数码摄影的八大参数

    课程内容概要
    
    数码相机是集光学、机械、电子于一体的产品，它集成了影像信息的转换、存储、传输等部件，具有“数字化存取”模式、与电脑交互处理、实时拍摄等特点。数码相机的许多性能指标都借助了传统相机的相关概念，但数码相机与传统相机在构造上有着本质的不同，所以一般厂家都使用了“相当与传统相机”的概念，对数码相机进行描述。
    与传统相机一样，数码相机的各部件的性能参数影响着影像的生成效果，本章节的内容就是主要介绍影响数码相机拍摄品质的八个性能参数。
    
    1、数码相机的色彩深度

色彩深数也就是彩色位度，数码相机的彩色深度指标反映了数码相机能正确记录的色调有多少，色彩位数值越高，就越有可能真实地还原亮部及暗部的细节。
    
    目前几乎所有的数码相机的色彩位数都达到了24位，可以生成真彩色的图象。一些号称30或36位的数码相机，实际上也只有24位，目前商用级的数码相机CCD都是24位色彩位数。这一指标目前并不是衡量数码相机的关键指标。

大家要注意，CCD是没有彩色和黑白之分的，之所以数码相机可以呈现彩色，是以为在镜头前增加了滤镜。而在凝胶成像等科学研究仪器中都是黑白的，所以很多CCD都只有8个BIT，也就是256级灰度。彩色的之所以可以达到24BIT，三种8BIT的颜色相乘就得到24BIT了

    2、数码相机的分辨率
正如传统的照片分辨率与相机所用“胶卷”有很大关系一样，数码相机所拍摄的图像的分辨率与它的 “胶卷”��图像传感器有十分的关联，而其核心部件��成像光敏元件的运行直接影响到成像的分辨率。
    
    目前使用的光敏元件有两种：
    一种是广泛使用的CCD（电荷耦合）元件；
    一种是新兴的CMOS（互补金属氧化物半导体）器件。
    在相同分辨率下，CMOS比CCD便宜，但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。
    
    CCD图像传感器由一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字相机的CCD内含的晶体管数量越多，分辨率也越高。 CCD的分辨率――“像素数”常被用作划分数码相机档次的主要依据。虽然如此，但正如颗粒度不能完全概括胶卷的成像质量一样，分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准。除了CCD的分辨率，色彩深度、芯片本身的制造水平等对最终成像质量也能带来不容低估的影响。
    
    但与数码相机其它指标相比，分辨率依然是数码相机最重要的性能指标。数码相机拍摄图像的像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量，当然，相机的价格也会大致成正比地增加。数码相机的分辨率还直接反映出能够打印出的照片尺寸的大小。分辨率越高，在同样的输出质量下可打印出的照片尺寸越大。就同类数码相机而言，分辨率越高，档次就越高，但与此同时，图像占用的存储器空间就越多，对加工、处理的计算机的速度、内存和硬盘的容量以及相应软件的要求就更高。
    
    单从CCD芯片制造工艺的角度考察，其芯片面积越小、集成度越高越好。有人认为，在镜头光学分辨率有限、CCD像素数一定时，芯片面积越大，成像质量越好。但从目前数码相机的实际拍摄效果来看，使用小芯片CCD的数码相机的图像相对好些。
    
    在了解数码相机的分辨率时，一定要区分两个分辨率的概念：
    一个是CCD的分辨率（或PPI），另一个是拍摄所能得到的图像的分辨率（一般厂家标明的图象的最大分辨率）。这两个分辨率，原则上是CCD的分辨率决定所得图象的最大分辨率，而这两个分辨率往往是不相等的。
    
    选择数码相机时，CCD的分辨率（像素点）是最为重要的指标，在同样的拍摄图象的最大分辨率下，CCD的分辨率越大越好。例如，对于同样可以拍摄1280X1024图像分辨率的相机，150万像素CCD的相机的拍摄质量要优于141万像素CCD的数码相机。这是因为，CCD作为感光器件，CCD边缘的像素点在拍摄时，由于边缘光的影响，一般会出现一定的偏色和眩晕，数码相机在CCD像素大于图象拍摄像素时，会自动切除边缘像素，从而去除眩晕和偏色，边缘切除越多，对成像的清晰率等越好。
    
    这就是厂家用141万像素甚至150万像素的CCD制造最大拍摄1280X1024（131万像素）的图象数码相机的原因。所以追求品质的厂家一般都用远高于拍摄图象的最大像素的CCD。
    
    但目前有不少相机的拍摄图象像素（如1200X1800，即131万像素）远高于CCD的像素。这是通过软件进行插值处理的结果（任何一个图像处理软件都有此功能）。但软件加大精度只能使图象细节模糊，把图像放大，则清晰度往往难以令人满意。所以，在购买数码相机时应以CCD为衡量相机好坏的标准。
    
    虽然厂家都会标明其相机的最大分辨率，如1280×1024，但一般情况下，用户都要根据需要，调低分辨率或压缩比（同一分辨率下可以有不同的压缩比，分辨率和压缩比同时决定照片的质量），以便在相同的存储卡上保存更多照片。这种调整模式的选择应当是越多越好。当然，质量和数量在同一存储卡上就是一对矛盾，这要由用户自己选择。

    3、数码相机的光学镜头

镜头的好坏一直是影响相机成像质量的关键因素，数码相机当然也不例外。
    
    由于现今的数码相机所用的CCD分辨率很有限，所以数码摄影原则上对镜头的光学分辨率并没有太高的要求；但也要看到，由于数码相机的成像面积较小（因为数码相机成像在CCD上，而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片要小很多），这也要求镜头保证一定的成像质量。比如，对某被摄体，水平方向需要200个像素才能完美再现其细节，如果成像宽度为10mm，则光学分辨率为20线／mm的镜头就能胜任，如果成像宽度为1mm，则要求镜头的光学分辨率必须在2000线／mm以上。
    另一方面，传统胶卷对紫外线比较敏感，外拍时常需要加装UV镜，而CCD对红外线比较敏感，镜头的特殊镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。
    
    镜头的物理口径也是必须考虑的，且不管其相对口径如何，其物理口径越大，光通量就越大，数码相机对光线的接受和控制就会更好，成像质量也就越好。
    
    目前商用或家用数码相机的镜头，部分厂家采用了相对比较好的镜头。如富士相机采用了170线/mm解析度的专业富士龙镜头，这种内置的新型富士龙镜头要比大多数SLR镜头清晰。不仅在精度上保证了图像的拍摄质量，而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机要低上2/3。
    
    另外，一些数码相机还提供了远距及广角两种镜头方式。这也是您选择数码相机时的一个参考指标。
    
    在传统相机中，广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38－24毫米，视角为60－84度；超广角镜头的焦距为20－13毫米，视角为94-118度。由于广角镜头焦距短，视角大，能在较短的拍摄距离范围内拍摄到较大面积的景物，因而广泛用于大场面风景的拍摄。
    
    使用广角镜头能获得以下几个方面的效果：
    
    一是能增加摄影画面的空间纵深感；
    二是景深较长，能保证被摄主体的前后景物都能在画面上清晰再现（所以，绝大多数的袖珍式自动照相机��即傻瓜相机都采用38－35毫米的普通广角镜头）；
    三是镜头的涵盖面积大，拍摄的景物范围宽广；
    四是在相同的拍摄距离处所拍摄的景物，比使用标准镜头所拍摄的景物在画面中的影像小；
    五是在画面中容易出现透视变形和影像畸变的缺陷，镜头的焦距越短，拍摄的距离越近，这种缺陷就越显著。
    
    目前商用级数码相机大多使用视角与普通35 mm相机相同的普通广角镜头，由于其景深大、拍摄范围广等优点，因而同样性能的数码相机，能够同时具有广角和远距功能的数码相机的性能会更好一些。目前具有广角拍摄功能的数码相机有富士MX-600，KODAK　DC265，OLYMPUS　1400XL等

    4、数码相机的镜头焦距

数码照相机镜头与人类的眼睛一样，用来摄取世界万物的影像，人眼的焦距若出现误差（如近视眼），则无法清晰地分辨事物，同样，数码相机镜头的焦距的偏差也会造成影像的模糊。焦距是相机镜头的最主要的特性之一。焦距不同，能拍摄的景物的广阔程度就不同，照片效果也迥然相异。
    
    与传统相机不同，数码相机有不同的焦距标准来划分镜头的性质，这是因为数码相机使用的是CCD感光器件。要说明这个问题，首先就得从镜头视角与焦距的关系谈起。从镜头的中心点到成像平面对角线两端所形成的夹角就是镜头视角。对于相同的成像面积，镜头焦距越短，视角就越大（如135相机的广角、长焦之分）；而对于同样焦距的镜头而言，相机的成像面积越小，镜头的视角也越小（如135相机的28毫米镜头的视角要比数码相机的28毫米镜头的视角要小）。
    
    35毫米相机的成像面积等于135胶卷的感光面积――标准的36×24毫米；数码相机的成像面积随相机所使用的CCD传感器大小而改变，因此有好几种规格，从高档的专业相机的18．4×27．6毫米到家用型数码相机的2／3、1／2、1／3甚至1/4英寸等不等。也就是说，传统相机与数码相机之间，不同的数码相机之间，“标准镜头“的标准尺寸（即与人眼视角基本相等的镜头视角）是不同的，同一个镜头，在这个数码相机上看到的是广角效果，但在另一台数码相机上看到的可能就是长焦效果了。因此，对于数码相机而言，用焦距值来区分镜头的视角是很不方便的，所以各数码相机厂家通常都会提供一个相对值，即标出与数码相机镜头视角相同的35毫米相机镜头焦距（从这看来，数码摄影在一些方面还得依于传统摄影的概念、标准）。比如富士MX－500的镜头焦距为7．6毫米，对角线视角70度，相当于35毫米镜头的小广角。在评价与选购数码相机时，也只要参考换算到35毫米相机的镜头焦距就可以了，镜头具体的实际焦距是多少，我们可以不大关心。
    
    用过传统相机的超广角镜头的人也许会担心数码相机的7.6毫米镜头所产生的影像会极度变形，但事实上是不会的，因为决定镜头结构的是它的有效视角，而不是简单的焦距值，数码相机上的7.6毫米镜头采用的是传统相机上35毫米小广角镜头的设计，而不是7.6毫米鱼眼镜头的结构。数码相机镜头的焦距值与实际成像效果并无直接联系。由于透镜的体积小了，相对成本也降低了，反而可以轻松地实现较高的成像质量。

    5、数码相机的光圈与快门

与传统的相机一样，数码相机的光圈范围与快门速度对拍摄来说是至关重要的两个因素。但目前普通的商用及家用级的数码相机大都实现了全自动化，这使得人们更多地关心景物的选择，而不太注重光圈及快门速度的选用。但在购买数码相机时，一定要检查它的光圈范围及快门速度，因为光圈和快门的组合将控制数码相机的光线摄入量的总体范围值，也就是说它将影响能否在各种光线情况下获得很好的效果，而且快门速度还将直接影响您动态影像的拍摄，光圈范围则将影响所拍摄的影像的景深。
    
    数码相机拍摄照片的过程是开启快门后，让被摄物的影像透过镜头，投射到CCD传感器上，传感器捕获的光线信息通过“数/模”转化器转化成数字信息，并在相机的存储卡上记录下来。 这个过程与传统相机的曝光过程是大体一致的。
    
    想要用数码相机捕获层次丰富的影像，就要恰当控制投射在CCD感光器的光量。如果曝光准确，所得的影像的细节都可以得到正确的描述，明暗过渡、影调反差、影像鲜锐度行等都能有最佳表�。CCD吸收过多的光线则将导致曝光过渡，所得的影像将明显偏亮；而吸收太少光线则会导致曝光不足，照片将偏暗，细节将丢失。所以选择合适的曝光量对数码摄影是非常重要的环节��这与传统摄影是一样的。
    与传统相机一样，控制数码相机曝光量的也是「光圈」与「快门」，而它们的工作原理也是相同的。「光圈」是指光线所通过的镜头的口径，口径越大，单位时间所投射的光线就越多；「快门」是光线通过镜头的时间，时间越短，曝光量越小。
    
    数码相机的光圈也由数片金属薄片组成，利用金属薄片的移动来调节进光孔的大小��即光圈大小。与传统的反光相机一样，数码相机的镜头上有光圈值ｆ的刻度：1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22……等，光圈级数f越大，表示镜头的口径越小（ｆ值为将镜头的焦距与光孔的口径相除所得的�字,因此数值越大,口径也就愈小）。而光圈级数之间的单位进光量都是相差两倍。目前的数码相机有些并不按以上级数设置光圈，而是按f2.8,f.5.6,f11,这时的上下级之间的进光量差别就是四倍了。
    
    光圈的选择与镜头的焦距长短也有一定关系。长焦镜头的长度一般都较长，从光线的进入点到CCD的距离就长，投射到CCD上的光线就会比较弱，因此镜头上的光圈就会略小一点，这里若得到相等的曝光量，就要把口径拉大（或增加曝光时间）。但f是一个定值，35毫米和200毫米的镜头的进光量是一样的。
    
    快门速度值通常标为：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500……，这些所代表的实际意义是１秒的倒数，如“15”是指1/15秒，“250”是指1/250秒。和光圈一样，每一格的快门速度之间的光量差也是２倍，例如，快�1/500秒的光量值为1/250秒的一半。
    
    用数码相机拍照时，我们可以通过改变光圈或快门来改变曝光量，但不同的曝光组合会产生不同的效果。
    
    相机快门可分为高速快门与慢速快门。一般情况下，1/30秒以上的快门都是高速快门，它能固定动体的影像；从1/30秒到1秒，甚至１秒以上的Ｂ�都是属于慢速快�。慢速快门有三种不同的使用方法，能产生不同影像效果：
    
    一、是将相机固定后，用较慢的快门速度，使运动中的物体产生模糊影像，背景(静物)的清晰衬托出动感；
    二、让相机随着物体运动的方向平移或是转移，产生的效果是背景变得模糊，而动体则会模糊中略呈清晰，起到突出主体的效果；
    三、快速摇晃相机，使整张照片都模糊不清。
    
    我们常用慢速快门来拍摄城市的夜景，因为流动的车灯能产生红色或白色的影像，并形成光带，十分绚丽，描绘出城市的繁华。用慢速快门来拍摄流水也能得到很好的影像。
    
    在选用慢速快门时，要特别注意一点：不像高速快门的1/250秒和1/500秒拍出的效果难以比较，两级慢速快门之间相差的曝光时间很长，拍出的效果很不一样（虽然曝光量是一样的），比如快门过快，可能会冻结景象，快门太慢，则影像会太模糊。至于每一慢门能得到什么样的图像效果，要靠摄影者自己试验。
    
    而光圈除了调节曝光量，最重要的是它能控制画面的「景深」大小，所谓「景深」就是：调焦后，在焦�的前后能产生的一定范围的清晰影像，这一段距离就是景深。景深越长，清晰影像的范围越大；反之，景深愈小，则清晰范围越小。与景深相关的另一概念是“超景深”，这也是摄影者须掌握的。
    
    影响景深有三种因素：
    (1)景深与焦距成反比，就是镜头焦距越长，景深越短。
    (2)景深与拍摄物距成正比，物距小，景深就短。
    (3)景深与光圈大小成正比。小的景深能使被摄体突出，同时使杂乱的背景形成柔和美。
    
    对于专业级的数码相机，一般都提供手动控制光圈和快门速度的功能，但商用及家用型的数码相机的光圈和快门速度，大都由相机自动控制。
    
    6、数码相机的白平衡

    7、数码相机的感光度