《数码相机摄影基础知识常用术语》.pdf

数码相机摄影基础知识常用术语数码相机摄影基础知识常用术语方便查阅方便查阅 说明：1、蓝色大体字为关键字。2、绿色中体字为分概念。3、粗体字为重要部分或关键概念，方便速查。光圈 相机镜头内有一组重叠的金属叶片，其所围成的孔径大小和开放的时间决定了一次成相的暴光量，也产生了相机的光圈和速度。光圈英文名称为 Aperture，光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。我们平时所说的光圈值 F2.8、F8、F16 等是光圈“系数”，是相对光圈，并非光圈的物理孔径，与光圈的物理孔径及镜头到感光器件（胶片或 CCD 或CMOS）的距离有关。表达光圈大小我们是用 F 值。光圈 F 值=镜头的焦距/镜头口径的直径，从以上的公式可知要达到相同的光圈 F 值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。完整的光圈值系列如下：F1，F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11，F16，F22，F32，F44，F64。这里值得一题的是光圈 F 值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚是下一级的一倍，例如光圈从 F8 调整到 F5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。多数非专业数码相机镜头的焦距短、物理口径很小，F8 时光圈的物理孔径已经很小了，继续缩小就会发生衍射之类的光学现象，影响成像。所以一般非专业数码相机的最小光圈都在 F8 至 F11，而专业型数码相机感光器件面积大，镜头距感光器件距离远，光圈值可以很小。对于消费型数码相机而言，光圈 F 值常常介于 F2.8-F16。此外许多数码相机在调整光圈时，可以做 1/3 级的调整。光圈 f2.8 拍摄图 光圈 f11 拍摄图 光圈 f32 拍摄图 快门 当然主要是指快门速度。上面已经提到了，有金属叶片的开放时间来决定。现在很多相机的快门速度都由相机自身的电脑片控制。在传统相机或一些半专业以上级的相机中，相机的快门速度仍需手动，主要包括以下，由慢而快，1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500、1/1000 秒，在一些更专业的相机中，还有比这些更长或更短的快门速度设置。同样的，快门速度每向上或向下跳一格，暴光量加倍或减半。快门类型 快门英文名称为 Shutter，快门是相机上控制感光片有效曝光时间的一种装置。目前的数码相机快门包括了电子快门、机械快门和 B 门。首先说说电子快门和机械快门的区别。两者不同之处在于它们控制快门的原理不同，如电子快门，是用电路控制快门线圈磁铁的原理来控制快门时间的，齿轮与连动零件大多为塑料材质；机械快门控制快门的原理是，齿轮带动控制时间，连动与齿轮为铜与铁的材质居多。前者受到风沙的侵袭容易损坏，后者虽也怕风沙的侵蚀，但是清洁方便。再说说 B 门，当需要超过 1 秒曝光时间时，就要用到 B 门了。使用 B 门的时候，快门释放按钮按下，快门便长时间开启，直至松开释放钮，快门才关闭。这是专门为长曝光设定的快门。快门的工作原理是这样的，为了保护相机内的感光器件，不至于曝光，快门总是关闭的；拍摄时,调整好快门速度后，只要按住照相机的快门释放钮（也就是拍照的按钮）,在快门开启与闭合的间隙间,让通过摄影镜头的光线,使照相机内的感光片获得正确的曝光，光穿过快门进入感光器件，写入记忆卡。至于单反相机常见的 B 快门功能，虽然可由你自由决定曝光时间的长短，拍摄弹性更高，不过目前大多数的消费性数码相机都还不能支持，最多提供如 2 秒、8 秒、16 秒等较慢速度的默认值。完善的快门通常必须具备以下几个方面的作用：一、是必须具备有能够准确调控曝光时间的作用，这一点是照相机快门的最基本的作用；二、是必须具备有足够高的快门速度，以利于拍摄高速动动全或有效控制景深；三、是必须具有长时间曝光的作用，即应设有“T”门或B门；四、是具有闪光同步拍摄的功能；五、是具有自拍的功能，以便于自拍或在无快门线的情况下进行长时间曝光时，使快门开启。快门速度 快门速度是数码相机快门的重要考察参数，各个不同型号的数码相机的快门速度是完全不一样的，因此在使用某个型号的数码相机来拍摄景物时，一定要先了解其快门的速度，因为按快门时只有考虑了快门的启动时间，并且掌握好快门的释放时机，才能捕捉到生动的画面。在一些大画幅相机上，通常采用的是镜间快门，快门速度标刻在镜头之上 通常普通数码相机的快门大多在 1/1000 秒之内，基本上可以应付大多数的日常拍摄。快门不单要看“快”还要看“慢”，就是快门的延迟，比如有的数码相机最长具有 16 秒的快门，用来拍夜景足够了，然而快门太长也会增加数码照片的“噪点”，就是照片中会出现杂条纹。另外，主流的数码相机除了具有自动拍摄模式外，还必须具有光圈优先模式、快门优先模式。光圈优先模式就是由用户决定光圈的大小，然后相机根据环境光线和曝光设置等情况计算出光进入的多少，这种模式比较适合照静止物体。而快门优先模式，就是由用户决定快门的速度，然后数码相机根据环境计算出合适的光圈大小来。所以，快门优先模式就比较适合拍摄移动的物体，特别是数码相机对震动是很敏感的，在曝光过程中即使轻微地晃动相机都会产生模糊的照片，在实用长焦距时这种情况更明显。在选购数码相机时，你最好选购具有这几种模式的机型以保证拍摄的效果。至于单反相机常见的 B 快门功能，虽然可由你自由决定曝光时间的长短，拍摄弹性更高，不过目前大多数的消费性数码相机都还不能支持，最多提供如 2 秒、8 秒、16 秒等较慢速度的默认值。感光度 ISO 胶片的主要参数是指胶片的感光度，用 ISO 值来标示（International Standards Organization 的简称）。ISO 值越大，胶片/感光传感器的感光度越高，越容易暴光。在传统胶卷相机上 ISO 代表感光速度的标准，在数码相机中 ISO 定义和胶卷相同，代表着 CCD 或者 CMOS 感光元件的感光速度，ISO 数值越高就说明该感光材料的感光能力越强。ISO 的计算公式为 S=0.8/H（S 感光度，H 为曝光量）。从公式中我们可以看出，感光度越高，对曝光量的要求就越少。ISO 200 的胶卷的感光速度是 ISO 100 的两倍，换句话说在其他条件相同的情况下，ISO 200 胶卷所需要的曝光时间是 ISO 100 胶卷的一半。在数码相机内，通过调节等效感光度的大小，可以改变光源多少和图片亮度的数值。因此，感光度也成了间接控制图片亮度的数值。在传统 135 胶卷相机中，等效感光值是相机底片对光线反应的敏感程度测量值，通常以ISO 数码表示，数码越大表示感旋光性越强，常用的表示方法有 ISO 100、400、1000等，一般而言，感光度越高，底片的颗粒越粗，放大后的效果较差，而数码相机为也套用此 ISO 值来标示测光系统所采用的曝光，基准 ISO 越低，所需曝光量越高。传统照相机本身是无感光度可言的，因为感光度只是感光材料在一定的曝光、显影、测试条件下对于辐射能感应程度的定量标志。使用过传统相机的人，都知道胶卷最重要的指标就是感光度通俗一点就是衡量胶卷需要多少光线才能完成准确曝光的数值。我们在照相机商店买的 100、200、400 的胶卷，数字表示的就是感光度。感光度一般用 ISO 值表示，这个数值增大，胶卷对光线的敏感程度也增，这样就可以在不同的光线进行拍摄。像 ISO100的胶卷最适合在阳光灿烂的户外进行拍摄，而 ISO400 的胶卷则可以在室内或清晨、黄昏等光线较弱的环境下拍摄。但是，由于照相机与普通照相机不同，他的感光器件是使用了 CCD 或者 CMOS，对曝光多少也就有相应要求，也就有感光灵敏度高低的问题。这也就相当于胶片具有一定的感光度一样，数码相机厂家为了方便数码相机使用者理解，一般将数码相机的 CCD 的感光度（或对光线的灵敏度）等效转换为传统胶卷的感光度值，因而数字照相机也就有了“相当感光度”的说法。用通常衡量胶片感光度高低的眼光来看，目前数字照相机感光度分布在中、高速的范围，最低的为 ISO50，最高的为 ISO6400，多数在 ISO100 左右。对某些数字照相机来说，感光度是单一的，加之 CCD 的感光宽容度很小，因而限制了它们的在光线过强或过弱条件下的使用效果。另外一些数字照相机相当感光度有一定的范围，但即使在所允许范围内，将感光度设置得高或低，拍摄效果亦有所区别，平时拍摄应将它置于最佳感光度上这一档上。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。在光线不足时，闪光灯的使用是必然的。但是，在一些场合下，例如展览馆或者表演会，不允许或不方便使用闪光灯的情况下，可以通过 ISO 值来增加照片的亮度。数码相机 ISO值的可调性，使得我们有时仅可通过调高 ISO 值、增加曝光补偿等办法，减少闪光灯的使用次数。调高 ISO 值可以增加光亮度，但是也可能增加照片的噪点。由下图看出，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。如下图尼康 P5000 的不同感光度 ISO 测试：测试环境 ISO 自动 ISO 64 ISO 100 ISO 200 ISO 400 ISO 800 ISO 1600 ISO 2000 ISO 3200（最高支持 500 万像素）噪点 数码相机的噪点（noise）也称为噪声、噪音，主要是指 CCD（CMOS）将光线作为接收信号接收并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分，也指图像中不该出现的外来像素，通常由电子干扰产生。看起来就像图像被弄脏了，布满一些细小的糙点。我们平时所拍摄的数码照片如果用个人电脑将拍摄到的高画质图像缩小以后再看的话，也许就注意不到。不过，如果将原图像放大，那么就会出现本来没有的颜色（假色），这种假色就是图像噪音。ISO 越高，则产生的噪点越多 除了噪点外，还有一种现像很容易噪点相混淆，这就是坏点。在数码相机同一设置条件下，如果所拍的图像中杂点总是出现在同一个位置，就说明这台数码相机存在坏点，一般厂家对坏点的数量有规定，如果坏点数量超过了规定的数量，可以向经销商和厂家更换相机。假如杂点并不是出现在相同的位置，则说明这些杂点是由于使用时形成的噪点。不同 ISO 下的噪点水平 噪点产生的原因：1、长时间曝光产生的图像噪音 这种现像主要大部分出现在拍摄夜景，在图像的黑暗的夜空中，出线了一些孤立的亮点。可以说其原因是由于 CCD 无法处理较慢的快门速度所带来的巨大的工作量，致使一些特定的像素失去控制而造成的。为了防止产生这种图像噪音，部分数码相机中配备了被称为降噪的功能。如果使用降噪功能，在记录图像之前就会利用数字处理方法来消除图像噪音，因此在保存完毕以前就需要花费一点额外的时间。2、用 JPEG 格式对图像压缩而产生的图像噪音 由于 JPEG 格式的图像在缩小图像尺寸后图像仍显得很自然，因此就可以利用特殊的方法来减小图像数据。此时，它就会以上下左右 88 个像素为一个单位进行处理。因此尤其是在 88 个像素边缘的位置就会与下一个 88 个像素单位发生不自然的结合。由 JPEG 格式压缩而产生的图像噪音也被称为马赛克噪音（Block Noise），压缩率越高，图像噪音就越明显。虽然把图像缩小后这种噪音也会变得看不出来，但放大打印后，一进行色彩补偿就表现得非常明显。这种图像噪音可以通过利用尽可能高的画质或者利用 JPEG 格式以外的方法来记录图像而得以解决。3、模糊过滤造成的图像噪音 模糊过滤造成的图像噪音和 JPEG 一样，在对图像进行处理时造成的图像噪音。有时是在数码相机内部处理过程中产生的，有时是利用图像润色软件进行处理时产生的。对于尺寸较小的图像，为了使图像显得更清晰而强调其色彩边缘时就会产生图像噪音。所谓的清晰处理就是指数码相机具有的强调图像色彩边缘的功能和图像编辑软件的“模糊过滤（Unsharp Mask）”功能。在不同款式的数码相机中也有一些相机会对整个图像进行色彩边缘的强调。而处理以后就会在原来的边缘外侧出现其他颜色的色线。如果将图像尺寸缩小以后用于因特网的话，图像不是总觉得会变得模糊不清吗？此时如果利用“模糊过滤”功能对图像进行清晰处理，图像看起来效果就会好一些。不过由于产生了图像噪音，在进行第二次或第三次处理时，这种图像噪音就显得很麻烦。切忌不要因为处理过度而使图像显得过于粗糙。曝光模式 曝光英文名称为 Exposure，曝光模式即计算机采用自然光源的模式，通常分为多种，包括：快门优先、光圈优先、手动曝光、AE 锁等模式。照片的好坏与曝光量有关，也就是说应该通多少的光线使 CCD 能够得到清晰的图像。曝光量与通光时间（快门速度决定），通光面积（光圈大小决定）有关。很多小型数码相机是通过菜单来选择暴光模式的 快门和光圈优先：小星补充：快门优先俗称“S 门”，光圈优先俗称“A 门”，不要搞错了哦：）为了得到正确的曝光量，就需要正确的快门与光圈的组合。快门快时，光圈就要大些；快门慢时，光圈就要小些。快门优先是指由机器自动测光系统计算出曝光量的值，然后根据你选定的快门速度自动决定用多大的光圈。光圈优先是指由机器自动测光系统计算出曝光量的值，然后根据你选定的光圈大小自动决定用多少的快门。拍摄的时候，用户应该结合实际环境把使曝光与快门两者调节平衡，相得益彰。光圈越大，则单位时间内通过的光线越多，反之则越少。光圈的一般表示方法为字母“F+数值”，例如 F5.6、F4 等等。这里需要注意的是数值越小，表示光圈越大，比如 F4 就要比F5.6 的光圈大，并且两个相邻的光圈值之间相差两倍，也就是说 F4 比 F5.6 所通过的光线要大两倍。相对来说快门的定义就很简单了，也就是允许光通过光圈的时间，表示的方式就是数值，例如 1/30 秒、1/60 秒等，同样两个相邻快门之间也相差两倍 光圈和快门的组合就形成了曝光量，在曝光量一定的情况下，这个组合不是惟一的。例如当前测出正常的曝光组合为 F5.6、1/30 秒，如果将光圈增大一级也就是 F4，那么此时的快门值将变为 1/60，这样的组合同样也能达到正常的曝光量。不同的组合虽然可以达到相同的曝光量，但是所拍摄出来的图片效果是不相同的。快门优先是在手动定义快门的情况下通过相机测光而获取光圈值。举例说明，快门优先多用于拍摄运动的物体上，特别是在体育运动拍摄中最常用。很多朋友在拍摄运动物体时发现，往往拍摄出来的主体是模糊的，这多半就是因为快门的速度不够快。在这种情况下你可以使用快门优先模式，大概确定一个快门值，然后进行拍摄。因为快门快了，进光量可能减少，色彩偏淡，这就需要增加曝光来加强图片亮度。物体的运行一般都是有规律的，那么快门的数值也可以大概估计，例如拍摄行人，快门速度只需要 1/125 秒就差不多了，而拍摄下落的水滴则需要 1/1000 秒。手动曝光模式：手控曝光模式每次拍摄时都需手动完成光圈和快门速度的调节，这样的好处是方便摄影师在制造不同的图片效果。如需要运动轨迹的图片，可以加长曝光时间，把快门加快，曝光增大（很多朋友在拍摄运动物体时发现，往往拍摄出来的主体是模糊的，这多半就是因为快门的速度不够快。如果快门过慢的话，那么结果不是运动轨迹，而是模糊一片）；如需要制造暗淡的效果，快门要加快，曝光要减少。虽然这样的自主性很高，但是很不方便，对于抓拍瞬息即逝的景象，时间更不允许。AE 模式：AE 全称为 Auto Exposure，即自动曝光。模式大约可分为光圈优先 AE 式，快门速度优先 AE 式，程式 AE 式，闪光 AE 式和深度优先 AE 式。光圈优先 AE 式是由拍摄者人为选择拍摄时的光圈大小，由相机根据景物亮度、CCD 感光度以及人为选择的光圈等信息自动选择合适曝光所要求的快门时间的自动曝光模式，也即光圈手动、快门时间自动的曝光方式。这种曝光方式主要用在需优先考虑景深的拍摄场合，如拍摄风景、肖像或微距摄影等。多点测光：多点测光是通过对景物不同位置的亮度，通过闪光灯补偿等办法，达到最佳的摄影效果，特别适合拍摄别光物体。首先，用户要对景物背景，一般为光源物体进行测光，然后进行AE 锁定；第二步是对背光景物进行测光，大部分的专业或准专业相机都会自动分析，并用闪光灯为背光物体进行补光。感光器件 提到数码相机，不得不说到就是数码相机的心脏感光器件。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的 CCD（电荷藕合）元件；另一种是 CMOS（互补金属氧化物导体）器件。一、CCD 大部分数码相机使用的感光元件是 CCD（Chagre Couled Device），它的中文名字叫电荷耦合器，是一种特殊的半导体材料。他是由大量独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常是按矩阵排列的。光线透过镜头照射到 CCD 上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。当你按动快门，CCD 将各个元件的信息传送到模/数转换器上，模拟电信号经过模/数转换器处理后变成数字信号，数字信号以一定格式压缩后存入缓存内，此时一张数码照片诞生了。然后图像数据根据不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。目前主要有两种类型的 CCD 光敏元件，分别是线性 CCD 和矩阵性 CCD。线性 CCD 用于高分辨率的静态照相机，它每次只拍摄图象的一条线，这与平板扫描仪扫描照片的方法相同。这种 CCD 精度高，速度慢，无法用来拍摄移动的物体，也无法使用闪光灯。因此在很多场合不适用，不在今天我们讨论的范围里。另一种是矩阵式 CCD，它的每一个光敏元件代表图象中的一个像素，当快门打开时，整个图象一次同时曝光。通常矩阵式 CCD 用来处理色彩的方法有两种。一种是将彩色滤镜嵌在 CCD 矩阵中，相近的像素使用不同颜色的滤镜。典型的有 G-R-G-B 和 C-Y-G-M 两种排列方式。这两种排列方式成像的原理都是一样的。在记录照片的过程中，相机内部的微处理器从每个像素获得信号，将相邻的四个点合成为一个像素点。该方法允许瞬间曝光，微处理器能运算地非常快。这就是大多数数码相机 CCD 的成像原理。因为不是同点合成，其中包含着数学计算，因此这种 CCD 最大的缺陷是所产生的图象总是无法达到如刀刻般的锐利。另一种处理方法是使用三棱镜，他将从镜头射入的光分成三束，每束光都由不同的内置光栅来过滤出某一种三原色，然后使用三块 CCD 分别感光。这些图象再合成出一个高分辨率、色彩精确的图象。如 300 万像素的相机就是由三块 300 万像素的 CCD 来感光。也就是可以做到同点合成，因此拍摄的照片清晰度相当高。该方法的主要困难在于其中包含的数据太多。在你照下一张照片前，必须将存储在相机的缓冲区内的数据清除并存盘。因此这类相机对其他部件的要求非常高，其价格自然也非常昂贵。二、SUPER CCD SUPER CCD 是由富士公司独家推出的，它并没有采用常规正方形二极管，而是使用了一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的 CCD 大。将像素旋转 45 度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。富士公司宣称，SUPER CCD可以实现相当于 ISO 800 的高感度，信噪比比以往增加 30左右，颜色的再现也大幅改善，电量消耗减少了许多。富士公司宣称 SUPER CCD 可与多 40%像素的传统 CCD 的分辨率相媲美，SUPRE CCD 打破了以往 CCD 有效像素小于总像素的金科玉律，可以在 240 万像素的 SUPER CCD 上输出 430 万像素的画面来。因此，富士公司和他们的 SUPER CCD 一推出即在业界引起了广泛的关注。在传统 CCD 上为了增加分辨率，大多数数码相机生产厂商对民用级产品采取的办法是不增大 CCD 尺寸，降低单位像素面积，增加像素密度。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄。因此这种方法不能无限制地增大分辨率。如果不增加 CCD 面积而一味地提高分辨率，只会引起图象质量的恶化。但如果在增加 CCD 像素的同时想维持现有的图象质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大 CCD 的总面积。但目前更大尺寸 CCD 加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来。传统 CCD 中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPER CCD采用蜂窝状的八边二极管，原有的控制信号路径被取消了，只需要一个方向的电量传输路径即可，感光二极管就有更多的空间。SUPER CCD 在排列结构上比普通 CCD 要紧密，此外像素的利用率较高，也就是说在同一尺寸下，SUPER CCD 的感光二极管对光线的吸收程度也比较高，使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。那为什么 SUPER CCD 的输出像素会比有效像素高呢？我们知道 CCD 对绿色不很敏感，因此是以 GBRG 来合成。各个合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用，因此图象质量与理想状态有一定差距，这就是为什么一些高端专业级数码相机使用 3CCD 分别感受 RGB 三色光的原因。而 SUPER CCD 通过改变像素之间的排列关系，做到了 R、G、B像素相当，在合成像素时也是以三个为一组。因此传统 CCD 是四个合成一个像素点，其实只要三个就行了，浪费了一个，而 SUPER CCD 就发现了这一点，只用三个就能合成一个像素点。也就是说，CCD 每 4 个点合成一个像素，每个点计算 4 次；SUPER CCD 每 3 个点合成一个像素，每个点也是计算 4 次，因此 SUPER CCD 像素的利用率较传统 CCD 高，生成的像素就多了。科学是要以事实来说话的，再有道理的理论没有事实基础还是一句空话。经过我们反复对富士 SUPER CCD 的几款民用级数码相机试拍后发现，至少对民用级的 SUPER CCD 来说，在其最大分辨率的图象质量并没有人们想象地那么好。除了色彩还原比较艳丽外，我们可以在蓝天和暗部细节发现有明显的噪音信号，成像清晰度一般。这就说明 240 万像素的民用级 SUPER CCD 无法达到其标称的 430 万输出像素。那么 240 万像素的 SUPER CCD 到底相当于多少像素的 CCD 呢？根据上一段的陈述，我认为 SUPER CCD 对像素的利用率比 CCD高 33，因此其输出像素也应该比 CCD 高 33。富士 FINEPIX 4900 的总像素为 240 万像素，根据我的估算，它的输出像素大概相当于 320 万（240133320 万）。而 4900 标称的输出尺寸是 430 万像素，那么这 110 万像素是怎么多出来的呢？我想可能是使用了插值技术。这就可能是为什么我们在以 100的尺寸看 SUPER CCD 拍摄的照片总不是很清楚的原因了。如果要客观公正地对待使用 SUPER CCD 的 FINEPIX4900、FINEPIX4700 等相机就应该将其看作一部 320 万像素的数码相机。三、CMOS 我们对 CMOS 的认识是从去年佳能公司发布 EOS D30 的准专业级数码机身开始的。当时许多业内人士都大吃一惊，对采用这种廉价的材料来做感光元件感到不可思议，认为CMOS 的成像质量无法满足较高要求的专业用户的需要。那用 CMOS 做的感光元件在成像质量上真的一无是处吗？还是让我们先来了解一下什么是 CMOS 吧。CMOS 即互补性金属氧化物半导体，其在微处理器、闪存和 ASIC（特定用途集成电路）的半导体技术上占有绝对重要的地位。CMOS 和 CCD 一样都可用来感受光线变化的半导体。CMOS 主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过 CMOS 上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能的。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。CMOS 针对 CCD 最主要的优势就是非常省电。不像由二极管组成的 CCD，CMOS 电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得 CMOS 的耗电量只有普通 CCD 的 1/3 左右，这有助于改善人们心目中数码相机是电老虎的不良印象。我们知道在佳能 EOS 系列 AF 相机上，CMOS 一直在测光对焦系统中使用。佳能在这方面有雄厚的技术力量和丰富的经验。发展到今日已经比较容易地以较低的成本制造较大大尺寸的CMOS 感光芯片，并且 CMOS 可以将影像处理电路集成在芯片上。CMOS 主要问题是在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而过热。暗电流抑制得好就问题不大，如果抑制得不好就十分容易出现杂点。D30 有专门的回路控制暗电流，在长于 1 秒的曝光时降噪系统会自动工作，可以从很大程度上降低噪点的产生。此外，CMOS 与 CCD 的图像数据扫描方法有很大的差别。举个例子，如果分辨率为 300万像素，那么 CCD 传感器可连续扫描 300 万个电荷，扫描的方法非常简单，就好像把水桶从一个人传给另一个人，并且只有在最后一个数据扫描完成之后才能将信号放大。CMOS 传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此，CMOS 传感器可以在每个像素基础上进行信号放大，采用这种方法可节省任何无效的传输操作，所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描，同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。我们通过 INTERNET 查看了大量由 CANON EOS D30 所拍摄的照片，发现 CMOS 的成像效果一点也不比传统 CCD 差。这种能耗低、制造相对容易的感光芯片如果能在影像的锐利度、动态范围等方面再做进一步的努力，相信 CMOS 是未来数码相机的发展方向。四、Foveon X3 数码相机的发展远比想像中的要快的多，而影响期性能的感觉技术也不断的推陈出新。现在数码相机的感光芯片大体分四种，即为 CCD、SUPER CCD、CMOS、Foveon X3，其中CCD是现今数码相机采用最多的一种感光芯片，估计占有80%以上，其余的为CMOS、SUPER CCD。Foveon X3 技术是美国 Foveon 公司今年二月十一日公布的。如果按大类算的话，它应该归属于 CMOS 图像感光技术，但它却不同于传统的 CMOS。传统的 CMOS 都是单像素提供单原色的一种感光技术，而 X3 却是用单像素提供三原色的感光技术。X3 的感光器如果要用什么东西来比喻一下，那就非拿银盐彩色胶片不可了。这种感光器与银盐彩色胶片相似，由三层感光原素垂直叠在一起，据 Foveon 声称，同等像素的 X3 图像感光器比传统 CCD 锐利两倍，并且能提供更丰富的彩色还原度以及避免采用 Bayer Pattern 传统感光器所特有的色彩干扰。此外，这种技术由于每个像素都能提供完整的三原色信息，把色彩信号组合成图像文件的过程简单很多，降低了对图像处理的计算要求，并且采用 CMOS 半导体工艺的 X3 图像感光器耗电要比传统 CCD 小。X3 技术的另一个特点是虚拟像素尺寸-VPS（Virtual Pixel Size）。可以理解为把邻近的像素信号组合成一个像素，比如说 2x2 或者 4x4，从而增加信噪比。这个特点可以应用于提高感光度同时保持低噪音。此外使用 VPS 减低像素还可以加快从感光器提取信号的速度，这对于摄像应用有帮助。可以说未来数码相机的感光技术用的最多的应为 Foveon X3，这是因为它有诸多的优点可以比拼其它感光技术。如耗电量、制造工艺简单、图像效果好等等。虽说短期内它不会很快的被应用到各数码相机上来，但相信随着用户及厂商对相机图象质量的要求越来越高，最后的王者终究会为 X3 所拿走。让我们期待着 X3 的普及吧，因为它会给我们带来更好的图像质量。感光器件尺寸 说到 CCD 的尺寸，其实是说感光器件的面积大小，这里就包括了 CCD 和 CMOS。感光器件的面积越大，也即 CCD/CMOS 面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS 是数码相机用来感光成像的部件，相当于光学传统相机中的胶卷。CCD 上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个 CCD 上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。如果分解 CCD，你会发现 CCD 的结构为三层，第一层是“微型镜头”，第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。第一层“微型镜头”我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展 CCD 的采光率，必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。第二层是“分色滤色片”CCD 的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是 RGB 原色分色法，另一个则是 CMYK 补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，RGB 即三原色分色法，几乎所有人类眼镜可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，而 RGB 三个字母分别就是 Red,Green 和 Blue，这说明 RGB 分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说 CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK 更为适用，但其调节出来的颜色不及 RGB 的多。原色 CCD 的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色 CCD 的数码相机，在 ISO 感光度上多半不会超过 400。相对的，补色 CCD 多了一个 Y 黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在 ISO值上，补色 CCD 可以容忍较高的感光度，一般都可设定在 800 以上。第三层：感光层 CCD 的第三层是“感光片”，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。传统的照相机胶卷尺寸为 35mm，35mm 为胶卷的宽度（包括齿孔部分），35mm 胶卷的感光面积为 36 x 24mm。换算到数码相机，对角长度约接近 35mm 的，CCD/CMOS 尺寸越大。在单反数码相机中，很多都拥有接近 35mm 的 CCD/CMOS 尺寸，例如尼康德 D100，CCD/CMOS 尺寸面积达到 23.7 x 15.6，比起消费级数码相机要大很多，而佳能的 EOS-1Ds的 CMOS 尺寸为 36 x 24mm，达到了 35mm 的面积，所以成像也相对较好。现在市面上的消费级数码相机主要有 2/3 英寸、1/1.8 英寸、1/2.7 英寸、1/3.2 英寸四种。CCD/CMOS 尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。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 55%)。而相同尺寸的CCD/CMOS 像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。但如果在增加 CCD/CMOS 像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大 CCD/CMOS 的总面积。目前更大尺寸 CCD/CMOS 加工制造比较困难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS 尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般 CCD/CMOS 尺寸也小，而越专业的数码相机，CCD/CMOS 尺寸也越大。CCD（CMOS）的真实尺寸？在数码相机性能规格表中用英寸表示并不是 CCD 的真实尺寸，但可以使用一个简单而实用的方法求得 CCD 的真实尺寸。镜头的真实焦距与相当（等效）焦距在数码相机或使用说明书上一般都会列出，而相当于 35mm 照相机的焦距与真实焦距之比，即为 35mm 照相机的画幅对角线尺寸与 CCD 的实际对角线长度比，由此可以方便计算出 CCD 的真实尺寸。举例说明，松下 LX2（有效像素 1020 万）轻便数码相机使用 1/1.65 英寸 CCD，镜头的相当焦距为 28-112mm，真实焦距为 6.3-25.2mm，两者的比例 4.44，35mm 照相机的画幅尺寸为 24x36mm，对角线长 43.2mm，43.2/4.44=9.72mm，这就是 1/1.65 英寸 CCD 有效对角线长度，换算成画幅横纵比 4/3，可求得真实尺寸为 7.38x5.54mm。松下 LX2 相机 CCD有效感光成像面积仅为全幅尺寸的二十分之一，为 APSC 画幅尺寸的九分之一。CCD/CMOS 尺寸一览表 APS-C、APS-P、全画幅 数码单反相机的 CCD 很多都是“APS-C”画幅。那么，究竟 APS-C 究竟是什么意思？还得先从十九世纪二十年代的诞生 135 胶卷谈起。那时候德国研制出拍摄35mm(36-1mm24mm)电影胶片的 Leika 照相机后，35 毫米胶卷又叫“莱卡卷”，后来世界各厂生产用于拍摄 35 毫米胶片的照相机越来越多，“莱卡卷”这个名称已不能适应了，于是就按胶卷的宽度改为“35 毫米胶片”直到五十年代之后，为了区分 35 毫米电影胶片和照相机用的 35 毫米散装胶卷，在胶卷盒上印有 135 的代号。后来大家就公认把 35mm 胶卷称为135 胶卷，把用 135 胶卷的相机称为 135 相机。1996 年由 FujiFilm、Kodak、Canon、Minolta、Nikon 五大公司联合开发的 APS(Advance Photo System)胶片系统问世。APS 开发商在原 135 规格的基础上进行了彻底改进，包括相机、感光材料、冲印设备以及相关的配套产品上都全面创新，大幅度缩小了胶片尺寸，使用了新的智能暗盒设计，融入了当代的数字技术，成为了能记录光学信息、数码信息的智能型胶卷。APS 定位于业余消费市场，共设计了三种底片画幅(H、C、P)：H 型是满画幅(30.316.6mm)，长宽比为 16:9；C 型是在满画幅的左右两头各挡去一端，长宽比为 3:2(24.916.6mm)，于 135 底片同比例；P 型是满幅的上下两边各挡去一条，使画面长宽比例为 3:1(30.310.1mm)，被称为全景模式。APS 感光胶片与传统感光胶片最大的区别在于胶片上不仅涂有感光乳剂，还涂覆有一层透明的磁性介质，它除了具有传统胶片的所有功能外，还具有数码书写能力，利用胶片齿孔边和另一边的条形导轨面积，在拍摄过程中，可以随时将拍摄中的有关数据记录在胶片上，如：焦距、光圈、速度、色温、日期。有的 APS 相机还储存有十几种语言，100 多种赠语、贺词或标题，可以通过机背上的按钮选择所需和对照片的制作要求等，并且将信息记录在胶片上，这些信息还可以修改。在冲洗时还可以印出一张“缩略图索引”的目录照片，在当时是很新颖超前的设计。为了便于观看 APS 胶片，APS 系统还配套设计有“胶片图像播放仪”，把拍摄好的胶片放入设备并与电视连接，就可以在电视上观赏，同时还能配有音乐，可以连续播放，图像可以局部放大，还可以调节图像的色彩、亮度等，如同看电影一样，增添了摄影的娱乐性。APS 问世以来前后有 50 多家生产厂商加盟。各品牌的 APS 相机在性能上大同小异。外型上看可分为两大类：一类是胶片生产商生产的相机，都为袖珍型。这类 APS 机体积小巧、功能齐全、操作简单、便于携带。例如 FujiFilm 的 Fotonex1000ix；另一类为相机生产商生产的相机，Minolta(VECTISS)、Canon、Nikon 都有开发。最大的特点是除特别为 APS 设计的 Lens 外，可以使用原 135 系统的所有镜头。如 Canon 的 EOS1X，Nikon 的 PRONEA 600I等等。但是，APS 夹在了传统胶片摄影系统和当今数码摄影系统之间，是介于两者之间的过渡产品。不难看出