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数码相机专业术语解释

2019-05-21  鹩歌

数码相机专业术语解释 在选购数码相机的时候,相信很多人会对数码相机各种纷繁复杂的参数搞得头昏脑胀。由于数码影像技术发展迅速,即使是常常关注这一行的人也常会对一些新出现的技术感到迷惑不解。现在就把目前市面上主要的技术指标的定义讲一下,希望对消费者们购买数码相机有帮助。 
  
  一:基础知识 像素、感光元件、尺寸、有效像素、分辨率
  
  通常消费者最为关注的是相机的像素,像素也的确是数码相机最重要的一项硬指标,也就是说,像素高了不一定是好相机,但是像素太低(以目前的市场主流,300万以下就算比较低了)怎么都不能算是好相机。
  
  像素:
  
  要说像素首先得讲一下数码相机的感光原理,要拍照片首先要将光信号转换成电信号,这靠的就是感光元件(Sensor),在数码相机的镜头后面都有一块芯片,上面密密麻麻地挤满了这些感光元件,每个感光元件只能将很小的一点转换成图像,这些小的图像加起来就成了我们可以看见的图像了。讲到这里大家有点明白了吧,不错,像素其实就是这些感光元件,我们平时说的多少万像素就是这些感光元件的个数了。所以一般来讲像素越大,成像也就越清晰细腻,当然这其中还要受许多因素限制,下面会慢慢提到的。
  
  接下来要讲的就是为什么高像素不一定是好相机的一个原因:尺寸
  
  尺寸:
  
  尺寸就是通常所的说的CCD尺寸、CMOS尺寸,常见的有2/3英寸,1/1.8英寸,1/2.7英寸。这个单位不是太直观,以1/2.7英寸为例,换算成我们熟悉的单位就是5.27×3.96mm。相同数目的像素,排列越密集,像素之间就越容易出现电流干扰,容易出现“噪点”等干扰成像质量的现象出现。所以尺寸越大越好,当然成本也会随之提高——并且不是成比例提高,而是以几何级数向上提。目前使用2/3英寸的已经是相当高级的机器了,像美能达的d7hi、尼康的cp5700、索尼的f717,而少数使用和我们平时使用的135相机的底片一样大小感光芯片的相机,其价格就更高了。
  
  
  图1:各种尺寸对比图
  
  有效像素:
  
  多数相机厂商使用总像素去标示一台相机的分辨率,但是,真正应该使用的应该是记录像素(recorded pixels),记录像素并不同于有效像素,不过人们已经习惯用有效像素代替记录像素。
  
  我们以索尼的ICX252AQ 334万像素CCD来比较一下各种“像素”:
  
  总像素 2140×1560(334万) 
  可感光像素 2088×1550(324万) 
  活动像素 2080×1542(321万) 
  推荐记录像素 2048×1536(314万) 
  
  表1:各种像素
  
  总像素中有些是不会感光的即坏的像素,这是目前技术无法解决的;除去坏的像素剩下的就是可感光像素,感光元件的边缘要用作确定“黑”的基准值,这部分像素也是不参与成像的;除去不参与成像的像素,剩下的就是活动像素;然后再在这些像素里抽取部分像素作一个标准的输出(如2048×1536)。这样减来减去剩下的就是推荐记录像素,也就是我们平时所说的有效像素了。
  
  分辨率:
  
  分辨率和有效像素直接相关,例如:200万像素数码相机的最大分辨率为1704×1257;300万像素最大分辨率则是2048×1536;而到达500万像素这个级别的时候,提升并不明显,分辨率是2560×1920。
  如果你想数码冲印得到最终照片,那么200-300万像素以最大分辨率拍摄出来的数码照片,要冲印成常见的6寸并拥有与普通胶卷不相上下的画质毫无问题,而用500万以上像素数码相机拍摄,冲印出来后完全可以制作海报与广告了;如果使用家庭中常用的喷墨打印机将照片打印在照片打印纸上,以A4幅面为例,A4幅面的照片打印纸去除页边距后,实际的使用面积最大为19cm×27cm,300万像素标准刚好能够满足在A4照片打印纸上的成像要求;如果你只想将照片存储在电脑中,用显示器看,就算你现在使用的显示器已经超过主流的17英寸产品,分辨率也大于主流的1024×768,普通的200万像素以上数码相机所提供的分辨率也能得到清晰的照片显示了。
  
  讲了感光元件,你大概还是觉得很别扭吧,不过讲到CCD你一定舒服多了。不错,CCD就是目前市场最重要的一种感光元件,不过之所以一定要讲感光元件,而不干脆用CCD来代替它,是因为感光元件还有一支重要的力量——CMOS。下面就来讲一下它们各自的特点和代表技术。
  
  CCD:电荷耦合器(Charge-Coupled Device),目前市面上最主要的感光元件,技术相对成熟,成像锐利,色彩鲜艳。比较有特色的技术有富士研发的超级CCD技术。
  
  超级CCD(super ccd):由富士开发,超级CCD排列相互交错,拥有独特的八角形感光元件,从而可为各像素提供更大的感光元件。超级CCD的传感器形状和排列可生成更平衡的数码照片质量,传感度得到了进一步的改善,动态范围也得到了提升。同时它还可改善信噪比,并提供更高的分辨率、更佳的色调和更真实的色彩。超级CCD是为控制这些因素的总平衡所设计的,旨在提供更好的图像质量。使用了超级CCD技术的相机可以得到比同像素其它机型更高的分辨率,不过在实际使用中,超级CCD的效果并并不能将对手抛离。现在超级CCD已经发展到了第四代,在这里就不一一赘述了。
  
  
  图2:超级CCD的像素排列
  
  CMOS:互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor),CMOS成像芯片用于数码照相机始于1997年,CMOS感光芯片与数码照相机上广为采用的CCD芯片相比具有成本低、能耗低的优点,但技术尚不十分成熟,用它做感光芯片的数码照相机还比较少。最著名的是美国Foveon公司的Foveon X3技术;此外佳能公司在其高端的数码单反相机中也广泛使用CMOS作为感光元件,不过佳能对此项技术没有做什么的宣传,外间也没有太多的技术资料。
  
  Foveon X3:Foveon X3是一种用单像素提供三原色的CMOS图像感光器技术。与传统的单像素提供单原色的CCD/CMOS感光器技术不同,X3技术的感光器与银盐彩色胶片相似,由三层感光元素垂直叠在一起。提供更丰富的彩色还原度以及避免采用Bayer Pattern传统感光器所特有的色彩干扰。另外,由于每个像素提供完整的三原色信息,把色彩信号组合成图像文件的过程简单很多,降低了对图像处理的计算要求。采用CMOS半导体工艺的X3图像感光器耗电比传统CCD小。
  
  
  图3:Foveon X3的工作原理:不同的色光在硅片的不同深度被吸收
  
  二:镜头相关参数
  
  任何照相机的镜头都是至关重要的,数码相机也不例外。说到镜头首先要讲一下现在数码相机厂商的背景,一类是原来就生产照相机的厂商,如尼康、佳能、美能达、宾得、奥林巴斯等等,另一类是在消费电子发展的厂商,如索尼、松下、卡西欧、三星等等。前一类厂商一般都会使用自己生产的镜头;后一类厂商则会使用其它厂商生产的镜头,如索尼用的是德国的蔡斯镜头,松下用的是德国的莱卡,三星用的是德国的施耐德,卡西欧用的是日本的宾得。这些都是响当当的名号,如果你不熟悉,那也不要紧,我们在这里给你简要地介绍一下:
  
  中文名 英文名 国籍 
  尼康 nikkor * 日本 
  佳能 canon 日本 
  美能达 minolta 日本 
  宾得 pentax 日本 
  奥林巴斯 olympus 日本 
  适马 sigma 日本 
  卡尔 蔡斯 carl zeiss 德国 
  莱卡 leica 德国 
  斯耐德 schneider 德国 
  
  
  表2:知名镜头生产商
  
  *尼康的机身和镜头使用的是不同的商标,机身用的是尼康nikon,镜头用的是尼克尔nikkor。
  
  这些都是著名的品牌,消费者可以放心选购。
  
  镜头的主要参数有光圈、快门、焦距,变焦、最短对焦距离等。
  
  光圈
  
  光圈是表征镜头单位时间通光量的单位。我们从镜头看进去可以看见一个环形的活动“门”,这就是光圈,通过这道门的打开关闭就可以控制进入镜头的光量。常见的有f2.8,f4,f5.6,f8,f11等,数值越小光圈越大,也就是说“门”打开得越大。常见数码相机的最大光圈一般在f2.8,也有f1.8、f2.0的,最小光圈在f8、f11左右,数码单反除外。
  
  焦距
  
  所谓焦距,是指镜头到透镜焦点(在数码相机上也就是CCD或CMOS上)的距离。说白了焦距越大望得越远。
  
  变焦镜头
  
  顾名思义变焦镜头就是焦距可以进行调节的镜头了,目前大多数数码相机的镜头都是变焦镜头,并且以三倍变焦居多。
  
  最短对焦距离
  
  可以拍摄清楚物体的就近距离,这是数码相机的强项,多数数码相机可以达到3-5厘米,有的甚至可以达到1厘米以内。这对微距拍摄是很有用的.
  
  景深
  
  焦点前后清晰的距离。我们常可以看到有的图片只有被摄主体是清晰的,其余都模糊了,这就是景深小的缘故。小的景深常用来突出主体,大光圈就常用来制造小景深效果,如图4,大光圈造成小景深,使得只有荷花附近是清晰的后面的荷叶变得模糊,突出了主体。
  
  快门
  
  大多数相机的快门在机身上,不过为了更明确,我们把它放在这里。大多数的数码相机的快门都在几秒到千分之一秒左右,也有高级些的机器能达到两千四千甚至八千份至一秒,高速快门能帮助摄影师捕捉运动的物体。值得注意的是相机上标示的2、5、125、500等实际上是1/2、1/5、1/125、1/500秒。
  
  数码相机离我们越来越近,人们也开始进一步了解了数码相机。相信每个用户都有这种感觉,买数码相机的时候,面对宣传材料上那众多的专业术语,没有多少是自己了解的,而更多的时候还是听销售人员的讲解,销售人员说哪个好哪个就好!况且很多的用户又都不是对摄影特别的有研究,所以更有必要让大家了解一下关于相机的一些专业术语,在购买数码相机的时候,让自己做个明白的消费者,选到自己喜爱的产品!
  
  基础知识:
  
  有效像素数:图象传感器接收透过光学镜头的入射光线,有效像素数是指该图象传感器上的像素数,它将直接反映在静止图象的最终输出数据中。
  插值(Interpolation)是在不生成像素的情况下增加图像像素大小的一种方法,在周围像素色彩的基础上用数学公式计算丢失像素的色彩。有些相机使用插值,人为地增加图像的分辨系。
  感光度(ISO):通俗一点就是衡量胶卷需要多少光线才能完成准确曝光的数值。感光度一般用ISO值表示。这个数值增大,胶卷对光线的敏感程度也增加,这样就可以在不同的光线进行拍摄。数码相机厂家为了方便数码相机使用者理解,一般将数码相机的CCD的感光度(或对光线的灵敏度)等效转换为传统胶卷的感光度值。
  
  
  
  白平衡:颜色实质上就是对光线的解释,在正常光线下看起来是白颜色的东西在较暗的光线下看起来可能就不是白色,还有荧光灯下的"白"也是"非白"。 而白平衡就是无论环境光线如何,仍然把“白”定义为“白”的一种技术。
  数码变焦:透过机体上程序的演算及光学系统的配合,我们可以将被摄体再做局部放大,以插补的方式仿真出光学变焦的效果。它的工作方式类似于我们在电脑中将图像的某一部分进行放大,不同的是“数码变焦”是在拍摄过程中直接在CCD上完成的。确切地说,“数码变焦”仅是一种裁剪工具,因为它可切掉图像的一部分——这部分在使用长焦距镜头时是在视野之外的,而只存储选中的某一局部区域。
  光学变焦:对于数码相机而言,“光学变焦”并不会改变图片的大小或分辨率,用于描述图片的像素数也保持不变,这就是“光学变焦”与“数码变焦”根本区别之处,体现在图像上,就是图像质量会有所不同。 
  曝光补偿:就是在相机测光後,可作不同级数的调整,以达到出来的影像和实际的光线近似,这就是曝光补偿。
  手动曝光:可自由控制光圈与快门的组合,取景器内的快门速度显示可提供调校光圈或快门,以获得正确曝光。若需要时可特意增加或减少曝光以营造特别效果。
  镜头焦距:指的是平行的光线穿过镜片后,所汇集的焦点至镜片间之距离。基本上,若是被摄体的位置不变,镜头的焦距与物体的放大率会呈现正比的关系。
  光圈:各级光圈大小的数字叫光圈系数,以 f/表示,它是相对口径的倒数如1:3,5,光圈系数为 f/3.5或3.5,光圈口径越小,进光量越少,每差一级,其数字相差2平方根,如:1、l.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22 ...... 人们常把光圈系数说成是光圈。
  TTL:Through The Lens(通过镜头)即单镜头反光式取景器 。
  AF(Auto Focus)自动对焦:自动对焦有两种方式,根据控制原理分为主动式和被动式两种。主动式自动对焦通过相机发射一种射线(一般是红外线),根据反射回来的射线信号确定被摄体的距离,再自动调节镜头,实现自动对焦。被动式对焦有一点仿生学的味道,是分析物体的成像判断是否已经聚焦,比较精确,但技术复杂,成本高,而且在低照度条件下难以准确聚焦,多用于高档专业相机。一些高智能相机还可以锁定运动的被摄体甚至眼控对焦。 
  
  
  
  AE(Auto Expose)自动曝光 :自动曝光就是相机根据光线条件自动确定曝光量。从根本测光原理上分可分两种:入射式和反射式。入射式就是测量照射到相机上的光线的亮度来确定曝光组合。反射式是测量被摄体的实际亮度,也就是成像的亮度来确定曝光组合,这是比较理想的一种方式。从测光计量方式上分,可以分点测光自动曝光、中央重点自动曝光、多点平衡自动曝光等,各有优缺点,分别适应于不同的光线条件或拍摄目的。从控制过程上分,可分为光圈优先、快门优先、混合优先、程序控制、预定模式几种。
  光圈优先:就是先确定使用的光圈,然后相机根据计算出的曝光量确定合适的快门速度,这种方式适用于需要预定景深或者配合闪光灯调配光比的场合;
  速度优先:就是先确定快门速度,让相机选择合适的光圈大小,适用于拍摄动体;混合优先是弥补单一优先的不足而先确定光圈或快门的范围,再由相机确定曝光组合。
  程序控制:是让相机按照预先编定的控制程序曝光。
  预定模式:是生产厂家根据几种常见的光线条件,预设了比较合理的曝光参数供拍摄时选择。 
  AWB:(Automatic White Balance)自动色彩调整,根据拍摄场所的光源,自动感应从而调整色彩温度的功能。
  色彩温度:指因光源种类不同造成被拍摄物之颜色的差异尺度。
  
  iSAPS技术:(中文名:基于摄影空间的智能场景分析)是佳能的独有技术,应用了统计分析技术,改善AF,AE和AWB的性能。通过分析用户拍照的频率和参数,佳能可以取得相关焦距、焦点距离、场景亮度等多种因素的设定。依靠各种情况下不同组合的统计频率以及先进的预测算法,佳能数码相机可以更精确更快速、有效地对任何所遇到场景在AF/AE/AEB方面进行了优化。(佳能专有技术)
  宽频数码技术:充分利用存储卡的空间最大限度的记录活动影象及声音。(奥林巴斯专有技术)
  多点智能自动对焦:(Multi-Point AiAF)宽区自动对焦可以自动对取景框中的被摄物体选取一个或多个焦点。与iSAPS技术联动,可在多种拍摄环境下,实现更为快速、准确的自动对焦。(佳能专有技术)
  
  
  
  FlexiZone AF/AE:FlexiZone AF/AE功能,摄影者可以在取景框范围内自由地移动自动对焦点,被摄对象不在画面中央时也无需重构图拍摄。当选择点测光时,用户可以选择取景框中的对焦点,从而在更大程度上适应复杂的光照环境。(佳能专有技术)
  数码ESP测光系统:在不同环境下(甚至光线条件非常恶劣的情况下)选择适当的曝光方式。可确保在逆光或高对比的情况下也能实现精确曝光结果。(奥林巴斯专有技术)
  点测光系统:在同一画面多达8点进行测光,以读取照片中的特定区域,从而获得期望的精确效果并可使用曝光锁定。
  中央加权平均测光:建立在平均测光的基础上,在画面中心或附近的画面按不同的加权系数进行计算,以中心的权数为最大,越向画面边缘,权数越小。最后得出的数值就是测光数值。
  
  存储介质部分:
  
  CF卡:CF卡是1994年SanDisk公司首先推出的。这种存储介质采用闪存技术,可永久性保存信息,无需电源。速度快,重量轻,而且体积也只有火柴盒大小。
  
  xD卡:(eXtreme Digital,极速卡),是由奥林巴斯、富士和东芝公司联合开发与持有的。奥林巴斯和富士看到SM卡已经跟不上潮流和技术了,于是联手推出了更为纤巧的,技术更先进的XD卡。
  MMC卡:就是MultiMediaCard——多媒体卡,这是由美国SANDISK公司和德国西门子公司共同开发的一种多功能存储卡,可用于携带电话,数码相机,数码摄像机,MP3等多种数码产品。它具有小型轻量的特点,并且耐冲击,可反复进行读写记录30 万次。
  SD卡:就是Secure Digital Card——安全数码卡,是由日本松下公司,东芝公司和美国SANDISK公司共同开发研制的,具有大容量,高性能,尤其是安全等多种特点的多功能存储卡。它比MMC卡多了一个进行数据著作权保 护的暗号认证功能(SDMI规格)。现多用于MP3,数码摄像机,电子图书,微型电脑,AV器材等,读写速度比MMC卡要快4倍,达2MB/秒。同时于MMC卡兼容,而且SD卡的插口大多支持MMC卡。
  索尼内存棒(记忆棒):索尼内存棒是Sony公司1997年7月与Casio、Fujitsu、Olympus、Sanyo和Sharp共同开发出的一种超微体积(口香糖大小)集成化电路的数字存储介质。
  
  
  
  图象保存格式:
  
  Exif格式:(Exchangeable image file—可交换图形文件的缩写),这个格式是专门为数码相机照片设定的。这个格式可以记录数字照片属性信息。
  Exif2.2:是一种新改进的数码相机文件格式,其中包含实现最佳打印所必需的各种拍摄信息。
  DPOF(Digital Print Order Format)格式:是一种标准的印相订购资料格式,当消费者想要把数字相机中的影像,由个人印相机、打印机印出或是交由专业印相输出服务中心输出相片时,自动将记录的订购需求传递给输出设备输出。
  DCF格式:是数码照相机的统一记录格式。是为了方便相关装置间使用画像文件而制定的日本电子工业振兴协会 (JEIDA)规格中的 Design Rule of Camera File system的简称。
  RAW格式:是直接读取传感器(CCD或者CMOS)上的原始记录数据,也就是说这些数据尚未经过曝光补偿、色彩平衡、GAMMA调校等处理。说白了就是没有经过任何人为因素而照出的图象,不经过压缩。因此,专业摄影人士可以在后期通过专门的软件,如Photoshop,来对照片进行曝光补偿、色彩平衡、GAMMA调整等操作。
  TIFF:是Tagged Image File Format 的简称。其有别於其他 bit map File 文件中可记录预览图像与大容量内容的信息。因其软件包件可忽视无法读取的信息,可以说其文件形式比较不依赖平台。

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