拨开云雾识DC2007最终增强版一、原理篇现代照相机形式多样,从巴掌大小的袖珍数码相机,到老式照相馆使用的几公斤重的大型叶片相机;从买胶卷就送的廉价一次性相机,到世界上最贵的照相机——造价30亿美元的哈勃太空望远镜,其实它们都遵循的是同一个原理,就是我们在中学物理中就学习过的凸透镜成像原理。现在,就让我们重温一下这个原理。(凸透镜成像原理图)在中学物理中,上图A点叫做光心,B点叫做主焦点,C点事实上是成像单元,D为被摄物,E为成像;被摄物到A点距离称之为物距,AB点间距离称之为焦距,AC点间距离为像距;当物距大于2倍焦距的时候,成缩小的倒立成像(当物距小于2倍焦距的时候,成放大的倒立成像)。事实上,在照相机的原理中,A点是一个理想化的凸透镜,现实上表现为照相机的镜头,包容了ABCE的外框在原理上是一个不透光的盒子,现实上表现为照相机的机身,这些方面数码相机与传统使用胶卷的照相机毫无二致;唯一的区别来自于最后的成像单元C。传统照相机(以135相机为例)的成像单元使用的是35mm胶片,也就是平常我们看到的胶卷;D(CMOS)电路。就是因为这个变化,使得数码相机在使用和性能方面不同于传统的135相机,而且这些影响有些是消极的。1、片幅与像素也许大家经常听到全幅、APS、135、120、1/、2/D这样的概念,也经常听到形容一台数码成像设备的时候,有个最主要的参数“x百万像素”,其实消费市场有一定的误导,像素并不是对数码成像设备唯一的考量因素。让我们先从片幅说起,照相机发展了许多年,原理图上的成像单元C也演变成了各种不同的规格。其中135幅面已经成为民用照相机的主流规格,35mm胶卷的来历,就是因为这种胶卷大小是36mm*24mm,而高度算上齿孔正好是35mm,除了135规格之外,还有比135小的APS规格,比135大的645规格,而市场上常见到的数码照相机的1/,按面积计算的话,还不到135幅面的1/16。从传统的照相机技术来说,当然是面积越大的成像单元能得到更好的照片质量,放在数码照相机上来说也能成立,由于数码相机的成像单元面积普遍偏小,所以拥有相对较大的成像单元面积,一般情况下也相对地能获得更好的照片质量,通俗点说,D越大,成像就越好,但这也不是绝对的,现代数码照相机的技术发展得很快,成像单元的感光素质和所使用的镜头以级后期的处理电路,都对成像有很大的影响。(成像面积对比图)*像素的概念不少人只是模糊地认为像素越大就越好,并没有一个明确的概念,下面我们就来详细地了解一下。上图是一张很普通的照片,计算机上大部分的图像浏览软件如ACDSEE、XnView等,都会在左下角标示出图像的相关数据,其中“1024x768x24”中的“1024x768”就是这张图片的分辨率,24表示的是该图片是真彩色的,而后面的“”表示的是这张图片所占用的存储容量,“100%”表示的是该图片是以100%来显示在显示器屏幕上的。我们再来看另外一张图:此图所标示的图像数据与上图大同小异,“640x480”表示的是该图像的分辨率,“”表示的是该图片所占用的存储容量,仍然是以100%显示在显示器屏幕上的。这里,我们说图1是80万像素的照片,因为1024x768=786432,而图2分辨率是640x480=307200,自然是30万像素的照片,以此类推,2560x1920=4915200就是500万像素,3624x2448=7990272,就是800万像素了。现在,让我们把照片放得很大,如图:图像浏览软件表明是800%,也就是放大了8倍,但图像仍然是图1,仅仅是放大了观看而已,分辨率仍然是1024x768,像素仍然是80万,当我们把照片放得尽可能大的时候,我们会发现,计算机所显示的图像其实是由一个个不同颜色的发光点所组成的,同样,当成像单元捕捉信号的时候,生成的图像也是由一个个发光点所组成,所以这幅80万像素的照片,就是由1024x768=786432个发光点组成,这就是像素和分辨率的关系。此外像素和分辨率也直接影响了照片的容量,如上两图就可以看到,80万像素的照片比30万像素的多占用了一倍多的容量。最后,回到画质上来,大家是否觉得这张30万像素的照片,比许多市面上号称130万像素、200万像素的手机摄像头所拍的照片,都要清晰得多呢?原因很简单,此照片用CanonEOS300D拍摄,300D使用APS-C片幅的成像单元,而手机摄像头的成像单元,比图中最小的1/。需要说明一下的是,像素、分辨率和容量的关系,还跟数码相机的后期输出算法、图形处理软件的算法等有很大关系,会在接下来的叙述中详细讲述,此处只是一个初步的概念。2、D与CMOS从上面的原理图中,我们知道,成像单元C可以是任何东西,它只要能捕捉到光线和色彩的
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