中国数码摄影与后期处理教程—数码相机的感光元件、内部处理及存储,本文为中国数码摄影与后期处理系列教程,在本文中中国祁连山老师将向我们介绍数码相机的感光元件、内部处理及存储等数码摄影基础知识,本系列教程将陆续发布,敬请朋友们关注~~
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在上一课中我们了解了数码相机的发展、分类,这次我们来了解一下数码相机的感光元件、内部处理及存储。相机是心与眼的延伸……
其实当我们还没有购买相机的时候,自身就具备了两台精密的光学仪器,那就是我们的眼睛。我们观看世间万物,是一个眼、脑结合的接收与存储过程。人的眼睛看到颜色,将它传入我们的大脑,通过大脑判断物体的颜色、体积、远近等一系列的视觉特征,同时将它进行记忆。
而数码相机也是如此。相机的镜头将光线进行收集与整理,形成影像投射到感光元件上,感光元件相当于传统相机中的胶片,它使用数以千万计的光电二极管组成阵列,每一枚光电二极管都可以感受到光线的强弱,并将它转换为电流信号。
在传统相机放置胶片的位置,数码相机安放的是感光元件
不同形式的相机,基本结构是相同的。DC的感光元件相对面积会小一些
光电二极管阵列示意图-感光元件的微视世界,是由大量的光电二极管排列组成的
我们在摄影时,感光元件上投射的影像通过明暗绘出画面。每一个光电二极管接收到的光线的明暗程度不同,产生的电流信号强度也不同。我们只需要记录下这些电流信号,就可以在特定的仪器上在相同位置转化回光线的明暗,从而还原图像,这就是模拟图像信号。
这些光电二极管的集成度越高,就越能形成精细的图像。但是在相同面积的感光元件上,集成的光电二极管越多,每个光电二极管所接收到的光线就越少,对元件的技术要求就越高。过密的排列会引起光电二极管的灵敏度、信噪比和动态范围等图像收集性能下降,反而影响画质。
光线通过彩色滤光器将颜色分解后采集
随着技术的发展,出现了新的感光元件制作方案,比如Foveon X3 CMOS技术。
Foveon X3 CMOS并不使用滤色片,而是根据RGB三色光入射硅片后可穿入的深度不同来感光的:蓝色光在离硅片表面0.2微米开始被吸收,绿色光在离硅片表面0.6 微米被吸收,红色光在离硅片表面2微米被吸收。只要在相应的位置设置蓝、绿、红三层感光层,就可以得到图像。这一原理更接近彩色胶片。它的优点是颜色还原更好,图像更加锐利,更接近于胶片成像;它的缺点是在高感光度时拍摄的照片噪点较多。目前适马公司掌握了该技术及其专利,并利用面积较大的X3感光元件生产出画质最好的小型数码相机。
在早期的数码相机上,使用CCD做为感光元件。CMOS感光元件出现之初,因为技术不成熟,画质差,所以被应用在低端产品上。随着技术的提高,CMOS感光元件的成像品质已经达到很高的水准,加上它成本比CCD低得多、数据传输速度快、耗电量小,集成度高,可以提高数码相机在便携、高速连拍、价格方面的竞争优势,所以在高端产品也被广泛应用,大有取代CCD之势。
图像的内部处理与存储感光元件接收到了模拟信号,必须进行模数转换转变为数字信号,再经过进一步的处理之后才能存储为电脑可以解读的文件。因此数码相机中集成了图像处理器进行这样的工作。
专业相机的高速连拍功能(常用于体育和军事摄影)、降噪和图像特效功能等会消耗很多系统资源,数码相机的像素数越高,图像就会越精细,图像处理器的工作强度就会越大。
EOS-1Ds Mark III的图像处理模块
图像处理完成之后,要存储在存储器中。我们常见的存储器有CF卡、SD卡、索尼记忆棒、微硬盘等。它们虽然外形不同,但功能是一致的,都是存储照片的仓库。
Secure Digital Memory Card(sd卡)
Compact Flash (CF)卡
有些高档相机可以安装两个存储器,以扩展容量,或者提供备份空间
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