數碼相機的工作原理是什麼

　　在數字化浪潮撲面而來的今天，新技術和新產品越來越多地影響著我們的生活，擁有一件數字化的產品也已成為了一種新時尚，照相機無疑是最貼近我們日常生活的用品，究竟什麼是數碼相機，它有那些特點，如何選購、使用等。下面是小編為大家精心推薦數碼照相機的一些相關知識，希望能夠對您有所幫助。

　　相機的原理

　　一、什麼是數碼相機

　　所謂數碼相機，是一種能夠進行拍攝，並通過內部處理把拍攝到的景物轉換成以數字格式存放的影象的特殊照相機。與普通相機不同，數碼相機並不使用膠片，而是使用固定的或者是可拆卸的半導體儲存器來儲存獲取的影象。數碼相機可以直接連線到計算機、電視機或者印表機上。在一定條件下，數碼相機還可以直接接到移動式電話機或者手持PC機上。由於影象是內部處理的，所以使用者可以馬上檢查影象是否正確，而且可以立刻打印出來或是通過***傳送出去。

　　二、數碼相機的特點：

　　與傳統的相機相比，數碼相機在拍攝質量上還是有一定的差距的。但是，它也有傳統相機無法比擬的優勢：

　　數碼相機與傳統相機相比存在以下五大區別：製作工藝不同、拍攝效果不同、拍攝速度不同、儲存介質不同、輸入輸出方式不同。其中最大分別在於記錄影像的方式，請先看看以下的流程：

　　傳統相機:鏡頭-->底片。

　　數碼相機:鏡頭-->感光晶片-->數碼處理電路-->記憶卡。

　　數碼相機跟傳統相機在影像攝取部份大致相同，主要有拍攝鏡頭，取景鏡頭，閃光燈，感光器和自拍指示燈等，所以只看相機的前面外型，兩者可說是沒多大分別，但在成像及記錄方面，兩者的分別就大了。傳統相機是利用底片這東西，而數碼相機主要靠感光晶片及記憶卡。

　　數碼相機的優點

　　1、即拍即見：

　　如果你旅遊或參加一些重要的約會時用傳統相機拍攝，回來後沖洗，赫然發現拍攝的品質不對勁，如太光，太暗，主題被擋甚或完全沒有影像，這時的心情真是難以形容。但用數碼相機就不會發生這種情況，因為差不多所有的數碼相機會有一個叫液晶顯示器***LCD***的東西，它可以立即顯示剛拍下的影像，如果發現不對勁，可以把影像刪除，再重新拍攝，直到您滿意為止。

　　2、不必考慮拍攝成本：

　　用傳統相機拍攝，您一般都會特別小心，在同一背景下通常都不會再拍，以免增加沖印費用。但用數碼相機就不用擔心，因拍攝後可慢慢選擇，將最好的影像拿去列印，其餘可刪除或儲存到硬碟。

　　3、影像品質永遠不變：

　　用底片或照片記錄影像，時間久了，都會褪色及變壞，無法保持原有的質量。相反由數碼相機拍下的影像只記錄"0"和"1"的資料，可以被正確的儲存在計算機硬碟及其它儲存媒體中，所以數碼影像不論被複制多少次，都可以保持品質一致。

　　4、可以直接進行編輯使用：

　　用數碼相機拍下的影像可直接下載到計算機內，然後可通過E-mail的方式把影像立即傳送給別人或客戶，不用花錢和時間在沖印方面。另外也可以將數碼影像應用在網頁設計中，把公司的產品通過自身的網站推廣到世界每一地方，實為電子商務的必備利器。

　　5、儲存空間少：

　　數碼相機所拍下來的影像只是一堆資料而已，只要用一些細小的儲存裝置，如硬碟，快閃記憶卡，MO等等，便可存放大量的影像，比用傳統相機要用大量的空間來放底片及照片節省得多。

　　原理與結構

　　數碼相機是由鏡頭、CCD、A/D***模/數轉換器***、MPU***微處理器***、內建儲存器、LCD***液晶顯示器***、PC卡***可移動儲存器***和介面***計算機介面、電視機介面***等部分組成，通常它們都安裝在數碼相機的內部，當然也有一些數碼相機的液晶顯示器與相機機身分離。

　　數碼相機中的工作原理如下：當按下快門時，鏡頭將光線會聚到感光器件CCD***電荷耦合器件***上， CCD是半導體器件，它代替了普通相機中膠捲的位置，它的功能是把光訊號轉變為電訊號。這樣，我們就得到了對應於拍攝景物的電子影象，但是它還不能馬上被送去計算機處理，還需要按照計算機的要求進行從模擬訊號到數字訊號的轉換，ADC***模數轉換器***器件用來執行這項工作。接下來MPU***微處理器***對數字訊號進行壓縮並轉化為特定的影象格式，例如JPEG格式。最後，影象檔案被儲存在內建儲存器中。至此，數碼相機的主要工作已經完成，剩下要做的是通過LCD***液晶顯示器***檢視拍攝到的照片。有一些數碼相機為擴大儲存容量而使用可移動儲存器，如PC卡或者軟盤。此外，還提供了連線到計算機和電視機的介面。下面，讓我們來詳細地談一談：

　　1、鏡頭：

　　幾乎所有的數碼相機鏡頭的焦距都比較短，當你觀察數碼相機鏡頭上的標識時也許會發現類似"f=6mm"的字樣，它的焦距僅為6毫米!其實，這個焦距和傳統相機還是有所區別的。f=6mm相當於普通相機的50mm鏡頭***因相機不同而不同***。這是怎麼回事呢?原來我們印象中的標準鏡頭、廣角鏡頭、長焦鏡頭以及魚眼鏡頭都是針對35mm普通相機而言的。它們分別用於一般攝影、風景攝影、人物攝影和特殊攝影。各種鏡頭的焦距不同使得拍攝的視角不同，而視角不同產生的拍攝效果也不相同。但是焦距決定視角的一個條件是成像的尺寸，35mm普通相機成像尺寸是24mm×36mm***膠捲***，而數碼相機中CCD的成像尺寸小於這個值兩倍甚至十倍，在成像尺寸變小焦距也變小的情況下，就有可能得到相同的視角。所以說上面提及的6mm鏡頭相當普通相機50mm焦距鏡頭。因此在選購數碼相機時，我們不用關心數碼相機的實際焦距是多少，而只要參考換算到35毫米相機鏡頭的焦距就可以了。

　　2、CCD：

　　數碼相機使用CCD代替傳統相機的膠捲，因此CCD技術成為數碼相機的關鍵技術，CCD的解析度被作為評價數碼相機檔次的重要依據。CCD是Charge Couple Device的縮寫，被稱為光電荷耦合器件，它是利用微電子技術製成的表面光電器件，可以實現光電轉換功能。在攝像機、數碼相機和掃描器中被廣泛使用。攝像機中使用的是點陣CCD，掃描器中使用的是線陣CCD，而數碼相機中既有使用點陣CCD的又有使用線陣CCD的，而一般數碼相機都使用點陣CCD，專門拍攝靜態物體的掃描式數碼相機使用線陣CCD，它犧牲了時間換取可與傳統膠捲相媲美的極高解析度***可高達8400×6000***。CCD器件上有許多光敏單元，它們可以將光線轉換成電荷，從而形成對應於景物的電子影象，每一個光敏單元對應影象中的一個畫素，畫素越多影象越清晰，如果我們想增加影象的清晰度，就必須增加CCD的光敏單元的數量。數碼相機的指標中常常同時給出多個解析度，例如640×480和1024×768。其中，最高解析度的乘積為786432***1024×768***，它是CCD光敏單元85萬畫素的近似數。因此當我們看到"85萬畫素CCD"的字樣，就可以估算該數碼相機的最大解析度。

　　許多早期的數碼相機都採用上述的解析度，它們可為計算機顯示的圖片提供足夠多的畫素，因為大多數計算機顯示卡的解析度是640×480、800×600、1024×768、1152×864等。CCD本身不能分辨色彩，它僅僅是光電轉換器。實現彩色攝影的方法有多種，包括給CCD器件表面加以CFA***Color Filter Array，彩色濾鏡陣列***，或者使用分光系統將光線分為紅、綠、藍三色，分別用3片CCD接收。

　　3、 A/D轉換器：

　　A/D轉換器又叫做ADC***Analog Digital Converter***，即模擬數字轉換器。它是將模擬電訊號轉換為數字電訊號的器件。A/D轉換器的主要指標是轉換速度和量化精度。轉換速度是指將模擬訊號轉換為數字訊號所用的時間，由於高解析度影象的畫素數量龐大，因此對轉換速度要求很高，當然高速晶片的價格也相應較高。量化精度是指可以將模擬訊號分成多少個等級。如果說CCD是將實際景物在X和Y的方向上量化為若干畫素，那麼A/D轉換器則是將每一個畫素的亮度或色彩值量化為若干個等級。這個等級在數碼相機中叫做色彩深度。數碼相機的技術指標中無一例外地給出了色彩深度值，那麼色彩深度對拍攝的效果有多大的影響呢?其實色彩深度就是色彩位數，它以二進位制的位***bit***為單位，用位的多少表示色彩數的多少。常見的有24位、30位和36位。具體來說，一般中低檔數碼相機中每種基色採用8位或10位表示，高檔相機採用12位。三種基色紅、綠、藍總的色彩深度為基色位數乘以3，即8×3=24位、10×3=30位或12×3=36位。數碼相機色彩深度反映了數碼相機能正確表示色彩的多少，以24位為例，三基色***紅、綠、藍***各佔8位二進位制數，也就是說紅色可以分為2^8=256個不同的等級，綠色和藍色也是一樣，那麼它們的組合為256×256×256=16777216，即1600萬種顏色，而30位可以表示10億種，36位可以表示680億種顏色。色彩深度值越高，就越能真實地還原色彩。

　　4、MPU***微處理器***:

　　數碼相機要實現測光、運算、曝光、閃光控制、拍攝邏輯控制以及影象的壓縮處理等操作必須有一套完整的控制體系。數碼相機通過MPU***Microprocessor Unit***實現對各個操作的統一協調和控制。和傳統相機一樣，數碼相機的曝光控制可以分為手動和自動，手動曝光就是由攝影者調節光圈大小、快門速度。自動曝光方式又可以分為程式式自動曝光、光圈優先式曝光和快門優先式曝光。MPU通過對CCD感光強弱程度的分析，調節光圈和快門，又通過機械或電子控制調節曝光。