1、12/21/20211數碼相機的結構及工作原理dws主講:黃偉洪12/21/20212介紹n無論是數碼照相機還是光學相機，都可拍攝靜止圖像（照片）。雖然兩者在結構上有一定的分別，但基本的原理卻是相通的。在拍攝照片的時候，都是先把相機對住被拍攝物，然後決定拍攝的范圍，調校焦距，通過快門速度及縮小光圈來調節曝光量，最後按下快門進行拍攝。12/21/20213鏡頭部分鏡頭鏡片組機構光圈快門機構電子控制線路12/21/20214相機的構成n數碼相機與光學相機從結構上來說有很多相似的地方，都由兩部分組成： 一、鏡頭部分 二、相機部分 12/21/20215鏡頭部分 n鏡片組機構 n光圈快門機構n電子控制

2、線路鏡片組單元自動對焦單元電動變焦單元光圈單元快門單元功能控制單元信息接口單元電源接口單元12/21/20216何謂何謂Optical Zoom Optical Zoom 和和Digital ZoomDigital Zoom（光（光學變焦和數碼變焦）學變焦和數碼變焦） 光學變焦是指相機通過改變光學鏡頭中鏡片組的相對位置來達到放大倍數，因此光學變焦的畫質是最好的，目前數碼相機最大的光學倍數約為10倍，但是一般機種都在26倍之間。一臺擁有光學10倍變焦的數碼相機已經約和一支400mm照相機望遠鏡頭倍數相當了。而數碼變焦實際上是一種將所拍到的畫面局部放大的結果。試想若是把一張3x5的照片放大50倍，

3、那畫面的畫質一定會變粗糙，而且放的愈大愈粗糙。但在拍攝遠景時可根據實際情況選取距離及清晰度的最佳點. 12/21/20217 典型的焦距概念 對于相機而言，焦距在16mm28mm為超廣角，28mm50mm為廣角，50mm100mm為中焦， 100mm400mm為長焦。16mm 28mm 35mm 50mm 100mm 135mm 200mm 400mm 廣角 中焦 長焦12/21/20218SONY DSC-P9 39mm12/21/20219SONY DSC-P9 117mm12/21/202110SONY DSC-P9 234mm12/21/202111光圈與快門的概念 光圈是相機鏡頭中的

4、可以改變中間孔徑大小的機械裝置，它有兩種基本用途：一是幫助獲得正確投影；二是通過縮小或放大光圈以調節鏡頭通光量的多少，來控制感光材料的曝光量。光圈大小會對通光量、景深、清晰度、鏡頭眩光以及反差等造成影響，其單位通常用小寫的“f表示。12/21/202112光圈與快門的概念n快門是控制膠片曝光時間長短的一種機械或電子裝置，通常快門裝置都設計在機身或者鏡頭內。一般情況下，手持相機拍攝時，為了保證圖片的清晰度，采用的快門速度不能低于鏡頭焦距的倒數，這個數值可稱為“安全快門”。12/21/202113光圈光圈值值（ （f） ）光圈孔徑光圈孔徑 光圈、快門的標注方式光圈、快門的標注方式 標示數值越大，光

5、圈孔徑越小、景深越大標示數值越大，光圈孔徑越小、景深越大 1.44.52.85.68.016標示數值越大，快門速度越快標示數值越大，快門速度越快11/81/21/301/1251/2000快快門門速度速度快快門門速度（速度（S） ）12/21/202114 注意事項n這里需要指出的是拍攝運動的物體時如果快門速度低于1/125秒，運動的物體在膠片或CCD傳感器的不同部位成像，所拍攝出來的照片效果可能不清晰，而當快門速度很快時，運動的物體在膠片上的成像還沒有明顯移動而曝光過程已經完成，照片效果就比較清晰，這樣就相當于將運動的物體凝固在了畫面上，所以大家在拍攝運動的物體時盡量選擇較快的快門速度，然后

6、調節光圈大小進行正確曝光，如果你想讓運動的物體在膠片上留下運動軌跡來增強動感，還是可以選擇比較慢的快門速度。12/21/202115圖圖像像處處理理系系統統程程序序曝曝光光系系統統按測光值給出不同的曝光組合并控制光圈、快門進行曝光，按測光值給出不同的曝光組合并控制光圈、快門進行曝光，方式有程序曝光、光圈優先、快門優先、全手動等方式有程序曝光、光圈優先、快門優先、全手動等控制控制CCD感光并對圖像訊號進行采樣、處理，將感光并對圖像訊號進行采樣、處理，將處理好的圖像文件存入記憶棒。處理好的圖像文件存入記憶棒。AF系系統統控制鏡頭的自動對焦，有主動式對焦和被動式對控制鏡頭的自動對焦，有主動式對焦和被

7、動式對焦兩種工作方式焦兩種工作方式功能控制系功能控制系統統控制相機的各項功能操作，比如電動變焦、快門控制相機的各項功能操作，比如電動變焦、快門控制、菜單選擇、液晶屏切換、內光燈控制等控制、菜單選擇、液晶屏切換、內光燈控制等12/21/202116 CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器）是攝像機、數碼相機的心臟，負責捕捉影像的重要工作。它最初是為攝像機設計的，隨著技術的不斷進步，其分辨率逐步提高，色彩還原日漸逼真，已經可以勝任高分辨率的靜態圖像拍攝了。 盡管目前CCD已經能做到500萬甚至更高的分辨率，但這并不意味著每個像素都能捕捉任何一種色彩。實際上，CCD本身是不能

8、分辨色彩的-它是“黑白”傳感器。所以，在實際應用時需要加上彩色濾鏡陣列（CFA，Color Filter Array），一般就是給CCD器件表面的濾鏡層涂上不同的顏色。 CCD概念12/21/202117 CCD的構造nA-分光棱鏡nB-RGB濾色涂層nC-CCD感應器nCCD上感光元件的表面具有儲存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時，會將電荷反應在元件上，整個CCD上的所有感光元件所產生的訊號，經由運算電路進行處理后，就構成了一個完整的畫面。12/21/202118自動對焦（AF）n主動式AF：相機上的紅外線發生器、超聲波發生器發出紅外光或超聲波到被攝體。相機上的接受器接受

9、反射回來的紅外光或超聲波進行對焦。n被動式AF：直接接收分析來自景物自身的反光進行自動對焦的方式.這種自動對焦方式的優點是;自身不要發射系統，因而耗能少，有利于小型化。 n主動、被動式自動對焦方式各有千秋，一般數碼照相機上都具有二種自動對焦方式，可以互補使用，自動切換,發揮其強項，克服其弱點。 12/21/202119 程序曝光n數碼相機的程序曝光系統可以根據測光值自動計算出正確的曝光量，并可根據現場光源情況以及鏡頭的焦距自動給出恰當的光圈、快門組合進行曝光。當然，這些曝光程序也可以由用戶根據自己的要求進行手動選擇。最常見的曝光程序有：肖像模式、風景攝影模式、運動模式、月光模式、月光肖像模式等

10、。n部分高級數碼相機還為有經驗的攝影者提供了光圈優先（A）、快門優先（S）以及全手動模式。12/21/202120不同曝光程序的工作方式n肖像模式：優先考慮大光圈，以利于虛化背景n風景模式：對焦于無限遠處，使用較小光圈保證景深n月光模式：優先使用低速快門，保證充足的曝光量n月光人像模式：使用低速快門并結合閃光燈拍攝n光圈優先：由用戶設定光圈，相機自動設定快門速度n快門優先：由用戶設定快門速度，相機自動設定光圈n手動模式：快門速度和光圈值都由用戶自行設定12/21/202121白平衡的概念 要解釋什么是“白平衡”，必須先說明什么是白色。物體反射出的顏色受光源色彩影響很大，人的大腦可以偵測并更正光

11、源引起的這種色彩改變，因此無論是在晴天、陰天的室外還是室內、螢光燈下，人們看到的白色物體都是白色的。然而，數碼相機就不同，它所“看到”的由不同光源產生的“白色”是不盡相同的：有的含有淺藍色，有的含有黃色或紅色。為了更正這一點，使數碼相機“看到”的效果貼近人的感覺，它就必須模仿人類大腦，根據光源來調整色彩，以便在最終的相片中能夠呈現出肉眼所看到的正常的白色。這種調整就叫“白平衡”。 12/21/202122數碼相機與光學相機的區別n數碼相機與普通相機最大的差別是，普通相機使用膠卷記錄影像，而數碼照相機則使用數字儲存媒體，如Memory Stick記憶棒。 12/21/202123 目前主流的存儲

12、卡nCompact Flash(CF)卡（佳能、尼康、富士）nSmart Media(SM)卡（富士、奧林巴斯）nSD卡（松下、柯達、柯尼卡）nMemory Stick(記憶棒)（索尼、柯尼卡）nXD卡（奧林巴斯、富士）nMicro Drive(微型硬盤)（佳能、尼康、富士、奧林巴斯）12/21/202124數碼相機與光學相機的區別數碼相機與光學相機的區別圖圖片片記錄記錄在在記憶記憶棒棒中中光光學學鏡頭鏡頭從從數數碼碼相相機機光光學學鏡頭鏡頭在在電腦電腦上欣賞上欣賞照照片片圖圖片片記錄膠記錄膠卷卷中中從從光學光學相機相機經經沖沖印后印后獲獲得得照片照片12/21/202125光學相機與數碼相機的使用成本光學相機彩色反轉片：成本：40元，10卷400元 沖費：15元，10卷150元每月用10卷：550元 一年總計：6600元彩色負片：成本：20元，10卷200元 沖擴費：40元，10卷400元每月用10卷：600元 一年總計：7200元12/21/202126光學相機與數碼相機的使用成本數碼相機記憶棒：128M約768元，兩個約1536元1.保存介質：CD-R約5元/張，每月用1張，一年60元2.噴墨打印：360張6寸紙約300元，彩色墨水約600元 每月900元，一年10800元3.數碼出相：1張6英寸1.5元，每月360張為540元 一年6480元12/21/20212