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摄影技术与赏析-第二章

§2-1 数码相机的特点

一.定义——利用电荷耦合器件（CCD ，Charge Couple Device )或互补型金属氧化物半导体（CMOS ，Complementary Metal Oxide

Semiconductor ）的光敏体进行“感光”，然后将光学信号转变为模拟电信号，经模数转换后，利用各种存储器存储数码影像文件。

第二章数码摄影基础

二.数码相机与胶片相机的区别、特点

?用CCD代替胶卷感光；

?用半导体存储器代替胶卷记录影像；?数码相机无胶卷传输机构，所以运作噪音低；

?可与计算机连接，进行网络传输。

§2-2 色彩基本知识

一、色彩基本知识

1.光与物体的颜色

物体（1）.透明体（2）.非透明体

物体的颜色取决于光源的光谱成分

——发光体

非发光体

2.彩色视觉人眼视网膜的神经纤维末梢

有两种形状的细胞：

9柱体细胞——反映光的强弱9锥体细胞——感蓝单元

感绿单元

感红单元

三种感色单元受到同等程度的刺激时得消色感觉三种感色单元受到不同程度的刺激时得彩色感觉

3.色彩三要素

色别——物体反射或透射不同波长光线的相对含量。

明度——肉眼所能感受到的辐射能的数量。

饱和度——反射或透射光中彩色成分与消色成分之比。

4.原色和补色

?原色：蓝（B）绿（G）红（R）?补色：黄（Y）品红（M）青（C）?三种原色等量混合成白色。

B+G+R = W

?两种原色光线等量混合，成另一种原色光线的补色。

R+G=Y →W－B 即：Y 与B为互补色R+B=M →W－G 即：M 与G为互补色G+B=C →W－R 即：C 与R为互补色

5.加色法混合、减色法混合

9加色法混合——由三原色（R、G、B）光线混合成彩色。

9减色法混合——由三补色（Y、M、C）

染料涂合而成彩色。

6.光源的色温

——光源的颜色与绝对黑体加热到某一绝对温度（k)时的颜色相同，则该K值称为光源的色温。

例如：白光（蓝+绿+红）的色温：5500K

钨丝灯的色温：

2800K

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

二、滤光镜（滤色镜）的作用

1.滤光镜的作用——是一种吸光介质，吸收某一波段的光线，或突出某一波段的光线。

滤光镜能使通过它的光改变光谱成分。

例如：

2.种类

?玻璃——将玻璃染色

?塑料——用染色的可塑性原料制成

胶质——直接用颜色胶片或颜色胶片

贴在玻璃上

§2-3.数码相机的结构组成

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

快门单元

反光镜

镜头

图像感应器影像处理器

9数码相机常见画幅

APS-H ：30.3mm ×16.6mm 16:9APS-C ：24.9mm ×16.6mm 3:2

APS-P ：30.3mm ×10.1mm 3:1(全景模式）

从画幅上来说就是数码单反相机的感光元件的大小

一、镜头焦距

APS-C 尺寸图像感应器

小型数码相机的图像感应器

全画幅图像感应器

9相当于35mm照相机镜头焦距和焦距转换因子

镜头焦距延长倍数越少，

焦距转换因子越接近于1，

影像传感器光敏区的尺寸就越接近于35mm 胶卷的标准画幅。

9变焦镜头

变焦方式——手动变焦

电动变焦（T W ）

聚焦方式——手动聚焦

自动聚焦

调焦方式——自动和手动

手动聚焦

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

9镜头卡口

二、传感器

CCD的结构

CCD的结构为三层：第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”第三层“感光层”。

?记录彩色影像的方式

1、利用红、绿、蓝或黄、品红、青滤光器，采用加色法或减色法彩色合成原理来记录彩色影像。

2、采用三块CCD ——3CCD

3、用一块CCD，拍摄时采用三次分别曝光的方式，每次采用一种单色滤光器记录一种颜色的光线。

?CMOS

??????

?CMOS

CCD CCD CCD 型

扫描线性型面感光元件CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）——互补型金属氧化半导体，和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。

与CCD相比较，CMOS的主要缺点有：

?噪音较大，易在数码影像上引起杂点；

?灵敏度较低；图像内容不如CCD传感器丰

富，图像细节丢失情况严重。

CMOS 优点

9CMOS传感器更容易制造、成本低。

CMOS传感器可轻松实现较高的集成度。

9CMOS传感器拥有超低功耗的优点。

CCD ——用于中等尺寸传感器

CMOS ——用于大尺寸高端产品传感器

§2-4 衡量数码相机性能的指标

o 像素——在CCD上组成画面的最小单位

称为像素。

o 像素数量的表示方法：阵列

总量

每平方吋的像素数（dpi）

1.分辨率

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

o像素数越多，成像效果越好。

例如：OLYMPUS C-2000（200万像素）

与OLYMPUS C-3000（300万像素）相比

后者质量优于前者。

9最大像素数——是经过插值运算后获得的；9有效像素数——是指真正参与感光成像的

像素值。 CCD的尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。

例如：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66%)。

像素数可以决定打印照片的大小。

高像素可以打印大尺寸照片，低像素可以在互联网上传输。

z光学变焦——英文名称为Optical Zoom，

通过镜头、物体和焦点三方的位置发

生变化而产生的。

2.镜头光学变焦与数码变焦变焦范围图解

28mm50mm

112mm

不改变被摄体的大小变焦拍摄

拍摄范围图解

28mm50mm

112mm 利用广角端拍摄

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利用远摄端拍摄

数码变焦——英文名称为Digital Zoom，是通过数码相机内的处理器，把图片内的每个象素面积增大，从而达到放大目的。

4倍光学变焦

16倍数码变焦

3.彩色深度

彩色深度的值越高，就越能真实地还原亮部和暗部的细节。

例如：

每种原色8位——16位彩色深度

即3种原色总的彩色深度为24位——48位。

——即色彩位数，用位或比特（bits ）表示。 4.白平衡调整

——白平衡英文名称为White Balance 。

通过改变拍摄产生的红、绿、蓝三色

电信号的增益，准确记录被摄体得色别。

它会根据现场环境光来自动调整校正白平衡，使照片达到最佳色彩。

此图为原色图

此图为在正常光源下使用灯光白平衡的图片——偏蓝

在日光下，选择灯光白平衡，影像将偏蓝色。

结论

在灯光下，选择日光白平衡，影像将偏橙色。

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

正常曝光，前景和背景不能兼顾剪影效果，自动白平衡，色彩平淡剪影效果，白炽灯白平衡，呈现冷色调剪影效果，阴影白平衡，呈现暖色调5.相当感光度

——指CCD或者CMOS感光元件的感光速

度或感光灵敏度高低。相当于胶片具有

一定的感光度，即相当感光度。用ISO

表示。

ISO数值越高就说明该数码相机的感

光能力越强。

z和传统相机一样，低ISO值适合营造清晰、

柔和的图片，而高的ISO值却可以补偿灯光

不足的环境。

z ISO值高的图片会比ISO值低的图片亮，但

是同时，也容易增加噪点。

高ISO 低ISO

6. 图像格式

9JPEG图像格式：扩展名是JPG。它利用一

种失真式的图像压缩方式将图像压缩在

很小的储存空间中，其压缩比率通常在

10:1～40:1之间。

9TIFF图像格式：扩展名是TIF。它是一种

非失真的压缩格式(最高也只能做到2～3

倍的压缩比)能保持原有图像的颜色及层

次，但占用空间却很大。

7.取景器

9光学取景器

9LCD取景器（Liquid

Crystal Display，

液晶显示屏）

§2-5 数码相机的种类

1、轻便型数码相机——适合一般家用摄影者

特点：体积小、重量轻、操作易、携带方便。

Canon IXUS210

有效像素1410万

CCD 1/2.3英吋

5倍光学变焦：

相当35焦距24～120mm

液晶屏尺寸: 3.5英寸

上市时间：2010年2月

当前价格：2245元

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Nikon S8000

有效像素1420万CCD 1/2.33英吋10倍光学变焦：

实际焦距：5.4-54mm

相当35mm 焦距30-300mm 液晶屏尺寸: 3英寸上市时间：2010年2月当前报价：2120元

Olympus FE-5030

有效像素1400万CCD 1/2.33英吋5倍光学变焦：

实际焦距：6.3～18.9 mm 相当135焦距26～130mm 液晶屏尺寸: 2.7英寸上市时间：2010年1月当前报价：1260元

Kodak M580

有效像素1410万CCD 1/2.3英吋8倍光学变焦：

相当135焦距28～224mm 液晶屏尺寸: 3英寸上市时间：2010年1月当前报价：1180元

有效像素1010万CCD 1/1.63英吋2.5倍光学变焦：

实际焦距：5.1～12.8 mm 相当135焦距24～60mm 液晶屏尺寸: 3.0英寸宽屏液晶屏像素：46万像素上市时间：2008年7月当前报价：3300元

松下DMC-LX3 3

有效像素1010万CCD 1/2.33英吋12倍光学变焦：

实际焦距：4.1～49.2 mm 相当135焦距25～300mm 液晶屏尺寸: 3.0英寸宽屏液晶屏像素：46万像素上市时间：2009年1月当前报价：2470元

松下DMC-ZS3

2、功能型数码相机——适合业余摄影爱好者

特点：拍摄功能齐全、物镜变焦范围较大、

不可更换镜头。

有效像素1210万CCD 1/2.3英吋20倍光学变焦：

相当135焦距28～560mm 液晶屏尺寸: 2.5英寸上市时间：2009年8月当前报价：3190元

Canon PowerShot SX20

Nikon COOLPIX P100有效像素1030万CCD 1/2.3英吋

26倍光学变焦：4.6 ～120mm

相当135焦距26～678mm 液晶屏尺寸: 3英寸上市时间：2010年2月当前报价：2800元

Olympus SP-800

有效像素1400万CCD 1/2.33英吋30倍光学变焦：

相当135焦距28～840mm 液晶屏尺寸: 3英寸上市时间：2010年2月当前报价：2420元

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

Kodak Z981

有效像素1422万

CCD 1/2.33英吋

26倍光学变焦：

相当135焦距26～676mm

液晶屏尺寸: 3英寸

上市时间：2010年1月

当前报价：2140元

Kodak Z710 IS

松下DMC-LX3

3、单反型数码相机——专业摄影者

特点：可更换物镜；拍摄功能齐全；高分辨

率的传感器；优异的成像质量；可使用外置

闪光灯、滤光镜等一系列摄影附件。

Canon EOS 5D Mark II

有效像素2110万

CMOS 36mm×24mm

全画幅

液晶屏尺寸: 3英寸

上市时间：2008年9月

当前报价：16650元

Nikon D90

有效像素1230万

CMOS 23.6mm×15.8mm

可拍摄短片：1,280×720像素

液晶屏尺寸: 3 英寸

上市时间：2008年8月

当前报价：5780元Nikon D700

有效像素1210万

CMOS 36mm×23.9mm

全画幅

液晶屏尺寸: 3 英寸

上市时间：2008年7月

当前报价：14200元

Olympus E-620

有效像素1230万

Live MOS 17.3mm×13.0 mm

液晶屏尺寸: 2.7英寸

上市时间：2009年2月

当前报价：4200元

感光元件类型：CMOS

面积：36mm×24mm

有效像素：1370万

液晶屏尺寸: 2.5英寸上市时间：2004年柯达DCS PRO SLR/N

4、后背型数码相机——专业摄影者

哈苏501C后背型数码相机——120

有效分辨率1600万像素，

CCD尺寸:36.7×36.7（mm），

镜头焦距换算系数1.5，

色彩深度16比特，

后背显示屏2.2英寸

上市时间：2007年2月

当前报价：约15万，后背：12万

§2-6 数码相机的使用

——佳能EOS450D

一、外形

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二、主要参数

9有效像素：1220万

9感光元件：CMOS

9感光元件尺寸：22.2×14.8毫米9相当于35mm胶片照相机的焦距长度的1.6倍

9显示屏尺寸：3英寸

三、相机基本部件名称及功能

模

式

转

盘

快

门

按

钮

电源开关

感

光

度

设

置

按

钮

基本拍摄区

创意拍摄区

自动曝光锁缩小按钮自动对焦点选择

放大按钮

光学取景器

液

晶

取

景

屏

液

晶

屏

和

光

学

取

景

器

转

换

按

钮

白

平

衡

调

整

驱动模式

照片风格自动对焦模式

测

光

模

式

标准

人像

中性

可靠设置

单

色

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拍摄设置

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲

显示开关

菜

单

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回放按钮

删除按钮

设置按钮、实时显示功能开关

四、基本拍摄操作

.装入电池

2.镜头设置——AF（自动调焦）

3.插入存储卡

4.将电源开关置于“ON”

.转动模式转盘，

选择拍摄模式

.半按快门，待自动

调焦清楚后再按下

快门，曝光一次

快门按钮

回放按钮

删除按钮

7.查看图像或删除图像

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8.全手动调整

横向持机

五、持机的基本方法纵向持机错误的持机方法

从

低

位拍摄

的

持机方法实

时

显

示

拍

摄

腕带使用方法

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六、快门按钮的正确操作方法

未按快门

按动快门按钮的要点

第二章小结

1.色彩基本概念

2.滤光片的作用是什么？白光通过某种颜色的滤光片后得什么颜色的光线？

3.色彩三要素是什么？

4.数码相机基本组成部分的作用是什么？

5.镜头焦距对哪些拍摄性能产生影响？如何影响？

6. 相当35mm照相机镜头焦距和镜头焦距转换

因子，各有什么实际应用价值？7.数码相机特有的性能指标有哪些？8.如何操作数码照相机进行摄影？

9.白平衡调整会影响相片的什么质量？若在日光下选择灯光白平衡，影像将偏什么颜色？若在灯光下使用日光白平衡，影像又偏什么颜色？

10.ISO表示什么？摄影时如何选择？

武汉大学遥感信息工程学院乔瑞亭主讲