[数码相机]数码术语详解

机制小车 · 发表于 2007-11-29 14:01:17

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。CCD尺寸
  说到CCD的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积大小，CCD/CMOS面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。

  CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。

  如果分解CCD，你会发现CCD的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。

  第一层“微型镜头”

  我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。

  第二层是“分色滤色片”

  CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，而RGB三个字母分别就是Red, Green和Blue，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红 (M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。

  原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过 400。相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上

  第三层：感光层

  CCD的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。

  传统的照相机胶卷尺寸为35mm，35mm为对角长度，35mm胶卷的感光面积为36 x 24mm。换算到数码相机，对角长度约接近35mm的，CCD/CMOS尺寸越大。在单反数码相机中，很多都拥有接近35mm的CCD/CMOS尺寸，例如尼康德D100，CCD/CMOS尺寸面积达到23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸为36 x 24mm，达到了35mm的面积，所以成像也相对较好。

  现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的 CCD/CMOS像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小，而越专业的数码相机，CCD/CMOS尺寸也越大。

感光器件
  提到数码相机，不得不说到就是数码相机的心脏——感光器件。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。

最大像素数
  最大像素英文名称为Maximum Pixels，所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片，在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法，在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。

  在市面上，有一些商家会标明“经硬件插值可达XXX像素”，这也是相同的原理，只不过在图像的质量和感光度上，以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。

  最大像素，也直接指CCD/CMOS感光器件的像素，一些商家为了增大销售额，只标榜数码相机的最大像素，在数码相机设置图片分辨率的时候，的确也有拍摄最高像素的分辨率图片，但是，用户要清楚，这是通过数码相机内部运算而得出的值，再打印图片的时候，其画质的减损会十分明显。所以在购买数码相机的时候，看有效像素才是最重要的。

有效像素数
  有效像素数英文名称为Effective Pixels。与最大像素不同，有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。最高像素的数值是感光器件的真实像素，这个数据通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。以美能达的DiMAGE7为例，其CCD像素为524万（5.24Megapixel），因为CCD有一部分并不参与成像，有效像素只为490万。

  数码图片的储存方式一般以像素（Pixel）为单位，每个象素是数码图片里面积最小的单位。像素越大，图片的面积越大。要增加一个图片的面积大小，如果没有更多的光进入感光器件，唯一的办法就是把像素的面积增大，这样一来，可能会影响图片的锐力度和清晰度。所以，在像素面积不变的情况下，数码相机能获得最大的图片像素，即为有效像素。

  用户在购买数码相机的时候，通常会看到商家标榜“最大像素达到XXX”和“有效像素达到XXX”，那用户应该怎样选择呢？在选择数码相机的时候，应该注重看数码相机的有效像素是多少，有效像素的数值才是决定图片质量的关键。

最高分辨率
  数码相机能够拍摄最大图片的面积，就是这台数码相机的最高分辨率。在技术上说，数码相机能产生在每寸图像内，点数最多的图片，通常以dpi为单位，英文为Dot per inch。分辨率越大，图片的面积越大。

  分辨率是用于度量位图图像内数据量多少的一个参数。通常表示成ppi（每英寸像素Pixel per inch）和dpi(每英寸点)。包含的数据越多，图形文件的长度就越大，也能表现更丰富的细节。但更大的文件也需要耗用更多的计算机资源，更多的内存，更大的硬盘空间等等。在另一方面，假如图像包含的数据不够充分（图形分辨率较低），就会显得相当粗糙，特别是把图像放大为一个较大尺寸观看的时候。所以在图片创建期间，我们必须根据图像最终的用途决定正确的分辨率。这里的技巧是要首先保证图像包含足够多的数据，能满足最终输出的需要。同时也要适量，尽量少占用一些计算机的资源。

  通常，“分辨率”被表示成每一个方向上的像素数量，比如640X480等。而在某些情况下，它也可以同时表示成“每英寸像素”（ppi）以及图形的长度和宽度。比如72ppi，和8X6英寸。

  Ppi和dpi（每英寸点数）经常都会出现混用现象。从技术角度说，“像素”（P）只存在于计算机显示领域，而“点”（d）只出现于打印或印刷领域。请读者注意分辨。

  分辨率和图象的像素有直接的关系，我们来算一算，一张分辨率为640 x 480的图片，那它的分辨率就达到了307，200像素，也就是我们常说的30万像素，而一张分辨率为1600 x 1200的图片，它的像素就是200万。这样，我们就知道，分辨率的两个数字表示的是图片在长和宽上占的点数的单位。一张数码图片的长宽比通常是4：3。

相于当35mm尺寸
  目前数码相机的成像器件面积都小于普通的135胶卷（即35mm胶卷相机）的面积，所以其镜头焦距很短，说到其镜头焦距时常不会涉及到其实际的物理焦距，而说与其视角相当的35mm（国内的135）相机的镜头焦距，也就是说，其“镜头的视角相当于XX”。

  35mm胶片的尺寸是36 x 24mm，也就是我们平时在照相机馆中看到的最为普遍的那种胶卷，由于35mm焦长的广泛使用，因此它成为了一种标尺，就像我们用米或者公斤来度衡长度和重量一样，35mm成为我们判断镜头视野度的一种标注。例如，28mm 焦长可以实现广角拍摄，35mm焦长就是标准视角，50mm镜头是最接近人眼自然视角的，而380mm镜头就属于超望远视角，可捕捉远方的景物。

  根据相机的光学原理，焦长越小，视角就越大，焦长越大，视角就越小，这对于数码相机和传统相机而言都是不变的道理。现在相机的焦长都是由mm（毫米）来标注的，而无论相机的类型是什么：35mm传统相机,、APS或者数码相机。镜头的焦长代表的是镜头和对焦面之间的距离，对焦面可以是胶片或者传感器。更准确地定义应该是“焦长等于对焦点和镜头光学中心之间的距离”。

  现在通常的数码相机的焦长都非常的短，这是因为绝大多数数码相机的传感器都很小，往往对角线长度还不到一英时，为了在这么小的传感器上能够成像感光，因此镜头和对焦面之间的距离就很小，这就是为什么数码相机镜头的焦长数值都很小的缘故。

  不过在数码相机上采用35mm等值来表现焦长，并非是人们不习惯数码相机上的焦长过短，而是因为每款数码相机上标注的实际焦长往往获得的视野不一样，比如都是6－18mm焦长范围，但是不同的数码相机上这个焦长所表现出来的效果往往是不一样的。这是由于数码相机采用的传感器各有所别。

  我们来看看3种不同CCD的表现效果：

  采用210万CCD的尺寸是1/2"
  采用330万像素的CCD尺寸是1/1.8
  采用400万像素CCD的尺寸是2/3
　　这三款CCD不仅对角线尺寸不同而且所含有的像素值也不同。这里我们需要注意的一个问题是，组成画面的像素和焦长之间是没有必然联系的。很多具有不同像素值传感器的数码相机有很多相同的地方，比如具有相同的镜头和机身设计等等，如果这些传感器具有相同的物理尺寸，那么它们的35mm等值焦长就肯定是相同的。反过来说，这些数码相机上为CCD配套的镜头都具有相同的焦长，比如8mm，但是CCD的尺寸缺不一样，那么这些镜头换算成35mm等值的焦长就肯定不同。它们中间肯定会出现大于标准视野或者小于标准视野的情况。

  因此采用标准的35mm等值焦长来标准就是一个简单可行的方法，不管采用的CCD尺寸如何，这样各款数码相机之间才有了可比性，这就是35mm等值焦长来历

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