單元二攝影技藝

攝影一詞是源于希臘語φ??phos(光線)和γραφιgraphis(繪畫、繪圖)或γραφ?graphê，兩字一起的意思是“以光線繪圖”。攝影是指使用某種專門設(shè)備進(jìn)行影像記錄的過程，一般我們使用機(jī)械照相機(jī)或者數(shù)碼照相機(jī)進(jìn)行攝影。有時攝影也會被稱為照相，也就是通過物體所反射的光線使感光介質(zhì)曝光的過程。有人說過的一句精辟的語言:攝影家的能力是把日常生活中稍縱即逝的平凡事物轉(zhuǎn)化為不朽的視覺圖像。本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)：>>了解攝影設(shè)備的基本原理>>了解攝影備的維護(hù)和購置常識>>掌握攝影設(shè)備的調(diào)整和使用>>掌握攝影設(shè)備的操作技術(shù)任務(wù)一數(shù)字照相機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成學(xué)習(xí)目標(biāo)：>>了解數(shù)字照相機(jī)的工作原理>>了解數(shù)字照相機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成>>掌握數(shù)字照相機(jī)主要部件的功能學(xué)習(xí)任務(wù)：通過對數(shù)字照相機(jī)原理和組成的學(xué)習(xí)，理解和掌握數(shù)字照相機(jī)的基本功能、操作技術(shù)，能夠根據(jù)一定要求完成拍攝工作。任務(wù)分析：從事攝影工作，只有熟練掌握手中攝影設(shè)備調(diào)整和操作，才能在不同環(huán)境下，高質(zhì)量完成攝影任務(wù)。掌握攝影設(shè)備的結(jié)構(gòu)和基本功能，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)攝影技術(shù)的基礎(chǔ)。

數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)又叫數(shù)碼攝影技術(shù)，它是建立在傳統(tǒng)攝影發(fā)展的基礎(chǔ)之上的新型影像記錄方式，是攝影與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合，其核心就是影像數(shù)字化。其標(biāo)志設(shè)備就是數(shù)字照相機(jī)。2.1.1數(shù)字照相機(jī)的工作原理

圖2.1數(shù)字照相機(jī)的工作原理示意圖2.1.2數(shù)字照相機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

日常使用的數(shù)字照相機(jī)有很多種類，一般分為專業(yè)和普及型兩大類，其外型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是千差萬別的，下面，我們以專業(yè)單鏡頭反光數(shù)字照相機(jī)為例，認(rèn)識其結(jié)構(gòu)組成以及各個部分功能。單鏡頭反光數(shù)字照相機(jī)包括光學(xué)系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)以及其他附屬設(shè)備。內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖2.2。見圖2.2數(shù)字照相機(jī)的內(nèi)部解剖圖(1)鏡頭的構(gòu)造

圖2.3鏡頭的構(gòu)造及剖面圖(2)鏡頭成像的光學(xué)原理圖2.4凸透鏡聚光線的作用圖2.5鏡頭成像倒置原理.(3)鏡頭的性能①鏡頭的焦距

圖2.6焦點與焦距

②鏡頭的光圈圖2.7光圈的結(jié)構(gòu)及表法光圈的主要作用：一是控制鏡頭的進(jìn)光量，影響影像傳感器上的照度；二是改變光圈可改善成像效果，調(diào)節(jié)景深。這是在攝影實踐中常用控制景深的手段。見下圖2.9。

圖2.8光圈為f2.8景深效果

圖2.9光圈為f8景深效果④鏡頭的視角圖2.10鏡頭的視角示意(4)鏡頭的分類①按鏡頭的焦距或視角

按鏡頭的焦距或視角來分，把鏡頭分成：標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、短焦鏡頭、中長焦鏡頭三類。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭(見圖2.11)圖2.11標(biāo)準(zhǔn)鏡頭

標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的視角大都接近人眼的視角。因此用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝的照片，其畫面景物的透視關(guān)系比較符合人們的視覺習(xí)慣。由于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距、視場角、拍攝范圍、景深，以及在相同拍攝距離上所獲得的影像尺寸等均比較適中，因而這種鏡頭應(yīng)用最廣泛，最適合拍攝人像、風(fēng)光、生活等各種照片。

圖2.12標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝效果圖

(左)廣角鏡頭(右)魚眼鏡頭

廣角鏡頭（見圖2.13左)還具有超比例地渲染近大、遠(yuǎn)小的特點，有夸張前景的作用。在攝影中可充分利用其所創(chuàng)造的特殊透視關(guān)系，來夸大景物的縱深感，突出所強(qiáng)調(diào)的主體部分。廣角鏡頭的焦距較短，景深較長，拍出的照片遠(yuǎn)近都很清晰。因此，它比較適合于抓拍一些來不及從容對焦的活動，比較適宜拍攝大場面的新聞?wù)掌蛟谑覂?nèi)拍攝家庭生活照片等。（成像效果見圖2.14）。

圖2.14廣角鏡頭拍攝效果圖

超廣角鏡頭又叫魚眼鏡頭(見圖2.13右)，它是一種視角接近180°的廣角鏡頭。這種鏡頭前鏡片突出，視場大，類似魚的眼睛，所以叫魚眼鏡頭。它的焦距極短，景深特別長，從近處到無限遠(yuǎn)，都可拍出清晰的影像。（成像效果見圖2.15）。

圖2.15魚眼鏡頭拍攝效果圖中焦距鏡頭（左）望遠(yuǎn)鏡頭（右）

中長焦鏡頭（見圖2.16左）:中焦距鏡頭（見圖2.15）的焦距約為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距的兩倍，長焦距鏡頭（望遠(yuǎn)鏡頭見圖2.15右）其焦距則更長一些。其共同的特點是：焦距長，視場角小，成像大。所以在同一距離上能拍得比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭更大的影像。它適合于在遠(yuǎn)處拍攝人物或動物的活動，拍攝一些不便于靠近的物體，從而獲得神態(tài)自然、生動逼真的畫面。人們常把中焦鏡頭稱為人像鏡頭（成像效果見圖2.17）。

圖2.17中焦鏡頭拍攝效果圖圖2.18各種型號變焦鏡頭

變焦鏡頭是在一定范圍內(nèi)可以變換焦距、從而得到不同寬窄的視場角，不同大小的影象和不同景物范圍的照相機(jī)鏡頭。變焦鏡頭最大的特點，或者說它最大的價值，還是在于它實現(xiàn)了鏡頭焦距可按攝影者意愿變換的功能。⑴快門1)快門的速度快門速度以秒為計算單位，有慢至幾秒和快至千分之一秒等多級。快門開的時間長，曝光量多；快門開的時間短，曝光量少。快門開啟時間長短與曝光量多少成正比，如1/60秒比1/125秒時間長一倍，曝光量也多一倍。

照相機(jī)上快門速度標(biāo)記常見的有l(wèi)、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000等，這些數(shù)字均是表示實際快門速度的倒數(shù)秒。照相機(jī)快門速度的變化幅度越大越好，尤其是高速檔。此外，還有B門。B門是按動快門鈕就開，松手就關(guān)，這種慢門都是用作長時間曝光用的。2)快門的作用快門好比水龍頭，開啟時，光線就進(jìn)到影像傳感器上，關(guān)閉時，光線就被阻止進(jìn)到影像傳感器上。它是用來控制照射到影像傳感器上的光照時間長短的裝置。它的主要作用有三個：

第一是控制進(jìn)光時間。這是快門的基本作用，它與光圈配合，控制曝光量；

第二是影響成像清晰度。按動快門的操作力與快門開啟時的沖擊力都會使相機(jī)抖動，導(dǎo)致拍出模糊的照片。當(dāng)曝光時間足夠短時，可以將振動的影響減至最小，以保證得到必要的清晰度。

第三是動體攝影時，利用不同的曝光時間可以得到不同的影像清晰度，達(dá)到不同的藝術(shù)效果（見圖2.19)。1/400秒效果1/13秒效果3)快門的種類

快門可以分成機(jī)械快門和電子快門，機(jī)械快門有可以分成早期的中心快門和后期出現(xiàn)的焦平面快門，中心快門又可以分成鏡中快門和鏡后快門。焦平面快門有可以分成幕簾（簾布）快門和鋼片快門。

電子快門是通過電子延時電路來控制曝光時間。電子快門又有全電子快門和電子﹢機(jī)械快門。全電子快門，其實是看不見的無形的快門，它靠的是它的電子線路，供電，斷電來控制曝光時間的，普及型數(shù)字照相機(jī)大多數(shù)采用這種電子快門。

電子+機(jī)械快門，準(zhǔn)確的講是電子控制的機(jī)械快門，利用電子電路來釋放快門，可以控制精度，但是，這樣的快門本質(zhì)上，還是機(jī)械快門。專業(yè)傳統(tǒng)照相機(jī)和專業(yè)數(shù)字照相機(jī)大都裝備這種快門。圖2.20電子+機(jī)械快門⑶取景器

人們在攝影時，為了選取被攝景物的范圍就要取景。照相機(jī)上用來顯示相當(dāng)于照相影像傳感器成像范圍的觀察裝置就稱做取景器。

數(shù)字照相機(jī)的取景器有兩種形式：一是光學(xué)取景器；二是電子取景器。1）光學(xué)取景器常見的光學(xué)取景器有旁軸平視式和單鏡頭反光取景同軸式二種形式。旁軸平視式主要裝備在普及型數(shù)字照相機(jī)上；單鏡頭反光取景同軸式主要裝備在單鏡頭反光數(shù)字照相機(jī)上。①旁軸平視式取景器這種取景器一般位于鏡頭的上方或旁邊。普及型數(shù)字照相機(jī)大多采用這一結(jié)構(gòu)（見圖2.21）。

旁軸平視式取景器（左）旁軸平視式取景器原理圖（右）

旁軸平視式取景器原理圖（右）②單鏡頭反光式取景器

單鏡頭反光式取景器是直接通過鏡頭取景，光線從鏡頭射入，通過一個反光板，折射到上方的對焦屏成像，再經(jīng)過五棱鏡折射到目鏡中，這樣拍攝者就能從觀景框中看到所要拍攝的影像，由于是直接通過鏡頭取景，解決了影像偏差的問題（見圖2.22）。單鏡頭反光式取景器（左）單鏡頭反光式取景器原理圖（右）

圖2.22單鏡頭反光式取景器2)電子取景器現(xiàn)代數(shù)字照相機(jī)上均配備液晶顯示屏LCD（Liquid

Crystal

Display），在普及型數(shù)字照相機(jī)上，這種電子取景器可用來取景和回放存儲影像、顯示功能菜單（圖2.23左為普及型數(shù)字照相機(jī)液晶顯示器）。

在專業(yè)單反數(shù)字照相機(jī)上，液晶顯示屏可以預(yù)覽拍攝影像效果或者查看存儲影像，顯示功能菜單，在使用其視頻拍攝功能時，可以作為尋像器使用。（圖2.23右為單反數(shù)字照相機(jī)液晶顯示器）。

左右

圖2.23數(shù)字照相機(jī)的液晶顯示屏2.成像系統(tǒng)數(shù)字照相機(jī)的成像系統(tǒng)包括：影像傳感器（CCD或CMOS）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、影像處理器等部分。

⑴影像傳感器影像傳感器，是數(shù)字照相機(jī)最核心的部件，是數(shù)字照相機(jī)的心臟，在很大程度上決定了數(shù)字照相機(jī)的質(zhì)量，從結(jié)構(gòu)和原理上，有CCD和CMOS兩種類型。見圖2.24左和圖2.24右分別為CCD、CMOS外部結(jié)構(gòu)圖。

（左）（右）

圖2.24影像傳感器的外部結(jié)構(gòu)⑵模數(shù)轉(zhuǎn)換器

模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要功能是將影像傳感器傳來的模擬電信號，轉(zhuǎn)換形成與光照強(qiáng)度成比例的二進(jìn)制數(shù)字影像信號。⑶影像處理器

影像處理器主要功能是將模數(shù)轉(zhuǎn)換器送來的二進(jìn)制數(shù)字影像信號，通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算法，如加、減、乘、除、積分等，進(jìn)行優(yōu)化處理，包括反差、色飽和度、亮度等調(diào)整，以得到質(zhì)量高的影像，然后送到存儲器中。

3.存儲系統(tǒng)

存儲器是將經(jīng)過處理壓縮的數(shù)字影像存儲起來，也是數(shù)字照相機(jī)特有的部件。一般數(shù)字照相機(jī)都隨機(jī)配有存儲器。

以下介紹幾種常見的存儲卡。⑴CF卡

CF卡又叫（CompactFlashCard）小型快閃卡。這是一種袖珍閃存卡，可直接插入數(shù)字照相機(jī)使用。CF卡尺寸為43×36×3.315mm，在眾多存儲卡中算是體積較大的。其特點：儲存容量高、堅固、數(shù)據(jù)傳輸快，只要支持CF卡的相機(jī)都可以使用。⑵SM卡

SM卡又叫（SmartMedia）智能媒體卡。這種存儲器采用了SSFDG/Flash內(nèi)存卡。SM卡尺寸為45×37×0.671mm，重量是1.8g，其特點超薄、功耗低、容易升級、價格較低，不過感覺很脆弱，儲存容量低。⑶MS卡

MS卡又叫記憶棒(MemoryStick)。它是SONY公司生產(chǎn)的數(shù)字照相機(jī)用的一種存儲器，其外觀如一塊口香糖，是幾種存儲器中容量最小的。MS卡尺寸為50×21.5×0.284mm，特點：價格高，耐用、外型小巧、存儲速度快，為SONY公司數(shù)字照相機(jī)專用。⑷XD卡

XD卡（XDPictureCard）是富士膠卷和奧林巴斯光學(xué)工業(yè)作為SM卡的后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)成功的，這種專為數(shù)字照相機(jī)開發(fā)的新型介質(zhì)，其特點是體積小、容量大。XD卡尺寸僅為20×25×1.7mm。⑸MMC卡

MMC的全稱是“MultiMediaCard”，是一種小巧大容量的快閃存儲卡，由西門子公司和SanDisk于1997年推出。由于它的封裝技術(shù)較為先進(jìn)，而且目前已經(jīng)相當(dāng)成熟。MMC卡尺寸為32×24×1.42mm，非常小巧，不過價格比較高。

圖2.25各種類型存儲卡⑹SD卡

SD卡的全稱是“SecureDigital”，意為“安全數(shù)字”，它是由日本兩大電器集團(tuán)松下電器、東芝和SanDisk聯(lián)合推出，1999年8月首次發(fā)布。

SD卡的特點：存儲的速度快、非常小巧，大多數(shù)數(shù)字照相機(jī)采用這種存儲卡。圖2.25為各種類型存儲卡。

圖2.25各種類型存儲卡

4.其他附屬機(jī)構(gòu)⑴數(shù)據(jù)接口為了方便下載數(shù)字照相機(jī)拍攝的數(shù)字影像數(shù)據(jù)，數(shù)字相機(jī)的輸出接口的連接有多種方式。常見的就是USB接口、IEEE1394接口和SCSI接口。⑵視頻輸出插口大部分?jǐn)?shù)字照相機(jī)都有視頻攝錄功能，視頻輸出的插口有視頻輸出、音頻輸出和超級視頻輸出等形式。⑶供電系統(tǒng)

數(shù)字照相機(jī)通常可以采用干電池、堿性鋅錳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池以及鋰電池，也可外接電源即直接使用交流電給數(shù)字照相機(jī)作為供電電源。

⑷附帶軟件

購買數(shù)字照相機(jī)的時候，廠家一般會附送幾張CD，這些軟盤的內(nèi)容多為驅(qū)動程序和本牌子數(shù)字照相機(jī)開發(fā)的簡易影像管理或者編輯軟件。2.1.3數(shù)字照相機(jī)的性能指標(biāo)1.分辨率

數(shù)字照相機(jī)的分辨率一般用影像的絕對像素數(shù)來衡量，因為數(shù)字照相機(jī)拍攝影像的像素數(shù)取決于相機(jī)內(nèi)影像傳感器上感光元件的數(shù)量，數(shù)量越多則可產(chǎn)生的影像分辨率越高，所拍影像的質(zhì)量也就越高。2.影像傳感器的尺寸

高像素不是判別的影像傳感器性能高低唯一標(biāo)準(zhǔn)，影像傳感器面積既尺寸的大小也是一個重要指標(biāo)。影像傳感器的尺寸大，相應(yīng)的感光面積就大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。

在圖2.26中，圖1為準(zhǔn)專業(yè)級單反數(shù)字照相機(jī)配備的影像感應(yīng)器，尺寸14.8mm×22.2mm；圖2為普及型數(shù)字照相機(jī)配備的影像傳感器尺寸6.4mm×4.8mm；圖3為專業(yè)級全畫幅數(shù)字照相機(jī)配備的影像傳感器尺寸23.9mm×35.6mm；圖4為35mm膠片尺寸24mm×36mm。在圖中，很明顯圖3比圖2和圖1的感光面積大，記錄信號的動態(tài)范圍寬，成像質(zhì)量高。

圖1圖2

圖4圖3

圖2.26常見影像傳感器與膠片尺寸的比較3.色彩位數(shù)

色彩位數(shù)又稱彩色深度，此指標(biāo)反映了數(shù)字照相機(jī)的色彩分辨能力，即還原色調(diào)的多少。色彩位數(shù)的值越高，就越可能更真實地還原亮部及暗部的細(xì)節(jié)。

4.感光度

一般將數(shù)字照相機(jī)的影像傳感器對光線的靈敏度用ISO來表示，叫做感光度。ISO數(shù)值越高，那么反映了數(shù)字照相機(jī)對光線的感應(yīng)靈敏程度就越高。

在相機(jī)的控制鈕上，設(shè)定ISO狀態(tài)（見圖2.27左），可以根據(jù)拍攝需要調(diào)整感光度數(shù)值。（見圖2.27右）。

左右

圖2.27數(shù)字照相機(jī)ISO調(diào)整5.數(shù)字變焦

在數(shù)字照相機(jī)上，還有一個數(shù)字變焦的概念，這是個與鏡頭光學(xué)變焦有區(qū)別的變焦方式。數(shù)字變焦方式是通過數(shù)字照相機(jī)內(nèi)的處理器，把原來影像感應(yīng)器上的一部份像素使用“插值”處理手段做放大，把拍攝的影像放大，達(dá)到變焦的效果。數(shù)字變焦實際上是一種畫面的電子放大，把原來影象感應(yīng)器上的一部份像素放大到整個畫面。比如有四個小點，沒有充滿整個畫面，通過電子放大，使這四個小點都分別變大，充滿整個畫面。也就是說，通過數(shù)字變焦，拍攝的景物放大了，但它的清晰度下降了，所以數(shù)字變焦太大了并沒有實際的意義。2.1.4數(shù)字照相機(jī)的分類

數(shù)字照相機(jī)分類的方法很多，可以按用途、影像傳感器、存儲媒體、能否交換鏡。按用途分，可以分為以下幾類：1.普及型數(shù)字照相機(jī)（見圖2.28）圖2.28普及型數(shù)字照相機(jī)2.業(yè)務(wù)級中檔數(shù)字照相機(jī)（見圖2.29）

這類數(shù)字照相機(jī)內(nèi)部采用單反結(jié)構(gòu)，采用光學(xué)取景器取景，從而解決了取景像差的問題，而且這些相機(jī)鏡頭質(zhì)量較好，能獲得較高的影像質(zhì)量。功能上比較齊備，如光圈優(yōu)先、快門優(yōu)先、感光度調(diào)節(jié)、手動聚焦、快速連續(xù)拍攝、可外接同步閃光燈等。有的還加上了錄音、動態(tài)影像等功能。這些相機(jī)可以應(yīng)用于商業(yè)攝影、公安、科研等一些要求較高的場合。圖2.29業(yè)務(wù)中檔數(shù)字照相機(jī)3.專業(yè)級單鏡頭反光數(shù)字照相機(jī)（見圖2.30）

這類相機(jī)有一個共同特點就是，采用專業(yè)相機(jī)機(jī)身，光學(xué)機(jī)械性能極高。幾乎所有參數(shù)均可人工調(diào)節(jié)，可以更換不同類型的專業(yè)鏡頭，從而滿足了專業(yè)攝影的需要。由于這類相機(jī)是依靠優(yōu)良的光學(xué)性能和機(jī)械性能提高拍攝效果，加上具有高像素和大尺寸的影像傳感器。

能滿足新聞攝影、廣告攝影、藝術(shù)攝影等高畫質(zhì)的要求。圖2.30專業(yè)級高檔數(shù)字照相機(jī)4.機(jī)背型數(shù)字照相機(jī)（見圖2.31）這類數(shù)字照相機(jī)實際上是專業(yè)級數(shù)字照相機(jī)的一個分支。是將普通中畫幅（120）照相機(jī)和大畫幅照相機(jī)的后背更換為單獨的數(shù)字后背，從而構(gòu)成的機(jī)背型數(shù)字照相機(jī)。由于機(jī)背中的影像傳感器面積大，接受的光信息多，成像質(zhì)量好，而且一般用大容量的計算機(jī)存儲影像文件，所以，機(jī)背型數(shù)字照相機(jī)主要用于要求苛刻的靜物攝影、商業(yè)攝影和廣告攝影等方面。圖2.31機(jī)背型數(shù)字照相機(jī)2.1.5數(shù)字照相機(jī)的選購常識

數(shù)字照相機(jī)正在被越來越多的人所接受，許多人可能正在考慮購買數(shù)字照相機(jī)。但現(xiàn)在世面上有如此多的品牌和型號，如何選擇可能是個棘手的問題。

一般要從以下兩個方面入手，一是人們的用途；二是影響數(shù)字照相機(jī)性能的綜合指標(biāo)。

不同的用戶有不同的用途，挑選的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，專業(yè)攝影工作者、攝影愛好者和普通用戶顯然有不同的需求。⑴專業(yè)攝影

專業(yè)攝影工作者或者發(fā)燒友可以說是最挑剔的一族。對于他們來講影像傳感器、鏡頭、機(jī)身、存儲卡都是要最好的。可以選擇性能較好，能夠手動調(diào)節(jié)大量拍攝參數(shù)，存儲設(shè)備性能好的專業(yè)數(shù)字照相機(jī)。⑵商業(yè)用戶

這類用戶有一個共同特點就是考慮投資成本問題。應(yīng)遵循的原則是：在實際使用需求的基礎(chǔ)上，找到功能與價格的最佳平衡點。如果主要用途是制作廣告海報、影樓攝影或其他對圖片質(zhì)量非常高的商業(yè)場合，那么，專業(yè)型數(shù)字照相機(jī)是首選。如果主要用于網(wǎng)頁或發(fā)電子