焦距比感光芯片成像区域的对角线长度长得多。根据焦距的大小，远摄镜头又分为中焦镜头、长焦镜头和超长焦镜头。远摄镜头的特点是焦距长、视角窄、看得远、成像大。适合将远景拉近拍大，适合于拍摄不易接近的被摄物体以及远距离偷拍。

(2)变焦镜头。变焦镜头的焦距可以在一定范围内调节变化，视角可由焦距的不断变大而在广角镜头的视角和望远镜头的视角之间变化。使用变焦镜头，拍摄者站在同一位置上推拉或旋转镜头，就可以变换焦距，拍摄出大小不同的画面。

2)聚焦系统

聚焦系统的作用是改变拍摄时镜头镜片离感光芯片的距离，使被摄景物在感光芯片平面能清晰成像。数码相机的聚焦方式也有自动聚焦、手动聚焦和免聚焦之分。高档数码相机往往同时具有自动聚焦和手动聚焦系统，中档数码相机多数只有自动聚焦而没有手动聚焦系统，低档数码相机一般采用免聚焦。

3)光圈和快门

光圈是在镜头中间由数片互叠的金属叶片组成的可调节镜头通光口径的装置。光圈的第一个作用是调节通光量。光圈能开大，能缩小。在拍摄同一个对象时，光线强时，应将光圈缩小;光线弱时，应将光圈开大。第二个作用是改变景深范围大小。光圈越大，景深越小，光圈越小，景深越大。

快门是控制感光片曝光时间长短的装置。照相机上通常在快门速度盘上刻有一系列标记1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000、2000、B等，它们的实际值是标定值的倒数，即1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125……B门俗称为“慢门”，在需要进行长时间曝光时使用。一般情况下，按下快门按钮时即开启，松开快门按钮时即关闭。使用B门要有三脚架和快门线与之配合。

2．感光芯片

数码相机的心脏——感光元件与传统相机相比，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”就是其成像感光元件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光芯片是数码相机的核心，也是最关键的技术。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(电荷耦合)元件;另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。

CCD和传统底片相比，CCD成像更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼的视网膜成像是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞分工合作组成视觉感应。CCD经过多年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底层的电子线路矩阵所组成。

对于数码相机来说，影像感光元件成像的因素主要有两个方面:一是感光元件的面积;二是感光元件的色彩深度。感光元件面积越大，成像较大，相同条件下能记录更多的图像细节，各像素间的干扰也小，成像质量越好。但随着数码相机向时尚、小巧化的方向发展，感光元件的面积也只会越来越小。

3．模/数转换系统

模/数转换系统用于将拍摄得到的电信号进行数字化后存储。模/数转换部分的质量档次直接决定所拍摄存储影像的质量。

4．存储器

数码相机所拍摄得到的数字文件，要通过数码相机中的驱动机构存储在各种存储媒体上(将数码相机与计算机相连拍摄除外)。数码相机所用的存储器可分为内置存储器和可移动存储器。

内置存储器安装在相机内部，用于临时存储图像，装满后要及时向计算机转移文件，否则无法继续存入图像。可移动存储器分为PC卡、CF(compact flash)卡、SM(smartmedia)卡、软盘、Miniature卡等几类，装满后可取出更换，就像普通相机拍完可换胶卷一样，所不同的是这些存储器可以删除和反复记录，使用方便、灵活。要将拍摄存储在PC卡中的影像文件传送给计算机，除了将数码相机与计算机相连传送外，还可以将PC卡插入笔记本电脑直接下载，或将它装进PC卡读取器下载到普通计算机。

存储器是数码照相机内置的一种存储芯片，用以存储影像数据。根据照片选取的不同分辨率，存储器可以存储相应数量的照片，存储的文件格式是JPEG、TIFF、BMP等格式。存储的照片可以在液晶显示器上显示，也可以删除重拍。

5．LCD液晶显示器

数码相机上装置彩色液晶显示器具有3方面的作用:一是，作为取景器，供拍摄者观察被摄景物和景物范围，确定画面构图和拍摄范围的装置;二是，使数码相机具有即显性，拍摄后可及时观看，对拍摄影像的质量进行判别、确认，发现不足可删除重拍;三是，显示参数设置菜单，便于拍摄者根据需要正确控制、调整数码相机。比如，大部分数码相机设置2种或3种JPEG压缩方式供拍摄选择，有的数码相机同时还提供了非压缩的格式。如果压缩比大，占用存储空间小，但图像细节被压缩算法丢失较多，图像分辨率低;压缩比小，可保留更多的图像细节不被压缩算法消除，图像细腻，层次表现丰富，质感强，但占用存储空间大。

6．接口

接口是数码相机连接外部设备的通道。常见数码相机的接口有:串行接口、并行接口、USB接口、AV接口、电源输入接口等。

3．3．1．3　数码照相机的使用

数码相机的种类很多，在外观、功能以及性能等方面差异很大，标识也不相同，所以在第一次使用的时要详细阅读说明书。以下是共同的基本操作。

1．安装电池

所有数码相机都需有电源方能工作。拍摄时一般使用电池供电。不同机型使用的电池种类不同，大多数是专用电池，且不同品牌之间不能通用。电池的安装也因机而异，所以在准备阶段，要熟悉电池的更换、安装方法。

2．装卸存储卡

这是使用数码照相机的一项经常性操作，应在关机状态下装卸存储卡。装卸存储卡时，要对准方位，注意标记，用力要均匀，一定要推装到位。

3．应用模式的选择

数码相机一般分为拍摄、查看、连接或下载等几档的转换开关和转盘，操作时须选择对应档，如要拍摄必须将开关或转盘处于所需拍摄档。

4．参数设置

数码相机的参数设置一般分两个区域。一部分常数设置是在LCD液晶显示屏上，通过旁边的操作按钮以选择菜单的方式来调整，比如分辨率、感光度、时间等;另一部分曝光参数通常在机身上有相应操作键，如光圈、快门、闪光灯、调焦等。分辨率并不是越高越好，应根据实际需要合理选择。比如，拍摄仅供网页制作时使用的影像，分辨率通常选在800×600像素或以下(如拍摄后在使用前要加以剪裁，则另当别论)。如果拍摄只供计算机显示器显示的影像，拍摄的像素数量应与计算机显示器的分辨率一致或接近。但如果要作为照片质量输出，则应选择200万像素(1600×1200像素的分辨率)以上才能满足需求。

5．取景、构图、拍摄

将转换开关旋转到拍摄(请看说明书，认准拍摄标志)位置，开启电源开关，通过液晶显示器取景，根据被拍摄物和环境的具体情况，调整合适后，及时按下快门，就可得到一张数码照片。注意，数码照相机在按下快门后，要保持相机稳定半秒钟以上，因为数码照相机在记录照片时需要一点时间，这一点与光学照相机不相同。按下快门后，CCD拾取图像，接着相机会有短时的读取数据、处理、保存的过程。这时，我们会从LCD显示屏上看到刚刚拍摄的画面效果。图像显示后消失，可继续拍摄。因此，在拍摄两张照片之间要有几秒钟的间隔。也正因为数码相机的这一特点，很多机型有自动连续拍摄功能。将转换开关旋转到播放位置(或是直接按播放状态按钮)，按“+”、“－”或“”、“”按钮，在照相机的液晶显示器上选择观看所拍摄的照片。

6．在电视机上显示影像

用视频线将数码照相机与电视机的视频输入连接起来，电视机调至AV状态，即可在电视机上看到所拍摄的影像。

7．影像文件存储格式

数码照相机拍摄的影像，经数字化处理后是以图像文件形式存储的，常用的文件格式有JPEG、TIFF、BMP、PNC等。

8．数码相片导入计算机

将数码照相机的图像文件传输到计算机一般有以下两种方法。

第一种，使用USB接口。①在计算机上安装照相机随机附带的USB驱动程序使用Windows2000或XP操作系统则无需安装;②将存有影像文件的储存卡插入相机;③将附带的USB电缆的标准接头一端插到计算机的USB端口上，另一端较小的MiniUSB接头插入到照相机端口;④打开照相机的电源，即可在计算机上打开存储卡上的图像文件或进行其他操作。

第二种，用移动闪驱(读卡器)。①安装移动闪驱的驱动程序，在Windows 2000或XP操作系统中，系统能自动找到移动闪驱并自动安装驱动程序;②将存有影像文件的储存卡插入移动闪驱;③在“我的电脑”中出现相应的驱动器盘符，可将其打开或进行其他操作。