2第二章數(shù)碼照相機的基本知識

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1、第二章數(shù)碼照相機的基本知識 教學目的與要求： 要求學生了解數(shù)碼攝影的特點，熟悉數(shù)碼相機的工作原理，為學習下節(jié)課內(nèi)容做好準備。 重點： 數(shù)碼攝影的特點 難點： 數(shù)碼相機的工作原理 教具： 數(shù)碼照相機、多媒體教室 教學程序： 隨著網(wǎng)際網(wǎng)絡的普及改變了我們閱讀及知識交流的習慣 ，影像的數(shù)碼化變成了一股不可 擋的趨勢，于是DC （數(shù)碼相機）快速的取代了傳統(tǒng)的底片相機」們的攝影習慣也跟著這 一波新潮流開始有了大的改變。 一、數(shù)碼攝影的特點 隨著生活水平的提高，買數(shù)碼相機的越來越多，隨著技術(shù)的發(fā)展，相機的品牌種類也琳 瑯滿目。買相機首先要考慮自己的用途，要求和投資。不要盲目攀比，

2、適合自己就是最好的。 最重要的是我們要先了解些數(shù)碼攝影知識。 數(shù)碼相機也叫數(shù)字式相機，英文全稱 Digital Camera，簡稱DC數(shù)碼相機是集光學、 機械、電子一體化的產(chǎn)品。它集成了影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲和傳輸?shù)炔考?，具有?shù)字化存取 模式，與電腦交互處理和實時拍攝等特點。 一）數(shù)碼攝影概述 數(shù)碼相機的歷史可以追溯到上個世紀四五十年代， 1951年賓?克羅司比實驗室發(fā)明了 錄像機（VTR，這種新機器可以將電視轉(zhuǎn)播中的電流脈沖記錄到磁帶上。到了 1956年，錄 像機開始大量生產(chǎn)。它被視為電子成像技術(shù)產(chǎn)生。 二十世紀六十年代，美國一家公司發(fā)明了一種新型相機，在拍攝完畢后就馬上可以得到

3、相片，拍攝者直接就可以觀看自己拍攝的影像，省去了沖洗膠卷和放大照片的過程，大大簡 化了拍攝流程，因而大受歡迎，這就是人們所說的一次成像照相機。但是這種相機的拍攝效 果不夠理想，并且所使用的感光材料材料價格昂貴。 同樣在二十世紀六十年代，美國宇航局（NASA在宇航員被派往月球之前，宇航局必須 對月球表面進行勘測。然而工程師們發(fā)現(xiàn)，由探測器傳送回來的模擬信號被夾雜在宇宙里其 它的射線之中，顯得十分微弱，地面上的接收器無法將信號轉(zhuǎn)變成清晰的圖像。于是工程師 們不得不另想辦法。1970年是影像處理行業(yè)具有里程碑意義的一年，美國貝爾實驗室發(fā)明 了 CCD當工程師使用電腦將CCC得到的圖像信息進行數(shù)字處

4、理后，所有的干擾信息都被剔 除了。后來“阿波羅”登月飛船上就安裝有使用 CCD勺裝置，就是數(shù)碼相機的原形?！鞍⒉?羅”號登上月球的過程中，美國宇航局接收到的數(shù)字圖像如水晶般清晰。 在這之后，數(shù)碼圖像技術(shù)發(fā)展得更快，主要歸功于冷戰(zhàn)期間的科技競爭。而這些技術(shù)也 主要應用于軍事領域，大多數(shù)的間諜衛(wèi)星都使用數(shù)碼圖像科技。 在數(shù)碼相機發(fā)展史上，不得不提起的是索尼公司。索尼公司于 1981年8月在一款電視 攝像機中首次采用CCD將其用作直接將光轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的傳感器。目前索尼每年生產(chǎn)的 CCD占據(jù)了全球50%勺市場，這正是索尼能夠在數(shù)碼相機市場上傲視群雄的一個原因，因為 核心命脈掌握在自己手中。

5、 在冷戰(zhàn)結(jié)束之后，軍用科技很快地轉(zhuǎn)變?yōu)榱耸袌隹萍肌?1995年，以生產(chǎn)傳統(tǒng)相機和擁 有強大膠片生產(chǎn)能力的柯達（Kodak）公司向市場發(fā)布了其研制成熟的民用消費型數(shù)碼相機 DC40這被很多人視為數(shù)碼相機市場成型的開端。 DC40使用了內(nèi)置為4MB的內(nèi)存，不能使 用其它移動存儲介質(zhì)，其38萬像素的CCD支持生成756X 504的圖像，兼容Windows 3.1和 DOS蘋果（APPLE公司的QuickTake 100也同時在市場上推出。當時兩款相機都提供了對 電腦的串口連接。 這之后，數(shù)碼相機CCD的像素不斷增加，功能不斷翻新，拍攝的圖像效果也越來越接近 傳統(tǒng)相機。20世紀末，數(shù)碼相機成熟的

6、技術(shù)的出現(xiàn)徹底解決了這些問題。這是以數(shù)字信號 來記錄、傳輸、復制和編輯圖像的新型技術(shù)。數(shù)碼攝影不僅拍攝出來的圖像質(zhì)量較高，而且 并不需要任何耗材，只是依靠自身的光電元器件來成像。 自1991年第一架數(shù)碼相機問世以來，到現(xiàn)在為止，數(shù)碼攝影僅僅出現(xiàn)了幾十年，數(shù)碼 相機的發(fā)展可謂日新月異。最初的數(shù)碼相機用于通過衛(wèi)星從太空向地面?zhèn)魉驼掌院笾饾u 轉(zhuǎn)為民用。數(shù)碼相機具有一些傳統(tǒng)相機所無法比擬的優(yōu)勢：一旦你以數(shù)字的格式捕獲了一幅 圖像，你能很容易放大，發(fā)布，或編排并且存儲它。所以數(shù)碼相機一經(jīng)問世，加上近兩年來 In ternet的普及，便以爆炸般的速度迅速走紅全球。 ifi捉動態(tài)圖橡 ）數(shù)碼攝

7、影的特點 1、優(yōu)點 （1） 不用膠片，省錢省事 數(shù)碼攝影最大的特點就是不像傳統(tǒng)攝影那樣必須使用膠片才能攝影，而是數(shù)碼照相機通 過自身的光電元器件將光信號轉(zhuǎn)化為電信號并進行保存 。所以使用數(shù)碼相機不需要購買傳統(tǒng) 的膠片，而且每次攝影時不需要裝卸膠片的操作，可謂又省錢，又省事。 （2） 拍完即看，方便快捷 第1頁共19頁 傳統(tǒng)的攝影，必須把一卷膠片拍完，再經(jīng)過沖洗膠片和照片擴印后，才可以得到所拍攝 景物的影像。 數(shù)碼照相機具有即拍即看的功能，通過數(shù)碼照相機上的“預覽”和“回放”功能，攝影 者可以立即看到自己所拍攝的影像，并根據(jù)影像的效果決定是否重新拍攝。對不滿意的影像 可以立即刪

8、除，滿意的影像就直接儲存數(shù)碼相機內(nèi)。數(shù)碼相機都帶有輸出功能，攝影者可以 很方便地把所拍攝的影像直接輸入電腦里或數(shù)字打印上，馬上就可以打印出照片；也可以把 影像輸入計算機中，通過軟件對其進行修改后再進行打印，整個過程簡單方便。顯然數(shù)碼攝 影比傳統(tǒng)的膠片攝影更加方便，大大提高了工作效率。 （3）傳輸快捷，備份方便 如果想把傳統(tǒng)的照片進行遠距離的傳播，除了要經(jīng)過沖洗過程外，還要經(jīng)過傳統(tǒng)的郵寄 過程。不僅浪費時間，而且在傳遞過程中，照片也容易磨損，影響圖像質(zhì)量。 對于傳統(tǒng)攝影的圖像資料進行備份，要經(jīng)過放大照片或翻拍。而照片的沖洗過程和備份 過程中，都會有一定的損耗，造成新復制的影像效果比起原件有

9、一定的差距。而且拷貝的次 數(shù)越多，這種損耗也就越大。 數(shù)碼攝影采用數(shù)字信息記錄和保存圖像，可以在多次復制后，仍保證影像與原件一樣， 所以數(shù)碼攝影所拍攝的影像可以無限制的拷貝而不用考慮影像的損耗問題 （4）彌補失誤，美化效果 對于傳統(tǒng)的膠片攝影來說 ，拍攝完畢后對于在拍攝時所出現(xiàn)的問題和畫面上的瑕疵都無 法進行補救。而數(shù)碼攝影可以通過圖像處理和編輯軟件對攝影時所出現(xiàn)的失誤進行事的修改 和彌補，使畫面更加美觀。 （5）質(zhì)量穩(wěn)定，長久保存 數(shù)碼攝影所拍攝的影像質(zhì)量穩(wěn)定，不像傳統(tǒng)的感光材料那樣要考慮溫度、濕度等客觀因 素的影響。 數(shù)碼影像儲存在硬盤、光盤等存儲介質(zhì)內(nèi)，可以長時間的保存而影像

10、不會失真和退色現(xiàn) 象。這一點是傳統(tǒng)攝影所無法比擬的，傳統(tǒng)的膠片和照片在長時間的儲存后會出現(xiàn)退色，甚 至變質(zhì)等現(xiàn)象，從而導致影像質(zhì)量的下降。 （6）可重復使用，操作方便 數(shù)碼相機拍攝完畢后，只要將存儲器內(nèi)的資料輸出后又克繼續(xù)使用。不像傳統(tǒng)攝影那樣 必須再更換新的膠片后才能繼續(xù)拍攝 。而且在拍攝時數(shù)碼相機可根據(jù)拍攝條件和拍攝環(huán)境自 行變動感光度，避免了傳統(tǒng)攝影要更換不同感光度的膠片才能拍攝的麻煩，極大方便了拍攝 者。 （7）節(jié)約資源，保護環(huán)境 數(shù)碼攝影基本不消耗原材料，而傳統(tǒng)攝影是以鹵化銀為感光材料的基礎的。每年世界上 都要消耗幾十噸的金屬銀用于生產(chǎn)相紙 ，而且還要消耗大量的化學藥品來制造

11、沖洗膠片和照 片的藥水，這些過程中還會產(chǎn)生大量的廢棄物和廢液，既消耗了大量的資源又不利于環(huán)境的 保護。而數(shù)碼攝影只是將影像打印在紙張或相紙上，最多也只消耗墨盒和墨水，相比于傳統(tǒng) 攝影來說更為環(huán)保。 2、缺點和不足 1）影像質(zhì)量欠佳 雖然數(shù)碼相機在使用中具有方便快捷的優(yōu)點 ，但是在影像質(zhì)量上卻無法與膠片相機所拍 攝的影像相比，尤其拍攝一些大型照片時，數(shù)碼照片對于被攝對象細部層次和質(zhì)感的表現(xiàn)力 不如普通照片。 （2）故障率高 數(shù)碼相機是電子設備，在拍攝中發(fā)生故障的幾率要比膠片相機高。 （3）存儲介質(zhì)不穩(wěn)定 數(shù)碼照片一般存儲介質(zhì)是計算機硬盤、光盤等，有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或者存儲損壞等問 題

12、。 二、數(shù)碼照相機的工作原理 數(shù)碼照相機（Digital Camera簡稱數(shù)碼相機）是一種利用電子傳感器把光學影像轉(zhuǎn)換 成電子數(shù)據(jù)的照相機。與普通照相機在膠卷上靠溴化銀的化學變化來記錄圖像的原理不同， 數(shù)碼相機的傳感器是一種光感應式的電荷耦合器件 （CCD或互補金屬氧化物半導體（CMO） 在圖像傳輸?shù)诫娔X以前，通常會先儲存在數(shù)碼存儲設備中。 一）數(shù)碼照相機的成像原理 傳統(tǒng)相機產(chǎn)生圖像的方法是讓光通過鏡頭到達膠卷上 。膠卷上涂有一層光敏化學藥品— 鹵化銀，膠卷上受到光照的敵方產(chǎn)生一種化學反應，記錄下一個潛在的圖像。在沖洗膠卷的 過程中又發(fā)生更多的化學反應，把這個潛在的圖像轉(zhuǎn)變成照片。數(shù)

13、碼相機也用光來產(chǎn)生圖 像，但不是用膠卷，而是使用一種叫做光電傳感器的影像攝取元件來捕捉圖像。數(shù)碼攝影技 術(shù)主要是利用光電傳感器，將鏡頭所形成的影像的光信號轉(zhuǎn)化為電子信號。這些光電傳感器 指甲大小的硅片包含了幾十萬或幾百萬個感光元件 ，這些元件能夠記錄照射在它上面的光的 強度和亮度，反映到計算機顯示器或噴墨打印機打印出的圖像上就是它們的色彩及明暗。數(shù) 碼相機的圖像傳感器所包含的感光元件的數(shù)目越多，成像的質(zhì)量越高，當然所需的成本也越 高。這些被記錄的光信號通過處理器處理后被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并存儲在數(shù)碼相機的存儲器 中。也可以儲存在計算機、磁盤的儲存介質(zhì)上，需要觀看的時候。再還原成人眼可以看到的 光信

14、號。 這看似簡單的過程其實是很復雜的，每一步都對應著數(shù)碼相機的一部分元件。通常數(shù)碼 相機可分為四個功能的光信號。 1、輸入部分 數(shù)碼相機的輸入部分主要指感光部分，相當于數(shù)碼相機的眼睛，其作用是由光電轉(zhuǎn)換器 把鏡頭所成的影像轉(zhuǎn)化為電子信號。 使用數(shù)碼相機拍攝時，被攝景物反射來的光線，經(jīng)過鏡頭的匯聚成光學影像——即光信 號，投射到光電傳感器上，光電傳感器會產(chǎn)生電信號變化，把景物的光信息轉(zhuǎn)化為影像的電 信號。 2、控制、處理部分 控制、處理部分相當于數(shù)碼相機的大腦，它主要由中央處理器或數(shù)字信號處理器及相關 電路組成。其作用是控制拍攝與光電信號的轉(zhuǎn)換，并對數(shù)字影像進行處理和控制。 3、存

15、儲部分 第 3 頁 共 19 頁 存儲部分的作用主要是把光信號轉(zhuǎn)化而成的電信號，以文件的形式保存在存儲器中。存 儲器一般分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩種。內(nèi)存儲器一般為存儲芯片；而外存儲器中常見的 是：閃存卡、硬盤、光盤等。 4、輸出部分 ，這主要通過數(shù)碼相機上的 輸出部分的主要作用是把所拍攝的數(shù)字影像傳輸?shù)接嬎銠C上 數(shù)碼接口實現(xiàn)，其中以USE接口和IEEE1394接口最為常見。 ）光電傳感器 數(shù)碼相機所采用的光電傳感器主要有兩大類：光電耦合器CCD和互補型金屬氧化物半導 體 CMOS 光電傳感器生成影像的基本單位是像素。傳感器上包含的像素越多，面積越大，所成影 像的質(zhì)量也就越好

16、。 1、光電耦合器CCD 圖像傳感器，通常為電荷耦合器件 CCD是數(shù)字相機的核心。是一種金屬-氧化物-半導 體集成的芯片，結(jié)構(gòu)比較復雜。相機所使用的傳感器的像素數(shù)并不是影響相片質(zhì)量的唯一因 素，但卻是主要因素。高像素相機可產(chǎn)生最清晰的圖像、最真實的色彩和最逼真的皮膚色調(diào)。 贊成使用CCD芯片的主要論據(jù)是這種芯片比 CMOS!靈敏，它可以根據(jù)自身所受光照的 強弱，產(chǎn)生出大小不同的電信號以模擬所手光線的強弱，因此可在昏暗的光線下照出較好的 相片。用CCDS片的相機照出的相片也比 CMOS!楚，使用COM芯片有時會有“噪聲”問題， 圖像上有些缺點。 出于圖像質(zhì)量的考慮，目前大多數(shù)數(shù)碼相機

17、使用 CCD技術(shù)。 2、互補型金屬氧化物半導體 CMOS CMOS專感器是近兩年才出現(xiàn)的，它是一種互補型金屬氧化物半導體，結(jié)構(gòu)簡單體積小 巧。CMOS片的成本較低，在這里節(jié)省的費用可轉(zhuǎn)化為更低的相機價格。而且 CMOS片比 CCDs片吸收的能量少，所以 CMOS5片的相機換一次電池可使用更長的時間，非常省電。 但這樣會使捕獲的圖像偏黑而且不夠精細。 三) 文件的常見記錄格式 在你從相機向計算機傳輸圖像時或設置相機功能時，也許會遇到要求選擇文件格式的情 況?，F(xiàn)在許多新型號的相機都可以以兩種以上的文件格式存儲圖像。在圖像編輯軟件中編輯 之后，為了保存圖像你也需要指定文件格式。 所謂文件

18、格式一詞簡單地說就是保存計算機數(shù)據(jù)的方式?，F(xiàn)在流行著許多不同的圖像格 式，它們都有獨特的存儲數(shù)據(jù)的方法。有些格式屬于專用格式，也就是說這種格式只有你使 用的這種相機才使用這種格式處理圖像。專用格式有時也被稱為本機格式。如果你準備編輯 用專用格式保存的圖像，就必須使用相機提供的軟件。當然，你可以使用這個軟件把圖像文 件的格式轉(zhuǎn)換成其他圖像編輯程序也可以打開的格式。 許多軟件都有自己的專用格式。例如 PhotoDelux使用一種叫PDD的格式，它支持 PhotoDelux軟件的所有編輯功能，并能提高軟件內(nèi)部的編輯處理速度。如果你準備用其它 軟件打開保存圖像，但是這些軟件不支持 PDD格式，可以

19、把文件保存成 PhotoDelux支持的 其他幾種格式。有些文件格式只能在 Mao機上使用，還有些格式只能在 PC機上使用。少數(shù) 文件格式十分特殊難用，所以很少有人愿意使用，反之有些格式十分流行，兩種微機平臺上 的幾乎所有程序都支持它們。 數(shù)字信號文件的記錄格式主要有無壓縮記錄格式和壓縮記錄格式兩種。 1、無壓縮記錄格式 無壓縮記錄格式記錄下的影像沒有失真，記錄的精度較高，影像的清晰度和質(zhì)量都比較 好，但是所需要的存儲空間比較大，一般需要配置高容量的存儲器。 常見的無壓縮記錄格式是“ TIFF”標準。使用“ TIFF”格式存儲數(shù)據(jù)影像，可以確保影 像的質(zhì)量和品質(zhì)不受壓縮的影響。“

20、TIFF”的縮寫全意為帶標記的圖像文件格式( Tagged Image File Format)。TIFF和JPEG —樣也是萬維網(wǎng)上最流行的一種圖像文件格式。 TIFF 圖像可以在大多數(shù)Macintosh和Window程序中打開和使用。 當使用TIFF格式保存圖像時，可能需要確定字節(jié)方式，如圖所示。如果你準備在 Mic 機上使用圖像，應該選擇Mic機方式，否則則是使用PC機方式。有時你還需要選擇使用LZW 壓縮。LZW是—種無損壓縮方式，在圖像壓縮時這種方式只廢除一些無用的圖像數(shù)據(jù)，所以 它不會損失圖像質(zhì)量。然而，這種方式的圖像壓縮不能像用 JPEG壓縮方式那樣大大降低圖 像文件的

21、大小。這也是為什么 Tiff格式并不能被認為是萬維網(wǎng)上使用的最佳圖像格式的原 因。 盡管大多數(shù)程序，但不是所有的程序都支持LZW方式壓縮的Tiff圖像。如果你打開TIFF 圖像時存在問題，可能就出在壓縮上面。這時可以試一下用其他程序打開再保存圖像，這樣 就可以取消壓縮。 還有Gif格式，這種格式是CompuServe公司的公告牌服務機構(gòu)開發(fā)并推廣的一種圖像 傳輸格式。現(xiàn)在 GIF （圖形交換格式，Graphics In terCha nge Format的縮寫）和JPEG已是 萬維網(wǎng)中應用最為廣泛的兩種格式。GIF格式的一個變種（正式叫GIF89a）,其特點之一是 可以讓你把圖像的部

22、分區(qū)域設置成透明的，這樣可以透過圖像看到 Web網(wǎng)頁的背景。GIF的 缺點是它局限于保存8位圖像（256色或更低），8位圖像讓人們感到它比較粗糙、有斑點。 2、壓縮記錄格式 壓縮記錄格式是將影像的數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚砗蛪嚎s，以減小數(shù)據(jù)的自身大小，相對于 無壓縮格式，可以使同一個存儲器一次可以存儲更多的數(shù)碼影像。 靜態(tài)壓縮格式：現(xiàn)在比較常見的靜態(tài)壓縮格式是 JPEG格式，JPEG這個縮寫的完整含義 是聯(lián)合圖片專家組（Joi nt Photographic Exerts Group ）。它是開發(fā)這種格式的組織機構(gòu) 名稱。JPEG格式是現(xiàn)在使用最為廣泛的格式之一， Mac機和Windows系統(tǒng)的

23、幾乎所有程序都 可以打開和保存JPEGffl像。JPEG還是萬維網(wǎng)中圖像處理時使用的主要兩種文件格式之一。 JPEG格式的優(yōu)點之一是可以壓縮彩色影像，也可以壓縮灰度影像，一般可以實現(xiàn) 1： 40 的壓縮比，保證圖像文件比較小。圖像文件越小越節(jié)省磁盤空間，從網(wǎng)上下載時也就越節(jié)省 時間。問題是JPEG使用的是有損壓縮方案。這就是說有些原始圖像數(shù)據(jù)在壓縮過程中丟失 了。你每打開、編輯和再保存圖像一次，圖像就重復被壓縮一次，損失也就更多。 JPEG格 式所壓縮的是人眼不大會注意到的影像信息，而對于人眼敏感的影像信息則基本保留，因此 壓縮后的圖像仍可以保證具備一定的品質(zhì)。 在你使用JPEG格式

24、保存圖像時，通常會遇到如圖所示的對話框，這時需要確定希望使 用的壓縮數(shù)量。為了保證數(shù)據(jù)損失限制在最小數(shù)量，確保最佳打印圖像效果，應該選擇最高 質(zhì)量設置（這時的壓縮量最小）。對于 Web上的圖像，你可以使用中檔質(zhì)量的壓縮設置。 如果你需要使用JPEG格式保存圖像，最好等到圖像最后編輯完成再進行保存。在你對 圖像進行處理時，使用本機程序格式或 TIFF格式保存圖像，這些格式能夠保留所有重要的 第7頁共19頁 第#頁共19頁 圖像數(shù)據(jù)。只有在你完全結(jié)束圖像編輯之后再保存成 JPEG這種做法你只需要壓縮圖像一 次，保證數(shù)據(jù)丟失限制到最小范圍。 動態(tài)壓縮格式：比較常見

25、的動態(tài)壓縮格式是 縮率非常高，也是一種常用的壓縮格式。 MPEG&式，它的壓縮比達到了 1： 50。壓 第#頁共19頁 第#頁共19頁 四）常見的輸出端口 數(shù)碼相機與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸主要通過裝置來實現(xiàn)，攝影者可以通過輸出端口和相 應的連接線，把所拍攝的影像數(shù)字信息傳輸?shù)接嬎銠C上，進行編輯、加工或者直接輸出照片。 目前，比較常見的是輸出接口是 USE接口、IEEE1394接口、PCMCIA接口等。 1、USB接 口 串行接口（ RS-232） USB接 口又稱為通用串行接口，是現(xiàn)在最常見的接口。其特點是體積小巧，安裝方便、 可連接127個外圍設備，即插

26、即用，支持熱插拔（即無需重新啟動計算機即可使用所連接的 設備）?，F(xiàn)在一般的計算機都帶有這個接口。 USB接 口的理論傳輸速率達到12MB秒，而現(xiàn) 在采用這種連接方式的數(shù)碼相機實際的傳輸率在 4MB秒左右。目前KODAK SONY數(shù)碼相機 的某些型號采用了這種接口， NIKON OLYMPU也將在最新的型號中采用這一接口。 2、 IEEE1394接口 IEEE1394接口又稱FireWare（火線）接口，可以達到比USB接口更快的傳輸量，傳輸速 率達到400MB秒，可以連接63個外圍設備，而且支持熱插拔。但由于一些計算機上尚未裝 有這一接口，所以一般的民用數(shù)碼相機都不采用它，而專用數(shù)碼相

27、機因為所拍的圖像文件較 大，一般都米用這種接口。 3、 PCMCIA!口 PCMCIA接 口專門為一些使用了閃存卡的相機而設置的，可以直接把閃存卡安裝在筆記 本計算機的PCMCIAS座中，向計算機進行數(shù)據(jù)影像的間接傳輸。 另外，現(xiàn)在許多廠商提供可直接讀取數(shù)碼相機存儲卡的適配器一閱讀器，這樣就不再需 要將數(shù)碼相機與計算機連接起來。常見的閱讀器有軟盤適配器、并行口閱讀器、 USB接 口閱 讀器等。 SmartMedia軟盤適配器：這種適配器通常叫做FlashPath，它使你能用普通的軟盤驅(qū)動 器讀取SmartMedia卡的數(shù)據(jù)。把卡插到適配器中，再把適配器放到軟盤驅(qū)動器里，然后

28、就 可以像傳送軟盤上的任何文件那樣把圖象文件從軟驅(qū)拖放到硬盤中。 PC卡適配器：這種適配器能夠能把 CompactFlash卡或SmartMedia卡裝扮得好像標準 的PC卡一樣。在把存儲卡插到適配器中之后，把它們?nèi)坎宓侥阆ド闲陀嬎銠C的 PC卡插 槽中或插到PC卡閱讀器中。PC卡在計算機桌面上顯示為一個驅(qū)動器，你可以把圖像文件從 PC卡驅(qū)動器拖放到硬盤驅(qū)動器中。 PC卡閱讀器：如果你想把圖像文件傳到你的臺式計算機而不是傳到膝上型計算機上， 你就可以把一個PC卡閱讀器連接到你的系統(tǒng)中。你可以買一個內(nèi)置式的卡閱讀器插在你 PC 機的一個空閑的擴展槽里，或者買一個外置式閱讀器，通常

29、用電纜通過并行端口連接在你的 計算機上。你的計算機把 PC卡閱讀器“看作”系統(tǒng)中的另一個驅(qū)動器，就像軟驅(qū)或硬盤一 樣。 并行/USB接口閱讀器：這兩種閱讀器是與計算機的并行口或 USB接口相連，直接讀取 存儲卡的數(shù)據(jù)。計算機將其當作一個可移動磁盤使用，同樣你可以把存儲卡插在閱讀器里， 然后把文件從閱讀器拖放到硬盤驅(qū)動器里。這兩種接口的閱讀器又各自分為 SmartMedia和 CompactFlash 兩種。 CompactFlash 并口 閱讀器 SmartMedia USB 閱讀器 投資買一個卡適配器或一個卡閱讀器不僅在圖像下載的時候節(jié)省了你的時間 ，而且也擴 大了存儲卡的

30、用途。除了可以用它傳輸圖像文件外，還可以用它在膝上型計算機或臺式機之 間傳輸普通的數(shù)據(jù)文件。因為存儲卡可以存放比標準軟盤更多的數(shù)據(jù)，所以用存儲卡可以一 次復制更多的文件。 五）數(shù)字影像的存儲 數(shù)碼相機的存儲器主要分為兩種：內(nèi)存儲器和外存儲器。 （1） 內(nèi)存儲器主要指在相機出廠時已經(jīng)安裝在相機內(nèi)部的不可拆卸的芯片存儲部件。 （2） 外存儲器是指外接的方式來達到存儲數(shù)字文件的部件。 這些非易失性的外存儲器（無需電源即可保留內(nèi)容的設備）曾經(jīng)只是一種夢想；但隨著 人們尋求在計算機、手持PDA數(shù)碼相機和多媒體設備之間存儲和傳輸信息的最簡便方法的 需要與日俱增，新出現(xiàn)的存儲技術(shù)使這些存儲器變得更

31、小，更輕，更快，而且比以往任何時 候都更得心應手。 一般現(xiàn)在的外存儲器都制作成體積小巧的“卡”型，可以通過熱插拔快速更換，稱為存 儲卡或內(nèi)存卡，目前，存儲卡已經(jīng)是眾多數(shù)碼相機的重要配件之一。現(xiàn)在絕大多數(shù)數(shù)碼相機 都使用了可更換的內(nèi)存卡，其容量也越來越大。而且它們不但可以存儲數(shù)碼相機所拍攝的圖 像，更可作為一個便攜的計算機數(shù)據(jù)的存儲器使用。 目前常用的數(shù)碼相機的外存儲器為半導體存儲器，簡稱閃存卡。與機械或磁記錄設備相 比，閃存還有很多很多的優(yōu)勢：閃存卡的體積小巧，耗電更少；使用非常方便，而且比較堅 固，它們使用固態(tài)存儲，沒有易損壞的活動部件，可承受較大的沖擊和震動。例如 CompactFla

32、sh、DataFlash、SmartMedia 和 Sony 的 Memory Stick （記憶棒）。這些新型存 儲設備均基于同一個想法：可擦除ROM和所有可擦除ROMH樣，閃存的擦寫次數(shù)是有限的。 早期的設計只能保證數(shù)十次或數(shù)百次的質(zhì)量，而最新的型號能夠做到一百萬次或更多。這些 存儲器具備一個非常關鍵的優(yōu)勢：不需要高于計算機或數(shù)字相機中常見的電壓 （通常情況下 為3伏或5伏）。所有這些功能使閃存對于便攜設備來說非常有吸引力一例如 PDA和數(shù)字相 機一在這些設備中用戶往往希望改變一些數(shù)據(jù)但又要保證其他部分不受破壞 。某些設備安裝 有標準的3.5英寸1.44M軟盤作為移動存儲設備，但這類

33、機械產(chǎn)品體積太大，能量消耗相當 第11頁共19頁 大（這就導致電池使用時間變短），而且容量有限。與之相反，這些新型存儲設備就要快得 多，而且電源消耗更小，并能夠存儲 32MB甚至100 M以上的數(shù)據(jù)。 數(shù)碼照相機上的閃存卡基本上可以分為: 如圖所示。 CF卡、MS卡、SM卡、MMC卡SD卡、XD卡等, CF卡 MS MMC^ SD 第#頁共19頁 第#頁共19頁 XD卡 第#頁共19頁 閃存卡很容易作為便攜設備的可移動存儲介質(zhì)來使用。困難在于如何將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎?機中。一種常見的方法是生成 PC卡閱讀器，它一方面能夠

34、讀取閃存卡中的內(nèi)容，另一方面 也可以插入到標準的Type II PC卡插槽中。對于桌面系統(tǒng)來說，由于沒有 PC卡插槽，所以 閱讀器得連接到并口、 SCSI或USB端口上。某些閱讀器甚至可以支持多個閃存卡格式。 閃存的一個弱點是它在便攜設備中沒有一個統(tǒng)一的標準。如果你有兩個便攜設備，它們 使用的卡很可能就不是同一種類型的。 DataFlash :這種方案將閃存圭寸到Type II的PC卡中，這樣一來，任何帶有 Type II插 槽的設備都可以輕松地進行數(shù)據(jù)傳輸。為了便于在臺式機上使用，這種卡會以標準 IDE磁盤 控制器的形式出現(xiàn)在系統(tǒng)中。但是，與那些小尺寸的數(shù)字相機和手持設備相比

35、， PC卡形式 的設備相對大了些。所以，DataFlash卡通常出現(xiàn)在體積稍大的專業(yè)級數(shù)字相機上，因為在 這種情況下尺寸就不是什么關鍵因素了。 SmartMedia:也被稱作固態(tài)軟盤卡(Solid State Floppy Disk ，ssfdc )，這種小巧的 存儲卡大小約為1.7 X 1.5英寸一比典型的商業(yè)卡的一半還??；而且，它還相當薄，只有0.03 英寸。這種格式可以使用多種不同的適配器，其中包括可以插入 PC卡插槽的PC卡適配器。 你也可以將軟盤適配器用于 SmartMedia，這樣你就能夠在沒有PC卡插槽的PC上使用軟盤 驅(qū)動器讀取上面的數(shù)據(jù)了。使用這種存儲卡的數(shù)碼相機

36、包括 OLYMPUSFUJIFILM等。 CompactFlash：這些卡的尺寸和 SmartMedia一樣，但稍微厚一些，約為 0.13英寸。之 所以厚的部分原因在于它們包含了針對存儲器的控制電路；而且還是用標準的 IDE接口。這 會使得該設備生產(chǎn)成本更為昂貴且低容量的 CompactFlash的價格也比SmartMedia高。不 過，對于16MB或更高的容量來說，兩種設計的成本一樣。由于 CompactFlash卡含有自己的 控制電路，所以它的閱讀器和適配器的制造費用要小得多，它的市場價格充分反映出了這一 點。用于 SmartMedia的PC卡適配器通常要比 CompactFlas

37、h卡的適配器貴 5倍。使用 CompactFlash 的數(shù)碼相機包括 KODAK NIKON CANONEPSON CASIO等。 Memory Stick （記憶棒）這個半路殺出的存儲類型來自 Sony。尺寸為0.85 X2英寸， 厚度為0.11英寸，大約是一塊口香糖的大小。Sony為這種格式提供了 PC卡和并口兩種適 配器。目前SONY在它的最新的數(shù)碼相機和數(shù)碼攝像機中使用了記憶棒（它以前的數(shù)碼相機 產(chǎn)品使用的是3英寸1.44M軟盤）。 六）像素、分辨率和色彩 1、像素 當你打開計算機閱讀電子郵件或?qū)懸黄撐模蛐枰鲆恍┭芯慷M入因特網(wǎng)瀏覽一些 歷史性的影像剪輯、藝術(shù)

38、博物館或攝影展覽，或戴上 3D眼鏡在計算機所裝載一個飛行模擬 器程序中穿梭時，你所看到的一切實際上都是由無數(shù)個小點組成的。這些創(chuàng)造圖象的小點（單 元）就叫做像素（pixel，為圖元picture elementde 縮寫詞）。像素是影像傳感器攝取數(shù) 字影像的基本元素，是構(gòu)成數(shù)字影像的最小單位，其形狀為一面積及其微小的多邊形小塊 。 第15頁共19頁 這里你看見的是著名的點彩畫派油畫“ The Spirit of ‘76”的復制品。它形象的說 明了像素點是怎樣構(gòu)成一幅圖畫的 數(shù)字圖像被像素劃分成一個個格子。計算機能通過這些格子改變每個區(qū)域 色彩或亮 度。這樣，文章和圖像就被顯示出

39、來。 有一個問題就是當你把數(shù)字圖像打印成小尺寸時，它看起來好極了。但當你把它放的過 大時這些像素就會顯現(xiàn)出來，真?zhèn)€畫面邊緣呈鋸齒狀顯得很粗糙。大部分低檔數(shù)碼相機不可 能用大于 4x6 英寸的尺寸打印出高質(zhì)量的相片來。 數(shù)碼照相機的像素主要有三種表現(xiàn)方法： 標稱像素、有效像素 和插值像素。 1）標稱像素 標稱像素是指廠家在廣告宣傳中的總光學像素 ，所指的是光電傳感器所具有的理論的總 光學像素。 2）有效像素 有效像素是指在實際拍攝中真正起作用的那部分像素值。 3）插值像素 插值像素指相鄰兩光學元素的真實影像信息取平均值，得到一新的虛擬影像信息，而后 將此人為增加的新信息作為新像素

40、插補在原兩真實像素之間 ，即通過軟件計算對原數(shù)字信息 進行賦予人為增加之新虛擬信息的插補，以填補由于受影像傳感器總光學像素所限，而在拍 攝時可能缺少的信息。插值像素的值通常都比有效像素大很多。 2、分辨率 分辨率是指數(shù)碼照相機的光電傳感器沿水平方向的全部像素與沿垂直方向的全部像素 值的乘積，即XX Y。數(shù)碼照相機的分辨率越高，所拍攝的影像的質(zhì)量也就越好。在像素值 一定的情況下，影像傳感器的面積越大，數(shù)碼相機所拍攝出來的影像質(zhì)量也越好。 低檔數(shù)碼相機所建立的圖像一般是 640個像素寬和 480個像素高，所以它們不能用作大 幅面輸出。因此，任何數(shù)字圖像的質(zhì)量如何 , 如打印或在一幅屏幕上顯示

41、出來 , 很大部分地 取決于它的分辨率，更多更小的像素能更加反映出圖像的細節(jié)。表示一幅圖像的分辨率有 3 種方法：由像素的總數(shù)目或像素/英寸（ppi）或點/英寸（dpi）。目前，一般彩色電視機的 分辨率為320X525,總像素在16.8萬左右，人眼睛的分辨率為 11000X1100Q總像素在12 億左右，傳統(tǒng)感光膠卷的像素在 2百萬以上，目前高檔商用數(shù)碼像機的分辨率在 1600X1200 以上，總像素也達到了 211萬以上。 有一點值得說明的是，數(shù)碼相機的分辨率當然是越高越好，但你要注意這個值是圖像傳 感器的物理的分辨率還是進過軟件處理后得到的分辨率。這一點同樣出現(xiàn)在掃描儀中。因為 如果圖像

42、傳感器像素大幅提高，產(chǎn)品的成本必然大幅提高，因此某些廠家采用軟件插值運算 的方法來提高像素和分辨率 。這一方法的原理是用兩個相鄰的像素進行運算得到一個新的像 素，從而提升分辨率（實際上在計算機中通過一些圖像處理軟件可以很容易的實現(xiàn)這一功 能）。這一方法雖然提高了分辨率，但通過軟件生成的像素并不能真正反映真實的色彩，所 以在圖像中不同色彩的邊界往往會產(chǎn)生色差和明顯的鋸齒。所以在選購數(shù)碼相機時，一定要 注意標稱的像素是圖像傳感器的分辨率還是通過軟件提升得到的像素。 也 筋 &1C P6 G2 G6 G19 插值運算的原理 插值運算在兩種色彩交界處產(chǎn)生了一個非真實的色彩 3、數(shù)碼相機的

43、色彩 分辨率不是決定你的圖像質(zhì)量的唯一因素，顏色同等地十分重要。當你欣賞自然景色或 一幅高質(zhì)量的攝影圖片時，你能區(qū)分的數(shù)百萬種顏色。一幅圖像或你的計算機顯示器能顯示 的顏色數(shù)目叫做彩色深度或位深度。彩色深度用位或比特表示，它決定了色調(diào)的范圍。彩色 深度的值越高，便能更好地還原亮部和陰影部的細節(jié)?，F(xiàn)在一般的數(shù)碼相機都達到 24 位, 即真彩色。 顏色種類 位/象素 公式 顏色數(shù)目 黑白 1 21 2 灰度 8 28 256 256色 8 28 256 16位彩色 16 216 6 5千 真彩色 24 224 16白力 在顏色方面，數(shù)碼相機的圖

44、像傳感器比傳統(tǒng)的膠卷有一定優(yōu)勢：多數(shù)數(shù)碼相機可以用 24位數(shù)據(jù)采集顏色。24位的彩色就意味著可以表現(xiàn)一千六百萬種以上的顏色，一般認為這 是人眼可以分辨的最多的顏色數(shù)了。而且數(shù)碼相機在采集顏色時紅、綠、藍三色是分別取樣 的，相互之間沒有干擾。而膠卷則不同，各個感光層之間多少總會有一些相互影響，就會導 致膠片的偏色現(xiàn)象，而且這種偏色隨制造商和具體產(chǎn)品型號還各有差別。 但為什么傳統(tǒng)的相片有時看起來比數(shù)碼相機拍攝的相片效果要好呢？ 一方面以前的數(shù) 碼相機的圖像傳感器的像素 大多在幾十萬或一百萬左右，像素不夠自然效果不理想；另一 方面，還是傳統(tǒng)膠卷的根本原理拯救了它：鹵化銀晶體。我們知道，膠片使

45、用鹵化銀晶體進 行感光、成像。在膠片中，鹵化銀晶體的排列是隨機分布的，在研究膠片的顆粒時可以看到 鹵化銀顆粒感光后沒有固定的排列模式。其分辨率取決于鹵化銀顆粒的大小。而 CCD則不 同，它的排列要按照生產(chǎn)時的工藝整齊放置。不幸人眼對這種圖像中的排列模式十分敏感， 在影像放大到一定程度可以看到顆粒的時候，人眼可以輕易地分辨出 CCD固定的排列模式， 尤其在色調(diào)變化劇烈的位置，每一個像素都可以看清，而膠片的顆粒性相比之下就沒有那么 明顯了。正是這個原因，噴墨打印機的廠商已經(jīng)開始使用某種抖動技術(shù)，讓墨點以更加隨機 的方式分布，使打印的圖像更加自然。 對這個問題數(shù)字相機可以有兩個解決方案：繼續(xù)提

46、高分辨率，直到人眼不能分辨其中的 點，也就解決了像素排列模式的問題。目前大多數(shù)數(shù)碼相機的 CCD已經(jīng)做到了 200萬像素以 上，已基本上解決這一問題；另一種方法是在 CCD捕捉圖像之后使用某種算法把圖像變得更 加自然，這在現(xiàn)在的一些相機中也有應用。 七）感光度與白平衡調(diào)節(jié) 1、感光度 感光度（也就是ISO）指的是感光體對光線感受的能力。在傳統(tǒng)攝影時代，感光體就是 底片，使用傳統(tǒng)相機拍攝時會受到感光材料也就是底片的限制。而在數(shù)碼攝影的時代，相機 則采用CCD或是CMO作為感光原件，感光度越高（也就是 ISO值越高）時，拍攝時所需要 的光線就越少，感光度越低時，對拍攝時所需要的光線就越多。

47、數(shù)碼照相機則可以自己進行 調(diào)節(jié)感光度，這樣在拍攝的時候創(chuàng)作的自由度也就越大。 一般我們常見的 ISO 數(shù)值有：ISO50、ISO1O0 ISO2O0 ISO4O0 ISO8O0 ISO160O 當ISO的數(shù)值越高時，感光度就越強。目前入門級數(shù)位單反相機的感光度通常達到了 100? 400之間（NIKON為ISO 200），最高都有達到了 ISO 100?3200的實力。 在每兩個相鄰的感光度號數(shù)之間，差異的感光能力是兩倍，也就是說， ISO100 的感光 能力是ISO50的兩倍，同樣的ISO1600的感光能力是ISO800的兩倍。這里的計算方法，跟 我們在前面課程中提到過的光圈和快門是一

48、樣的。 感光度跟光圈、快門一樣，在兩個相鄰號數(shù)之間都有「一級」或是「一格」的差距。所 以，我們在換算曝光量時，同樣的也可以把 ISO帶進去里面作變換。例如：F2.8、1/60S、 ISO 100 = F5.6、1/60s、ISO 400 （因為光圈減少了兩格的光量，所以右邊在 ISO感光度上 增加了兩格補回來）。 提高感光度可以幫助我們在環(huán)境比較暗的場合來拍照，而不需要藉助閃光燈、或是大光 圈的鏡頭來輔助，不過它也有一個很難令人忍受的缺點，就是當感光體的感光度越高，所拍 攝出來的圖片粒子就會越粗造，畫面的噪聲也會增多。 一般數(shù)碼單反相機對噪聲及粗粒子的抑制能力，也是作能力評比時的一個重要

49、評分依 據(jù)。我們來看看在使用低感光度跟高感光度兩種情況下，畫面的噪聲跟粒子的差異有多大： 原圖，使用ISO 100來拍攝 使用ISO 100拍攝時的局部放大圖，粒子比較細膩 第19頁共19頁 使用ISO 800時的放大圖，顆粒比較大，而噪聲也變多了 從上面的局部放大畫面，可以見到提高感光度之后，對畫面產(chǎn)生的負面影響。一般如果 拍攝者要求畫面的細致度及高品質(zhì)，在拍攝時就盡量不要使用高感光度的設定。這時因為光 線不足勢必要拉長拍攝時間或是補光，所以閃光燈或是三腳架就成了必備的工具。 如果從另一個角度來看，高感光度所造成的粗粒子有時反

50、而可以拿來好好的運用，變成 另外一種特殊的攝影效果。在以前傳統(tǒng)攝影的時代，有時為了要拍出粗粒子效果的照片，我 們會特意使用高感光度的底片來拍攝，然后在沖片時再利用高溫縮短時間的方式，來增加噪 聲及顆粒?，F(xiàn)在只要在拍攝時簡單的設定一下感光度，然后在后制時，利用影像軟件再作一 下處理，就可以獲得很棒的效果了。 2、白平衡調(diào)節(jié) 在實際拍攝中，常常會遇到不同的光線條件，而不同的光線在圖像上的反映是不一樣 的。例如：同一張白紙，在高色溫的光照情況下，所反射的青色的光比較多，使得紙看上去 偏冷；而如果在低色溫的光照情況下，所反射的紅、橙色的光比較多，使得紙看上去偏暖。 也就是說物體顏色會因投射光線顏色

51、產(chǎn)生改變，在不同光線的場合下拍攝出的照片會有不同 的色溫。例如以鎢絲燈（電燈泡）照明的環(huán)境拍出的照片可能偏黃。 人的眼睛可以對環(huán)境的光源進行自動的調(diào)節(jié)，在不同的光源下都會自動地適應光線，所 以人的眼睛在不同的光源下都可以正常的辨別顏色 。而光電影像傳感器在不同的光源條件下 拍攝的時候，同一種顏色的物體卻會呈現(xiàn)出不同的顏色。一般來說， CCDS有辦法像人眼一 樣會自動修正光線的改變。所以在使用數(shù)碼相機拍攝之前，要對所拍攝的影像進行光的平衡 調(diào)節(jié)，即對白平衡（英文名稱為 White Bala nee ）進行調(diào)節(jié)，以拍攝出正常的影像。下面一 些圖片，就顯示了在不同顏色光線下的不同圖象。

52、 原色圖 在正常光源下使用白平衡的圖片 第一幅圖片采用自然光，強加白平衡后，圖像偏藍。若在燈光底下用白平衡，圖片的色 調(diào)就會恢復到原色狀態(tài)，白平衡會按目前畫像中圖像特質(zhì)，立即調(diào)整整個圖像紅綠藍三色的 強度，以修正外部光線所造成的誤差。有些相機除了設計自動白平衡或特定色溫白平衡功能 外，也提供手動白平衡調(diào)整。 白平衡功能（WB就是可以令所拍攝的白色物體在不同的光照條件下客觀的反映其本來 的顏色。白色如果還原真實了，其他顏色也就正常了。一般白平衡有多種模式適應不同的場 景拍攝，大致可分為兩種：自動白平衡和手動白平衡。 （ 1）自動白平衡 自動白平衡通常為數(shù)碼相機的默認設置。當把白平衡置于

53、自動擋的時候，數(shù)碼相機就會 根據(jù)所拍攝的不同光照進行測量，并根據(jù)測量的數(shù)值自動進行調(diào)整，以使所拍攝的影像獲得 真實的效果。這種模式使用方便、簡單，在日常拍攝中很常用。這種自動白平衡的準確率是 非常高的，但是在光線下拍攝時，效果較差，而在多云天氣下，許多自動白平衡系統(tǒng)的效果 極差，它可能會導致偏藍。 （ 2）手動白平衡 手動白平衡又分為 預設白平衡 和自定義白平衡 。 ① 預設白平衡指數(shù)碼相機在出廠之前 ，由生產(chǎn)廠家根據(jù)日常拍攝環(huán)境中常見的光源預先 在照相機內(nèi)部設置好，并固定不變的一些模式。在拍攝的時候，攝影者可以根據(jù)現(xiàn)場的光照 情況，選擇相應的效果，但是這幾種光效只可選擇但不能調(diào)節(jié)。常見

54、的有：白熾燈下的白平 衡、陰天光線下的白平衡、熒光燈下的白平衡、晴天光線下的白平衡等。 ② 自定義白平衡是指拍攝前，根據(jù)自己的拍攝意愿，對自己的數(shù)碼相機進行調(diào)節(jié)。一般 操作方法就是拿一張白紙，把數(shù)碼相機對準白紙并讓其充滿整個畫面，然后啟動自定義白平 衡，白平衡的符號會在屏幕上閃爍幾秒鐘后停止，這時候白平衡就調(diào)節(jié)好了。 小結(jié) 1、 數(shù)碼相機大致分為：輸入部分、控制處理部分、存儲部分、輸出部分。 2、 光電傳感器分為：CCD和CMO兩種。 3、 數(shù)碼相機存儲格式大致分為：有壓縮和無壓縮兩種。 思考題 1、 數(shù)碼相機的優(yōu)點和缺點各有哪些？ 2、 在市場上作實際調(diào)研、并區(qū)分其中哪些使用 CCD哪些使用CMO？ 3、 調(diào)研并比較市場上常見的幾種存儲卡，并區(qū)別它們各自的特點及品牌。 第 21 頁 共 19 頁