光成像技术的发展及原理(胶片成像到CCD成像)(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上可见光成像的发展及工作原理胶片成像的发展史：公元1725年德国，纽伦堡阿道夫大学的医学教授，亨利其舒尔兹（Heinrich Schulze 16871744）发现；装有硝酸银溶液，曝光几分钟会变黑，没曝光仍能是原来的浅白色。他发现，不是由于热和空气，而是因光的作用。经实验，混合物中含银越多，曝光变黑速度就越快。他在1927年发表了硝酸银与白垩之混合物对光的作用之论文。垩，白色而可以用来作涂饰的土。文中述说：将硝酸银与白垩之混合物，加水作成白色泥状物，放入玻璃夹版，外放以黑色且有剪成的图案、文字的纸，经露曝受光后，则玻璃版会现出图案、文字来。如此广为科学界重视，也是最早

2、提出对摄影有用的光化学之第一人。德国人赞誉他是现代，摄影取像片的始祖。 公元1737年法国海勒特（M Hellot）发明了钢笔写字纸，浸在硝酸银溶液后，竟然没有了字迹。再经过曝光日晒后，却又能现黑字。此为科学家开始研发，摄影中显影剂的滥觞。公元1802年英国汤姆斯维吉伍德（Thomas Wedgwood），进一步将影像投影在硝酸银纸上，作影像存有，可长期保持。他最大贡献是完成了与现在照相机一样的最原始照像机，当时所谓晦影照像机。这照像机是一个匣盒状，针孔是装有透镜，相对的内部有可以感光的硝酸银纸。这可以感光的硝酸银纸，是他以白纸浸湿在硝酸银溶液中，再于黑暗处所凉干它。此纸若在日光下露曝，只要二

3、、三分钟就变为黑色。若以间接光，通过进入，他作出的像机内，得感光须数小时之久，才会变黑显影像。但在红光下便不感光变黑。不久他的学生亨弗利戴维爵士（Sir Hunmphrey Davy），以氯化银取代硝酸银来定影处理，竟而成功了人类史上第一张较能存久的相片。汤姆思维吉伍德和亨弗利戴维被英国皇家科学院誉为暗箱与感光材料结合的先驱者。公元1800年英国科学家威廉赫谢尔（Willian Herschel）发现红外光线。它在我们可见光区（光的七种颜色；红、橙、黄、绿、蓝、靛蓝、紫），红端的部分。我们肉眼看不到它的光，但是会感觉到它给我们的温热，此光会影响摄影的影像、感光底片、彩色相片等色泽。公元1801

4、年科学家理特恩（J W Ritten）发现紫外线。它在我们可见光区（光的七种颜色）的紫端部分。此光人眼也见不到，但它照射到某些表面时，可使之发荧光，有种醒目亮丽的感觉。它和红外光线一样，会影响摄影技术上效用，尤其在照明上，会产生特殊效果，以及激发荧光材料的色彩等。公元1812年英国科学家乌拉斯顿（Wollaston W Hyde 17661828）；利用多片凹凸透镜，制出有史来，最好的摄影镜头。开始奠下，研发未来有更好、更精准，摄影镜头的基础。公元1819年赫谢尔（John Herschel 17291871）发明了摄影的定影法。他发现硫代硫酸钠、俗称大苏打，可使已感光的氯化银固定下来。从而可

5、以长时间保存影像。其定影方法，一直被人们延续使用到20世纪80年代。可见他的发明，影响有那么大，且如此久远。达盖尔发明银版摄影 世界摄影历史上，第一张可以摄影成像的图片，在公元1826年夏天，由法国摄影术和印刷制版发明者，尼埃普斯（Nicephore Niepce 17651833）在实验室中制成。 尼氏曾是法国尼斯市市长，服役军职为将校，在法意战争（公元1793年）中受伤，一目失明。1816年，他用氯化银感光纸，存影了黑白负片。继用沥青涂于铅锡合金板上，经八小时后曝光，洗去未硬化，则影像明亮部分是白色，而黑色金属板对称下，就显影出与原景物相同正片。直到1826年他成功了，将发明的感光底片放置

6、在，新进的特制摄影机中，此摄影机是由巴黎光学机械师修瓦力（Chevalier）所制造的。摄影得到世界上第一张照片的景物是法国中部尼氏住家窗口外屋顶。此张照片现收藏在美国得克萨斯大学收藏馆中。他发明的这个摄影法，经再改进，就普遍为印刷制版界所采用。世界印刷制版界尊崇他是印刷制版的伟大发明家。公元1827年9月，尼氏去英国拜访居住在伦敦哥哥，偶识英国画家包耳（Bauer），包耳惊喜尼氏的大发明，邀请尼氏在英国皇家学会作发明专题演讲，也奏请英王乔治四世驾临听讲，不料待人谦让，一向谨言慎行的尼埃普斯却临时动议未赴，造成英国当局的反感，因而也否认了尼埃普斯有此大发明，令人惋惜。公元1837年，德国科学家

7、慕尼黑大学矿物学教授柯贝尔（Kobell 18031875）和数学教授斯坦哈尔（Steinheil 18011870）公告宣称他已发明出摄影术，使用的定影剂是阿摩尼亚。不过德国的历史文献有记载是只是底片发明，而没能制成像片。然而，有柯贝尔教授署名的四张底片，所摄的风景是慕尼黑的建筑物，今天还珍藏在德国慕尼黑的德意志国家博物馆里。世界摄影历史上，最为光辉灿烂的日子是在公元1839年，法国人画家达盖尔（Louis J M Daguerre 1789-1851）发明银版摄影技术正式问世。他曾于1822年在法国巴黎开一个名叫幻象画绘画景色展览。他用各式各样的灯光变化照射在画面上，产生使人意料不到的美好

8、奇妙效果，声誉卓著。在1829年，他向巴黎透镜商买透镜巧遇年长的尼埃普斯，因两人意识相同，结果合作共同研发摄影、感光相片技术。三年后尼埃普斯去世，他仍然继续进行实验不已。终于在公元1839年1月9日于法国科学学会上宣布他的傲世大发明。人类历史上第一个成功的发明摄影技术，并命名为达盖尔照相术。他把一块涂有碘化银的铜版上曝光，然后用水银蒸气熏沐，生成碘化银薄膜而为感光面。在自制的照像机内将已发明可以感光的版，让它经由透镜投射光影，作曝光，再用设计的汞显影箱以汞（水银）蒸汽显现影像出来，又置在食盐水（后改作大苏打）中定影。竟就能形成永久性的影像照片。原先尼埃普斯第一张永久性照片须曝光八小时，而达盖尔

9、的方法只需要2030分钟。尚且照片影像清晰鲜明，令人惊奇赞赏。几经研究改进，又在同年8月 18日，公布发明熏蒸氯气银版显像法。此法更使曝光时间大减为数分钟，同时采取硫代硫酸钠定影，影像更可以久留不灭迹，连尼埃普斯的儿子给他的贺信上说：我得花一个白天才能摄得一张照片，而你却只要四分钟，这是多么了不起的发现呀!。世人称赞为达盖尔银版照相法。申获专利，且得法国国会颁授帝国勋章，同时宣布授奖日为摄影技术诞生日。当时，人们称赞，达盖尔摄影术是世界人类摄影历史上的伟大发明。1837年达盖尔摄影作品艺术家工作室，现由法国摄影协会珍藏。1838年，达盖尔曾是四处售卖达盖尔摄影术发明专利权，可惜未如愿。时来运转

10、，找到法国政府主管购买发明权人，天文学家兼国会议员阿拉哥（M Alaco），代为陈请收购他的发明专利权。达盖尔对阿拉哥，名正言顺说：如此发明专利权，若归入私有，则永无可能会造福社会，只由国家收购，再公布天下，以全国人物力，始能再改造，完成更好的。第二年的1839年，英国政府给了达盖尔摄影术发明专利权的后五天，法国政府被说服，买下了达盖尔摄影术发明权，并且公布全国任由人使用，条件是政府发给他年俸六千法郎，给尼埃普斯的儿子四千法郎年俸。达盖尔银版照相法，当时报章杂志上轰动一时，没多久，此摄影技术即刻风靡了全世界。几个月内，欧洲就出现了一种前所没有的行业，也就是新艺术形式照相馆。不论巴黎、伦敦的光学

11、商店，多人排队买镜头。药房买冲洗药剂，商品店买照相机及感光版。顺提是，达盖尔摄影术发明后风行全世界，达盖尔本人也自制照相机出售，甚至于获利不少。当年，达盖尔本人也著书达盖尔摄影术出售，大受欢迎，洛阳纸贵，一版再版，竟连版47次之多，令人叹为观止。话说1840年4月在美国的纽约大学屋顶上，由塔列普（W Draper）和莫斯（S Morse）两位教授研究摄影技术，顺便开设达氏银版照相场，一小张照片收费高达美金5元，依然要摄影者，络绎不绝。前些日，美国费城的柯尼利斯（Cornelius）此人业已设店，银版照相馆开门营业了。依在1850年有统计，就美国，纽约市有71家豪华的银版照相馆开业。照相馆为了取

12、光，大都设置在建筑物顶楼，曝光虽只几分钟，但在烈日下，又不能动地摄影，是很难过的事。可是，人人确为能拍张自己的人像照，趋之若鹜，去大排长龙。摄影拍照，形成风气，大家都赶时髦，美国仅1853年，有一万多摄影师为人服务拍照，也共拍400多万幅照片。1856年，英国伦敦大学率先开摄影技术课。花开并蒂，公元1839年1月29日，英国天文学家约翰赫雪尔爵士（Sir John Herschel）用望远镜摄影，使用硫代硫酸钠，把影像固定在纸上，这感光纸是卤族银盐造成。接着3月14日送论文报告给英国皇家学会称有独特摄影技术新发明。尤其是摄影术语，摄影此字Photography 是由他第一次提出的创用名词。Ph

13、otographic摄影的，形容词也是他创用字。他第二次给英国学士院的报告，又介绍底片（Negative），相片（Positive），及其它摄影术语。年老时又创用快照（Snapshot）新名词。可见约翰 赫雪尔爵士在人类摄影历史上是个承先启后的伟大创新者。公元1839年6月，英国相机制造商，威斯特（west）注销有史来第一则出售摄影相机的广告。刊文称，达盖尔照相术适用的此相机，最适合艺术人像拍照。由镜头的前木箱与映射的后木箱组成，附件药剂溶器、酒精灯、化学瓶罐、用品箱等加三脚架，总重达100多磅。标价高至16英镑，400法朗。后改善为更小型相机出售，也因而引发全面性，各制造行家朝向制造出，精致

14、轻巧，体小易携带的摄影相机处出现。历史上，第一次摄影展览会，是在公元1839年10月，由德国的，莱比锡美术学会所举办的达盖尔摄影展览。当时展出的相片，都是法国与德国摄影家的作品。但是公元1840年二月，瑞典的皇家博物馆，一次达盖尔摄影公开展后，就已正式地将摄影，形成为艺术界经常展览的风潮，甚而弥漫到全世界至今与未来。公元1839年，有内托此(Nedo)人，写作书名制作达盖尔照片的详细指导，在德国哈雷出版。此书成为世界上第一本论述摄影的书籍。 达盖尔照相术在达盖尔发表会场上，有位奥国教授爱丁斯豪森，立即发现达盖尔所用镜头大约仅f/17的亮度，所聚集光线不足够。散会后，即告知友人奥地利学者，维也纳

15、大学数学教授佩兹法尔博士（Petzval 18071891）。经佩氏以数理精算设计，加上制造镜头商福克特连德（Voigtlander 18121878）合作，整年后，于公元1840年制造出更好镜头（佩兹法尔镜头）的摄影机。镜头聚光约为f/3.6是达氏镜头的16倍聚光亮度，更甚是曝光时间也缩短到1/4分钟之内。因佩氏计算设计出，有名的相对孔径为1: 3.6的佩兹法尔镜头，使银版摄影技术，从适合拍人像也因有广角效果，又适合拍摄风景与建筑物，而为科学方法的镜头设计，开了先例。此后约长达有六十年之久，佩兹法尔镜头成为摄影家们必有的镜头。故佩兹法尔亦被摄影界，誉为新摄影术创始者。因制造镜头商福克特连德，

16、在德国设厂制造，并研发出的摄影镜头，质量良好，备受世人乐予使用，兼而建立起德国在照相器材工业上的名誉。 公元1841年6月10日，英国皇家学会会员塔尔博特（Fox Talbot 18001877）在学会，发表了塔波纸照相术。翌年，获得英国皇家学会奖章。方法是，涂以适当硝酸银液的纸，浸泡碘化钾液中，让纸上生錪化银。以此感度低，置久不易生变的银板，再用硝酸银、醋酸等，浸之于暗处令干。此纸感光甚强，即可放置相机中曝光照像。拍照后用酸液显影，用溴化钾液定影，则完成世界上第一张纸质的负片。此负片，却可再印洗出多张纸像片。后经改进，此法，更大受人们喜爱。 塔尔博特是英国化学、数学、物理、考古学家，尤其是摄

17、影先知者。以发明塔波纸照相术而著名。如果此法早公诸于世，他就取代达盖尔成为摄影之父。因他在公元1839年1月25日，就向皇家科学会，介绍了他的拍摄负片，再洗印出正片的摄影照相术。也是现代拍摄出负片，再洗印出正像片，摄影照相之程序的由来。 其实，他在公元1835年，就已着手研究，发表有关纸负片摄影理论。接着，他以系列式画册，出版自然界素描。此书，是历史上，第一套本，用照片做插画的书籍。公元1851年，他又发明了一种，拍摄快速照片的方法。塔尔博特被公称是摄影照相程序的发明家。 公元1842年，有位匈牙利籍摄影师，在爱尔兰都柏林设立一所银版法人像学校。不过，乃以公元1847年，美国著名摄影家梅约尔，

18、在英国伦敦开办一所美利坚银版法摄影学校最为显著，名声通晓全欧洲。 公元1842年5月5日到8日，德国汉堡发生四天大火。当时，两位著名的摄影家，比欧乌（Biow 18101850）及史特兹纳（Stelzner18051894）就拍摄其惨不忍睹的灾难记录照片，成为世界最早的记录事件照片。 公元1850年，美国纽约发行一本，世界上第一本摄影杂志。同年，美国参与在英国伦敦举行世界摄影比赛展览里，荣获首奖，因而开启了，美国摄影家从此有领导世界摄影走向的实力。 达盖尔银版照相法的优点，鲜明清楚，但一次只能照一张像。塔波纸照相术虽可得多张，但纸底片有纸的纤维影响，所得像却不明细。 所以，在公元1847年10

19、月，法国陆军官尼普斯的堂兄弟维克托（Niepce de St Victor）与于巴黎大学，发表了使用玻璃板上的蛋青加一些感光材料，制成感光板，放入相机中照像，再用塔尔博特所用的液剂来现影而制成负片。其在风景、建筑物、以及绘画复制上好使用。尤其透明度，更适合幻灯片及以立体摄影机用，促进公元1849年，美国人萳珍海（Langenheim 18071874）发明了幻灯片机，公元1850年，法人费瑞（Ferrier 18111889）发明了立体摄影机。 摄影历史大进展，是在公元1851年3月，因英雕刻家阿查（Scott Archer 18181857）在Chemist杂志上，发表了火棉胶摄影法。结果，

20、很快速就取代，早先的旧摄影法。其方法，是将含有碘化钾的火棉胶，匀泼全玻璃片面上，浸于硝酸银液。趁湿片感光特强时曝光拍摄之，再即以没食子酸显影，继用次亚硫酸定影。简单而言，传统胶片的成像过程是基于光化学理论，数码的成像过程则是基于光电子学理论。数码摄影是IT业和摄影发展的结晶，数码摄影的技术和审美要素都由传统摄影衍生而来，因此很好把握传统的胶卷摄影有助于用数码相机拍摄出好照片。数码相机发展进程大史记： 照相机自1839年由法国人发明以来，已经走过了将近200年的发展道路。在这200年里，照相机走过了从黑白到彩色，从纯光学、机械架构演变为光学、机械、电子三位一体，从传统银盐胶片发展到今天的以数字存

21、储器作为记录媒介。笑看浮云遮望眼，瞬间沧海变桑田，数码相机的出现正式标志着相机产业向数字化新纪元的跨越式发展，人们的影像生活也由此得到了彻底改变。 自从1969年10月17日，美国贝尔研究所的鲍尔和史密斯宣布发明“CCD”（电荷耦合元件）以来，这种感光元件在经过进一步完善之后，终于在今天得到了广泛应用。4色CCD、SUPER CCD等最新改良版不断涌现，像素数早已跨越了千万像素，而成像效果却也已臻于完美。 经过十几年的不断发展，DC产业早已走出了自己的幼年，外观设计更趋成熟，操作功能日渐强大，并且随着制造成本的进一步降低，这类产品的发展已经显露出了不可限量的发展苗头。 总体来看，DC产业十几年

22、的发展历程一直秉承了“更高、更快、更强、更加人性化”的发展脉络，正是在制造厂商的不懈努力之下，今天的数码相机市场才会变得如此繁荣和美丽。人们在享受科技所带来的便利的同时，仍会不由得念起数码相机诞生之初所走过的坎坷道路，对这一产业产生重大影响的一些经典机型至今依然让人难以忘却。 寒武纪-生命大爆发 许多生命突然出现在寒武纪，整个地球一夜间就变得多姿多彩，充满生命气息，考古学家对其原因至今未能给出明确答案。80年代无异于数码相机产业的寒武纪，在不足十年的时光里，数码相机快速脱离了襁褓并逐渐学会了蹒跚迈步，尽管那时的分辨率依然十分低下，但众多厂商的参与却让这一产业慢慢充满了勃勃生机。 索尼马维卡（M

23、ABIKA）全球第一台不用感光胶片的电子相机 1973年11月，索尼公司正式开始了“电子眼”CCD的研究工作，在不断技术积累的基础上它于1981年推出了全球第一台不用感光胶片的电子相机静态视频“马维卡（MABIKA）”。该相机使用了10 mm12 mm的CCD薄片，分辨率仅为570 490（27.9万）像素，首次将光信号改为电子信号传输。 紧随其后，松下、COPAL、富士、佳能、尼康等公司也纷纷开始了电子相机的研制工作，并于1984-1986年相继推出了自己的原型电子相机，生命大爆发就此开始。 索尼MYC-A7AF第一次让数码相机具备了纯物理操作方法 在DC产业发展史上具有里程碑意义的第二款相

24、机同样出于索尼之手，由此可见，该公司今天所取得的市场地位绝非“浪得虚名”。1986年索尼发布了MYC-A7AF，第一次让数码相机具备了纯物理操作方法，能够在2英寸盘片上记录静止图像，像素分辨率也已扩展到了38万像素。卡西欧VS-101首台CMOS感光器件电子相机 1987年，卡西欧首先在市场上发售使用了CMOS感光器件的VS-101电子相机，尽管分辨率仅能达到28万像素，但这对于DC产业的意义非常重大。 就今天来看，CMOS与CCD在数码相机感光器件正统方面的争夺早已尘埃落定，CMOS除了在今天的佳能高端相机上还被广泛应用之外，其他厂商均已把CCD当作了自己产品的主导方向。不容否认，CMOS所

25、具有的全幅面、低能耗等优势的确非常吸引人，但动态范围低的弊病却不能不让人们对它“敬而远之”。 佳能RC-760-首台60万像素机型 想要获得接近于传统相机的拍摄效果，提升CCD像素分辨率算得上最根本的解决途径，但在数码相机诞生的初期，想要在像素上更上一层楼却又谈何容易。几年间，厂商们一直在30万像素的水平上艰难徘徊，直到1988年才由佳能公司推出了60万像素的机型RC-760。 这台电子相机使用了2/3英寸60万像素CCD，外观在今天来看略显呆板，不过这可是那个年代最高像素的机器，售价比今天的一辆小车还贵。 白垩纪-恐龙凶猛 生命经过漫长的进化和演变，终于在白垩纪诞生了更高级的生命形式，世界也

26、就一下子变得更加热闹起来了。80年代不断的技术积累终于为我们迎来了90年代数码相机产业的真正繁荣，从此之后，数码相机确立了其基本的生存模式。 柯达DCS 100首次在世界上确立了数码相机的一般模式 1990年，柯达推出了DCS100电子相机，首次在世界上确立了数码相机的一般模式，从此之后，这一模式成为了业内标准。 对于专业摄影师们来说，如果一台新机器有着他们熟悉的机身和操控模式，上手无疑会变得更加简单。为了迎合这一消费心理，柯达公司为DCS100应用了在当时众所周知的尼康F3机身，内部功能除了对焦屏和卷片马达作了较大改动，所有功能均与F3一般无二，并且兼容大多数尼康镜头，真可谓考虑周详。 这台

27、数码单反使用了拥有140万像素的20.5 x 16.4mm CCD，光变倍数1.8X，但限于当时的技术水平并未给它配备内置存储器，只能连同一个笨重的外置存储单元（DSU）使用。DSU跟今天的相机底座差不多，以电池作为驱动能源，内置200MB存储器，可以存放150张未经压缩的RAW照片。 取景模式跟今天的机器比起来也是非常原始的，拍摄者可以使用相机上的光学取景器或DSU上的4英寸LCD液晶屏取景，尽管不太方便，但在当时可是非常高档的了。这台机器那时的售价相当于今天的22.5万人民币，真是贵得离谱啊。 在DCS100获得成功之后，柯达又在1992年推出了DCS100后续机型DCS200，它终于摆脱

28、的DSU的累赘，存储器被安置在了机身内部，这样一来带着出门拍摄也就变得非常惬意了。 尼康/富士E2/E2s尼康、富士两巨头联手的数码单反 无论柯达还是佳能，在早期的产品设计中都无不沿用了原来传统相机的胶片机身，尽管这能让专业摄影师们感受到产品的亲和力，但产品一多也就难免会让人产生乏味的感觉。1995年，尼康、富士两巨头联手推出了全新设计的E2/E2s，它不再照搬老掉牙的传统机身，采用了一体化设计风格，从而很容易就能让人产生耳目一新的感觉。 这台数码单反的分辨率仅有130万像素，跟同时代的柯达DCS460所拥有的600万像素相比有着天壤之别。E2/E2s最特别之处在于采用了尼康新开发的ROS光学

29、系统，通过一组光学元件将光线投射到面积小于35mm胶片的CCD上，在这个基础上镜头的视角可以保持不变，但限于有效光圈严重缩水，成像质量受到了较大影响。 一体化设计让这台机器的外观看起来更加简洁，但内部结构的复杂却不可避免地造成了外观体积的膨胀，总重量也呈现出了失控的迹象。这台机器为尼康的数码单反研发积累了很多经验，在它上市四年之后，尼康就推出了具有划时代意义的D1，数码相机产业的白垩纪时代也就被彻底结束了。 侏罗纪-凶险丛林 侏罗纪的生物门类已经非常齐全了，那里有着温和柔顺的食草恐龙，有着活泼好动的白脸猴，还有着十分凶残的霸王龙，每个动物像要在这个世界上生存就要想方设法变得更加强大一些，只有这

30、样才能在这片弱肉强食的丛林过的轻松舒服。 尼康D1尼康首台自行研制的数码单反 1999年6月，尼康终于推出了该公司首部自行研制的数码单反-D1，凭借远低于柯达DCS系列相机的售价开创了数码单反民用化的新时代。 这款数码单反所采用的机身是在传统相机F5基础上经过改装完成的，依然保持了极具魅力的专业气质。它内置274万像素CCD，ISO感光度200-1600，采用CF卡/IBM微硬盘作为存储介质，支持的文件格式包括JPEG、TIFF、RAW 三种，售价5580美元，在今天来看仍然显得昂贵。 佳能EOS 1D佳能的数码单发神话 长期以来，在像素分辨率争夺的同时，厂商们在拍摄速度上的竞争同样如火如荼。

31、为了彻底超越尼康D1所营造的神话，佳能在2001年9月推出了专用于快速拍摄用途的EOS 1D，从而在速度和技术指标上全面压过了尼康D1，成就了DC产业新一代传奇。 这款数码单反拥有400万像素分辨率，ISO感光度100-1600，也采用CF卡/IBM微硬盘作为存储介质，售价在7000美元左右。 奥林巴斯E-14/3系统代表作 正像早期的笔记本厂商一样，为了给对手制造最大的赶超麻烦，数码单反厂商在进行产品设计时都要刻意做到避免与对手的产品兼容，这样一来，任何品牌的数码相机组件都无法通用，在组件损坏之后用户只能购买同一品牌的产品替换，厂商们由此便获得了利润最大化。 今天的笔记本早已做到了相互兼容，

32、这可以说是电脑厂商日渐开明的表现，而数码相机产业的变革却也在悄悄进行。2003年12月，奥林巴斯发布了与柯达、富士两家公司联合研发的采用“4/3系统”的E-1。 4/3系统规定了CCD感光器件的面积，CCD与镜头之间的距离以及镜头的直径，因此，凡是采用这一系统的数码单反都能轻松做到镜头的相互兼容，这在以前的产品中绝对是不可想象的。 E-1采用了500万像素CCD，ISO感光度范围100-800，使用CF卡作为存储介质，支持JPEG、RAW、TIFF 文件格式。发布之初的售价高达16000元人民币。 佳能EOS 300D一代平民数码单反王 数码单反功能强大，拍摄画质美轮美奂，但高昂售价却是其无法

33、走近平民百姓的最大障碍。为了顺利完成数码单反的普及历程，厂商们总是在挖空心思寻找降低成本的途径，正是在他们的不懈努力下，一批价格合理的平民化数码单反才终于浮出了水面，而佳能E0S 300D无疑算得上这一进程的先行者。 2003年8月，佳能推出了采用塑料机身的EOS 300D，它整合了前辈EOS-10D惯用的CMOS感光器件，售价首次低于1000美元，从而彻底改变了数码相机市场原有的竞争格局。 这款相机采用630万像素CCD，ISO感光度100-1600，使用CF卡作为存储介质。外观设计应用了银、灰、黑三色，整体给人的感觉还算不错。 可见光成像原理（胶片成像及CCD成像）： 先谈谈胶片成像，胶片

34、成像是通过底片上的化学银盐在光照下产生化学反应成像的，对于彩色胶片是分层曝光（分为三个层）通过光学镜头成像的一个点，在胶片上对应的是一组银盐分子团这组分子团不一定全部发生反应，而对应不同的光线，部分的发生完全反应，部分的发生不完全反应，而单位面积内发生了反应的分子团密度决定了这个点的透光或者反射光的特性，形成了我们看到的图像，因此只有在胶片成像的时候才有密度这个概念（数码成像的密度是确定的）这点上胶片成像于数码成像的差异是巨大的，对于胶片成像没有像素的概念。而数码成像则是通过的感光单元在入射光的照射下所产生的电子越迁形成的微小电压或者电流的变化经过放大在通过模数转换成为数字化的影像，最后要借助

35、电脑在显示器上显示出来，当然如果要冲洗成照片则仍旧要通过类似胶片成像的过程把图像通过光化学反应固定在像纸上。要想进一步说清楚二者的区别，就得搞清它们的成像原理！ 胶片的成像原理：每种胶片（包括彩色胶片）都包括两个基本组成部分：一个单层的或多层的感光乳剂层、一个感光乳剂层的支持体片基。乳剂是由对光敏感的微细颗粒悬浮在明胶介质中而成。胶片一经曝光，立即产生潜影一种看不见的影像。必须将胶片进行显影操做才能使潜影转化为可见的牢固影像。当胶片显影，结构已发生变化的卤化银晶体便转化为黑色金属银颗粒的聚结体，从而产生影像负像。胶片上那些没有感光的，也就是没有发生结构变化的晶体即被一种称作定影剂的化学品洗去，

36、使这些部分呈现浅灰或透明。结果是负像上黑暗（厚的）部分就是曝光较多部分；明亮（薄的）部分就是曝光较少部分；全透明部分就是没有受到光照射的部分。这就是黑白胶片记录影像的基本过程。彩色胶片有三层感光乳剂层，在这些乳剂层里还分别含有不同的能够生成染料的有机化合物，叫做彩色偶合剂（成色剂）。它们本身是无色的，但在彩色显影时能与彩色显影剂的氧化物耦合成为有色的染料。对于负性胶片，上层盲色乳剂里所含的偶合剂在彩色显影时形成黄色，中层形成品红色，下层形成青色，这就是我们得到的经过冲洗的彩色胶片。通过扩印或放大再把影像投射到照相纸上或者是反转片的反转冲洗，胶片上层的黄色转变为它的补色蓝色，中间一层转为绿色，下

37、层则转为红色，我们就得到了与自然状态一样的彩色照片或者透明的反转片。这就是彩色胶片记录影像的基本过程。 数码的成像原理：目前数码感光器件分为CCD和CMOS两大类。CCD称为电荷耦合半导体器件，CMOS称为互补型金属氧化物场效应器件，它们都是半导体器件，其工作原理没有本质的区别。它们在数码照相机中的作用是把影像的光信号转变为电信号并分别寄存起来，在外加扫描信号的作用下传输出去，最后经过各种运算转换为图像的数码文件。光线透过镜头射入半导体，光子被半导体吸收，这样光学图像在感光单元上转换成为与光学图像中各相应像素上光照成正比的电荷包，每个电荷包就是图像的亮度信息，最后通过暂存区和信号读出寄存器把信

38、号通过中央处理器进行信号处理后传输到存储器。一个好的影像传感器如果能够使得感光单元占据更多的比表面积，那么它的效率越高，再生像的准确度也越高。由胶片和数码成像的原理可以看出，胶片是通过光化学反应产生潜像，这个潜像的生成不存在人为的干扰因素，也就是说过程比较自然。而数码成像过程，插值算法是关键的一环，所以随着算法设计的不断进步，数码的拟真度会越来越高（当然感光器件本身的进步也同样重要）。就和其他领域模拟和数码的更迭一样，当数码精细到一定程度以后（超过人所能分辨的界限），就可以认为是高保真地还原了。下面以135规格的单反相机为例阐述数码与传统在使用方式方面的不同:全幅和APS目前大尺寸CCD/CM

39、OS加工制造比较困难，成本也非常高，所以DSLR所使用的感光器件(CMOS/CCD)多数都不是全画幅的，感光器件的实际面积都比135画幅小，只相当于APS的尺寸。这就造成了非全幅DSLR的镜头焦距要乘一个系数的问题，非全幅DSLR也多了一个“赚长焦亏广角”的说法。这就象把双刃剑，对长焦爱好者来说，高像素密度的非全幅是至爱；但对广角爱好者来说，非全幅使那些广角名镜黯然失色，譬如Nikon的AF 28 F1.4，乘了系数后变成42的标镜，多可惜啊！反观胶片相机，能把为35mm胶片研制的镜头功能用全了，也是目前最廉价的全幅解决方案，因为传统胶片本来就是全幅的，数码时代全幅反而变成奢侈品了。正是由于目

40、前主流DSLR都是非全幅的，这就带来了镜头视角的变化。同样的镜头用在DSLR上视角变小，要得到同样大小的图像，DSLR需要退得更后，也就是说要远离被摄者，拍摄距离的增加必然造成景深的增加，大光圈的浅景深效果不再容易得到了。从上述的原理中我们不难发现数码成像和胶片成像的原理差别是巨大的具体到应用上就体现出来了：）首先是对光线的要求，胶片成像是需要一定的光线照射使银盐分子团产生化学反应，这个要求在底片生产的时候就确定了的，假设一个底片需要勒克斯（注意勒克斯这个单位是光亮度单位，用在这里不一定合适，我仅仅是用来说明问题）才能使银盐分子团有足够的反应，那么低于这个照度的时候胶片是无法曝光的，而对于则不

41、同，低照度的情况下可以用软件提高放大电路的放大倍数仍旧可以曝光（尽管这是可能导致一些热噪声，但毕竟可以成像）。因此胶片的感光宽容度比要差，这一点用过胶片的人都应该了解彩色反转片对曝光要求的非常严格，当年烧胶片器材的烧友应该了解曝光的准确度是个多么重要的要求。）胶片摄影和数码摄影在细节表现上的不同，学过绘画的人都知道，如何表现一个物体的立体感？颜色的深浅是非常关键的！数码成像因为数字化的过程限制，不是连续的而是台阶状的。以位而言，从最暗到最亮只有级，如果我们拍摄一个单色球，那么这个球的数码影像是由个色环组成的而例如像级这样的变化对于数码成像就合并到了级。而胶片摄影由于一个点内的银盐分子团的数量是

42、很多的，基本上是一个连续的变化，就可以表现出上述的级和级的区别，因此我们看到了这个球的完整的颜色渐变。）色彩的表现，或者是彩色的分辨率，对胶片而言，因为是分层曝光，因此每个光学点都可以表现出所有的颜色，而目前常用的，是用四个或者三个黑白感光单元加上滤镜来表现颜色的，这就有一个问题出现了，假设一个绿色的光点刚好成像在这四个单元上，可以表现出正确的颜色，但是如果一个绿色的光点刚好成像在红色的单元上颜色就错了。结果一方面像素的提高要求镜头分辨率的提高，但是镜头分辨率的提高这种错位的情况就越容易发生，这也就是我们在高像素数码相机上看到的紫边或者绿边的现象。另外，正是因为这样，现有数码相机的色彩分辨率只有其黑白分辨率的或者，结果大部分的颜色是差值算法算出来的，这种算法会导致在颜色或者亮度变化较大的地方发生错误，对于错误的处理不同厂家的算法是不一样的，但原则上必须在细节的保留和减少错误（这时可能表现为噪点这种噪点是不同于热噪点的另一种噪点）之间取得某种平衡。专心-专注-专业