摄影技术基础PPT.ppt

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1、第一章 摄影概述,1.1 摄 影,1.1.1 摄影的发展,1839年法国画家达盖尔(Daguerre)发明了银版摄影法，同时出现了世界上第一台真正的照相机。1888年，美国人乔治伊斯曼(George Eastman)发明了将卤化银乳剂均匀涂布在明胶基片上的新型感光材料胶卷。这一发明，为相机的小型化和民用化掀开了新的篇章。1913年，德国人奥斯卡(Barnaclc)为测试电影胶片的感光度，试制了一台小型相机莱卡U型，这是世界上第一台使用35毫米胶片的照相机。,1981年，日本发布了全球第一款用磁碟记录方式的电子静物相机样品“MABIKA”，虽然它最终并没有成为商品，但引起了广泛的关注，因为它意味

2、着全新的照相系统把光信号变为电子信号的CCD和磁碟纪录方式，从而打破了传统摄影系统的垄断。这也就是数码相机的最早雏形。,进入20世纪90年代，数码照相机逐渐变成普通的民用产品。随着市场竞争和科技的飞速发展，其发展已经越来越快。人们逐渐认识到数码摄影的方便和迷人之处，在新兴的数码时代里，数码照相机将会更加普及。,摄影的发展自1839年以来已有了160多年的历史。短短一个半世纪多，摄影作为现代文化的视觉媒介，已渗入到各个领域，并以其即时成像的快捷以及操作技术的简便易学，吸引着越来越多的爱好者。随着数码科技的飞速发展，数码摄影正在迅速地发展和普及。,1.1.2 传统摄影,传统摄影是指用传统照相机和胶

3、片进行拍摄，在暗室进行冲印、放大加工处理而获得照片的一种摄影方式，并以传统照相机和胶片为其主要特征。传统摄影是一个光化学过程，影像存储在胶片上，是以底片为介质保存摄影效果的摄影。,进行传统摄影，首先要安装胶卷。通过曝光拍摄，景物在胶卷上产生潜影。当一卷胶卷拍摄完后，在暗室中，或在胶卷冲洗机中冲洗胶卷，通过显影、定影等光化学处理，将胶卷中的潜影变成与被摄景物相反的负像。,这就是底片。胶卷干燥后，再经过暗室印相或放大，或在扩印机上对照相纸进行显影、定影等光化学处理，形成与被摄景物一致的影像。这就是最终产品照片。因此，传统摄影系统是由拍摄、冲洗、印放三部分组成。,1.1.3 数码摄影,数码摄影是指用

4、数码照相机进行拍摄，用计算机进行加工处理，再用打印设备或数码彩色扩印设备进行输出的一种新型的摄影方式，并以数码照相机为其主要特征。它是摄影技术和摄影工具的一次革命。它以方便的计算机加工手段和惊人的画面效果，有力地冲击着传统摄影的观念，为摄影开拓了崭新的领域，是摄影史上一个新的里程碑。,数码摄影是一个光电子过程，影像存储在电子芯片上，是以光电转换和以电子存储为介质的摄影。,进行数码摄影，不需要安装胶卷，被摄景物的影像直接以文件的形式保存在存储器中。数码照相机拍摄动作结束，几乎是同时，在LCD屏上显示拍照的图像。数码照片可以直接传送到计算机中进行加工，可以通过扩印机、打印机等输出数码照片，可以直接

5、通过互联网向各地传送。因此，数码摄影系统是由拍摄、计算机处理、输出三大部分组成的。,在传统摄影中，由于不同环境下色温不同，需要使用不同色温型的彩色胶卷，由于光线强弱的不同需要使用不同感光度的胶卷，由于光源色温的不同需要使用各种滤光镜。而在数码摄影中，可以自动调整白平衡和感光度，避免上面的烦琐操作。传统胶卷的冲洗是在全黑的暗室中操作的，而数码照片的处理是在计算机上操作的。因此，数码照片的处理极为方便。,传统摄影和数码摄影，作为摄影技术的追求，都必须懂得“光圈”、“快门速度”、“景深”、“焦距”等基本技能和操作，因为光圈、快门的使用既是一种技术表现，同时又是一种艺术语言手段的运用。作为对摄影艺术的

6、追求，摄影曝光、摄影用光、摄影构图等艺术表现手法的理论是一致的。,1.2 摄影原理,1.2.1 针孔成像在一个不透明的暗箱前端开一个小孔，在暗箱后端贴一张白纸，作为光屏。被摄物体的反射光经过小孔，即可在暗箱的后端成像。根据几何光学原理，被摄物体上的每一光点直线地穿过小孔落在光屏上，上、下、左、右的光点分别落在光屏的下、上、右、左方。这样，整个物体的光点即可在光屏上形成一个倒立的实像，如图1-1所示。,图1-1 针孔成像,用针孔成像的原理制成的针孔成像箱，即将暗箱后端的白纸光屏换成底片，这就是现代照相机的前身。,1.2.2 透镜成像,把透镜装在针孔的位置上代替针孔，调整被摄物体、光屏与透镜之间的

7、距离，即可在光屏上得到一个倒立的实像，如图1-2所示。,图1-2 透镜成像,透镜成像与针孔成像有很大的不同。其一，针孔成像是从物体的每一点发出的光束，直穿针孔落在光屏上，由无数光斑相叠合而成，所以影像比较模糊，而透镜却把物体每一点发出的光束又会聚为无数的光点，在光屏上集结成像，所以比较清楚。,其二，针孔必须相当小才能成像，所以像的亮度很暗，而透镜的孔径可以比针孔大得多，所以集结成的影像很亮。其三，针孔成像时，物、像与针孔的距离没有严格的要求，而透镜成像时，就必须调整物、像与透镜的距离，使之在透镜的焦点上才能成像清晰。,1.2.3 照相机工作原理,照相机能够在瞬间，把从景物里来的光捕捉到照相机内

8、，在感光片上永久地记录下景物的形象。不管什么样的照相机，其基本原理都是由针孔成像和透镜成像原理制成的。1.照相机示意图一架复杂的照相机，其成像原理可以用一个很简单的示意图来表示，如图1-3所示。,图1-3 照相机工作原理,图中的“感光片”，对于传统照相机来讲是胶片，对于数码照相机来讲是CCD和CMOS芯片。,2.传统照相机工作原理,传统照相机的工作原理是通过控制光圈大小和快门开启与关闭，镜头把景物成像在胶片上，胶片即被感光而形成潜影，从而完成了一次拍照动作。换装胶片或卷动胶卷，可进行第二次拍照。已曝光的胶片经过冲洗，便显现出被摄景物的影像。,因此，传统照相机的工作过程就是照相机通过光化学作用把

9、景物的影像记录下来。即，景物成像靠镜头，控制适当的曝光靠光圈和快门，记录影像靠胶片。,3.数码照相机工作原理,数码照相机的工作原理是通过控制光圈的大小和快门的开启与关闭，镜头把景物成像在CCD/CMOS芯片上，CCD/CMOS芯片把影像分解成为成千上万的像素，并转换为电流信号。电流信号通过模数转换器转换为二进制的影像数据，存储在照相机的存储器中。这样，即完成了一幅照片的拍摄。,因此，数码照相机的工作过程，就是把景物的光影像转换为电子影像的成像技术过程。即景物成像靠镜头，控制适当的曝光靠光圈和快门，记录影像靠CCD/CMOS芯片，存储影像靠存储器。,传统照相机完成一个拍摄动作后，需要推进下一张胶

10、片，以便记录下一个影像。而数码照相机完成一个拍摄动作后，影像以文件的形式保存在存储器上，下一张拍摄的影像仍在同一个CCD/CMOS芯片上感光，影像以另一个文件的形式保存在存储器上。,1.3 摄影系统,摄影系统包括摄影和影像处理等内容。传统摄影系统和数码摄影系统有很大不同。1.3.1 传统摄影系统传统的摄影系统是由拍摄、冲洗与印放三大部分组成的。,1.拍摄,当用传统照相机拍照后，影像记录在胶片上，使胶片获得潜影。这种潜影只是使黑白胶卷中的卤化银感光，或彩色胶片中的染色剂获得一定的光能，看不到任何影像。也不允许看到，因为看了会使它第二次感光而使胶片报废。因此，在拍摄后，取出胶片，密封保存，等待冲洗

11、。这一步得到的是胶卷的潜影。,2.冲洗,冲洗指胶片的暗房冲洗。感光胶片只有通过药液的冲洗才能得到影像。黑白胶片要经过显影、停显、定影等多重工序处理后，使感光的卤化银还原成黑色的银离子，原景物影像的白色变成黑色。影像与底片黑白互补。,彩色胶片要经过彩显、停显、漂定等多重工序处理后，使感光的染色剂还原成其补色，即原来景物影像上的红、绿、蓝、白变成了胶片上的青、品、黄、黑，得到与原景物影像一致但颜色相反的底片，即彩色互补。冲洗胶片只能在暗房中进行，自动化的彩色胶卷冲洗机包含了特殊的暗房设备。这一步得到的是底片，即负片，与被摄景物互补。,印放是指底片通过印相机或放大机在照相纸上感光，使照相纸获得潜影，

12、再通过黑白冲洗工艺（显影、停显、定影）或彩色冲洗工艺（彩显、停显、漂定）进行处理，得到与底片黑白相反、颜色相反的照片，即与被摄景物颜色完全一致的照片。印放也是在暗房中进行的。自动化的彩色照片冲扩机包含了特殊的暗房设备。这一步得到的是照片，即正片，与底片互补，与被摄景物一致。,3.印放,1.3.2 数码摄影系统,数码摄影系统是由拍摄、计算机处理、输出和传递三大部分组成的。1.拍摄数码照相机不使用传统的感光胶片，而是用电子芯片存储影像，并将存储的光信号转换为电信号加以存储。,在用数码照相机拍照时，景物通过照相机镜头聚焦在CCD/CMOS芯片上，CCD/CMOS芯片把影像分解成为成千上万的像素，并转

13、换为电流信号。电流信号通过模数转换器转换为二进制的影像数据，存储在照相机的存储器中。这样，即完成了一幅照片的拍摄。数码照片拍摄后，可直接观察影像效果。,2.计算机处理,数码照相机拍摄的数码照片可以通过照相机与计算机的连接线直接输入到计算机。计算机通过Photoshop等图像编辑软件对这些照片进行编辑，进行计算机“暗房”处理。它不仅可以轻而易举地完成传统暗房的所有常规工作，如：调节反差、亮度、色调，制作底片、浮雕效果，进行剪裁处理等，还可以轻松地完成传统暗房所很难完成的工作，如：抠图、合成等。,3.输出和传递,数码照片不仅可以送专业照片冲印店冲印照片，还可以直接在家中用数码照片打印机、彩色喷墨打

14、印机、彩色激光打印机打印照片。还可以通过互联网和E-Mail在两地之间互相快速传递照片信息。,1.4摄影入门,1.4.1 认识传统照相机 下面以海鸥DF单镜头反光照相机为例熟悉传统照相机的基本结构，如图1-4所示。,图1-4 传统照相机结构图,传统照相机结构的特点是：有卷片装置，包括胶卷槽、卷片齿轮、卷片轴、记数窗、倒片旋钮。各种刻度直接刻在照相机上，包括快门速度刻度盘、距离标尺、光圈刻度、景深表。,1.4.2 认识数码照相机,下面以尼康5400数码照相机为例熟悉数码照相机的基本结构，如图1-5所示。,图1-5 数码照相机结构图,数码照相机有LCD液晶显示屏，没有卷片装置。除数码单反照相机外，

15、快门、光圈等数据信息在LCD屏上显示，而不是刻在照相机上。数码照相机的“模式拨盘”中一般有如下拍摄模式：全自动模式、程序自动模式、光圈优先模式、快门优先模式、全手动模式、视频模式等，另外还有回放等模式。,1.4.3 传统摄影入门,使用传统照相机摄影的基本操作是：安装胶卷。安装胶卷时，先拉出倒片按钮，打开照相机后盖，如图1-6所示。将胶卷放入暗盒槽中，按下倒片钮，如图1-7所示。,图1-6 打开照相机后盖 图1-7 在暗盒槽中放入胶卷,图1-6 打开照相机后盖图1-7 在暗盒槽中放入胶卷,将胶卷片头拉出，插入到卷片轴的插口中，胶卷边槽空套在卷片齿轮上。将卷片扳手扳到适当位置，将片头卡紧，如图1-

16、8所示。合上照相机后盖，卷动卷片扳手，按下快门按钮，连续重复2次，直到记数窗中出现数字1为止，表示第1张开始。有的傻瓜照相机自动卷片，省略这一步。,图1-8 将片头插入到卷片轴图1-9 安装胶卷后的操作,选择光圈对准相应的标尺，选择快门速度对准相应的标尺，调节距离，对焦清晰。傻瓜照相机自动对光、自动调整光圈和速度，省略这一步。取下镜头盖，打开电源开关，对准ON位置，如图1-9所示。正确持机。双手上下左右托紧机身，右手食指放在快门上，从取景器中取景。取景合适时，按下快门按钮。,1.4.4 数码照片拍摄入门,使用数码照相机拍摄照片的基本操作是：取下镜头盖。没有镜头盖的普通小型数码照相机省掉此操作，

17、如图1-10所示。打开电源开关。普通小型数码照相机在打开电源开关的同时，自动伸出镜头，如图1-11所示。,图1-10 取下镜头盖的照相机图1-11 打开电源自动伸出镜头的照相机,在模式拨盘中选择全自动模式（注：对于不同的照相机，相应的模式图标不尽相同），即将该模式图标对准横线标记，如图1-12所示。图1-12 将模式拨盘拨在全自动模式上,正确持机。对于长镜头数码照相机，要用左手托住镜头，右手托住机身，并将右手食指放在快门上，如图1-13所示。对于小型数码照相机，需要双手上下左右托紧机身，右手食指放在快门上，如图1-14所示。,图1-13 长镜头照相机正确持机图1-14 袖珍照相机正确持机,取景

18、对焦和变焦。对焦一般是自动对焦，有的照相机可以变焦和手动对焦，取景时和按下快门一半前都可自动对焦。取景画面在LCD屏上显示，如图1-15所示。,图1-15 LCD屏显示取景的画面图1-16 拍摄的照片,拍照。先按下快门一半，再继续按到底，照片拍摄结束。将模式拨盘对准回放模式，LCD屏上显示拍摄的照片，如图1-16所示。,1.4.5 数码照相机视频拍摄入门使用数码照相机拍摄视频的基本操作是：在模式拨盘中选择视频模式（影片图标）。正确持机、取景，如图1-17所示。,图1-17 视频拍摄取景,完全按下快门按钮，开始拍摄。拍摄过程中，被摄景物一直在LCD屏上显示。拍摄结束，再次完全按下快门按钮。查看拍

19、摄的视频。将模式拨盘旋转到回放模式，按多项选择键的中心，视频开始播放，如图1-18所示。再次按下多项选择键的中心，视频播放停止。摄影入门就这么简单。,第二章,照相机,2.1 照相机结构照相机种类多，结构复杂，但基本装置是相同的。通常，照相机由镜头、光圈和快门、调焦装置、机身等组成。传统照相机还有卷片装置，数码照相机还有影像转换和存储装置。机身起着连接各部件，并使它们互相配合，完成拍摄工作的作用。,2.1.1 镜头,镜头是照相机最重要的部件，其作用是使被摄物体在感光片上成像。镜头成像质量的高低是评价镜头质量好坏的标准。一个高质量的镜头必须在解像力、校正光行差、色彩还原、反差、锐度等方面达到一定的

20、标准。,1.镜头的组成,镜头主要由透镜组、光圈和镜头筒组成。各种复杂的照相镜头的透镜组都有一定的排列顺序，并且排列要精确、稳定。镜头筒的作用就是使透镜组的各透镜精确地固定在一定位置上，如图2-1所示。,图2-1 镜头的结构,2.固定镜头和可更换镜头单镜头反光照相机的镜头是可更换的，其他照相机的镜头都是固定在照相机上的，称为固定镜头。傻瓜照相机上的固定镜头是小广角镜头。数码照相机上的固定镜头都是变焦镜头。,3.体外镜头和体内镜头,暴露在照相机体外的镜头称为体外镜头。这种镜头不用时，用镜头盖盖住。当镜头盖取下后，便露出镜头。可更换镜头、长焦数码照相机的镜头等，都属于体外镜头，如图2-2所示。,图2

21、-2 体外镜头和镜头盖,隐藏于照相机体内的镜头称为体内镜头。传统傻瓜照相机、普通家用小型数码照相机的镜头等，都属于体内镜头。家用小型数码照相机的镜头在打开电源时伸出，并可进行光学变焦，如图2-3所示。不用时，复位在照相机体内，如图2-4所示。,图2-3 数码照相机体内镜头的弹出 图2-4 数码照相机体内镜头的复位,根据镜头视角的大小，镜头分为标准镜头、广角镜头、望远镜头、变焦镜头等。这些属于单镜头反光照相机的可更换镜头，详见第三章的3.1。,2.1.2 影像处理装置,对于传统照相机，影像处理装置仅为胶卷，起到接收和保存影像的作用。对于数码照相机，影像处理装置包括CCD/CMOS感光芯片、数字信

22、号处理器、影像存储器等，如图2-5所示。,图2-5 数码照相机结构示意图,1.CCD感光芯片,CCD是电荷耦合器（Charge-Coupled Device）的英文缩写，它使用一种高感光度的半导体材料制成。像素点由极小的光敏半导体构成，分别随光线的强弱发生相应的电子电荷效应，形成影像的电信号。,2.CMOS感光芯片,CMOS是互补性氧化金属半导体（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）的英文缩写。它和CCD一样，同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。不管是CCD 或 CMOS，两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换，将光影像

23、转换为电子数字信号。,CCD和CMOS都可以将景物影像的光进行捕捉，并以红、绿、蓝三种像素（颜色）存储，将光信号转换为电信号，故CCD和CMOS都称为影像传感器。CCD和CMOS比较，CCD 在影像品质等各方面均优于CMOS，但CMOS具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。,3.数字信号处理电路数字信号处理电路主要由A/D模数转换器和数字信号处理器构成。它的作用就是把捕捉的图像进行A/D转换、图像处理、白平衡处理、色彩较正等，再到存储区合成在一起，形成一幅完整的数字图像，再经过数字信号处理器进行压缩，转换编码为数码照相机所支持的图像格式、分辨率等数据格式，然后才会被存储为图像文件。,4.存储器

24、,存储器是数码照相机内置的一种存储芯片，用以存储影像数据。存储的照片和视频影像文件有JPEG、TIFF、MPEG、MOV等格式。存储的影像文件可以在液晶显示器上显示，可以传送到计算机，也可以删除重拍。,2.1.3 取景器,常用的取景器有如下3种：1.电子取景器电子取景器就是把一块微型LCD放在取景器内部，由于有机身和眼罩的遮挡，外界光线照不到这块微型LCD上，也就不会对其显示造成不利影响。另一方面，它通过一组取景目镜来观察LCD，有一定的放大倍数。电子取景器的功能类似于LCD液晶显示屏，但它是通过光学取景器显示。,它的优点是可以避免因开启LCD液晶显示屏而过度消耗电量，从而延长拍摄时间和电池的

25、使用寿命。在室外拍摄时，它还可以避免因LCD显示屏反光导致的取景误差。电子取景器同彩色LCD一样可以用来回放、预览和进行菜单操作，用起来非常方便，如图2-6所示。,图2-6 电子机取景器和LCD屏取景器,电子取景器的缺点是，所显示的质量和真正的单反照相机的取景器会有些差别。图像色彩也会因为分辨率较低而不会像拍摄的图像本身那样鲜艳细腻，显得较粗糙和有颗粒感。无法显示所拍摄图像的最小细节等。但是，任何事物都有不尽完美之处，电子取景器带来的方便之处还是主要的。,2.LCD屏液晶取景器,LCD屏液晶取景器是取景系统的另一种形式，通常位于数码照相机的旁边。从图像传感器CCD或CMOS中直接提取图像信息，

26、所拍图像通过LCD直接显示出来，是数码照相机的一个突出优点，而且所反映出来的图像颜色逼真，观察十分方便。,LCD屏除取景以外，还有2个重要的功能。一是影像回放，即能够查看所拍摄的影像；二是“菜单”显示。数码照相机的许多功能是通过对“菜单”的选择操作来完成设置的。因为在LCD中所看到的就是CCD所形成的图像，所以用LCD取景从根本上消除了取景视差。LCD大小一般在1.83英寸之间，耗电量很大。如果用于取景，将使电池的使用时间大大缩短。,LCD液晶显示屏还有一个缺点是受环境光的影响，在太亮的环境中，景物细节难以分辨，色彩失真。这是由于背景光源的强弱会直接影响其色彩表现，尤其在电源电压不足的时候尤为

27、明显。数码单镜头反光照相机也有LCD屏，但它只能用于影像的回放和信息的显示，一般不能用于取景。,3.单镜头反光取景器单镜头反光照相机的镜头有双重作用，既取景，又照相。直接通过镜头观察和聚焦影像是其重要的特征。取景时，光线通过镜头、反射镜和五棱镜进行取景，看到的影像与实际景物完全一样，没有任何视差。其剖析图如图2-7所示。,图2-7 单镜头反光取景器剖析图,在取景时，反光镜遮挡住感光片，如图2-8(a)所示；拍摄时，快门开启，反光镜上翻，让开光路，在感光片上曝光，如图2-8(b)所示；拍照后，快门关闭，反光镜下翻，遮挡住感光片，如图2-8(c)所示。,图2-8 单镜头反光取景示意图,光圈是在镜头

28、中间由数片互叠的金属叶片组成的可调节镜头通光口径的装置。光圈的第一个作用是调节通光量。光圈能开大，能缩小。在拍摄同一个对象时，光线强时，应将光圈缩小，光线弱时，应将光圈开大。第二个作用是改变景深范围大小。光圈越大，景深越小，光圈越小，景深越大。,2.1.4 光圈,F系数指光圈的大小，是焦距与光孔直径的比。如：F2.8、F4、F5.6、F8、F11、F16、F22等,如图2-9所示。,每个系数为光圈的一个挡次。光圈系数值越大，光圈越小，通光量越小。反之，光圈系数值越小，光圈越大，通光量越大。上面各光圈挡次中，F2.8挡次最大，F22挡次最小，前面光圈挡次的通光量是后面通光量的2倍。如：F2.8的

29、通光量是F4的2倍，F4的通光量是F5.6的2倍，依次类推。在传统照相机中，光圈系数按上面光圈的各挡次标识，成倍变化，并刻在镜头筒上，如图2-10所示。,图2-10 传统照相机镜头上的光圈刻度,在数码照相机中，挡次的变化就比较多。如：索尼DSC-F828数码照相机的光圈系数值在F4到F5.6之间还有F4.5、F5.0。这些数值在光圈优先模式下或人工模式下会显示在菜单窗口里供选择。,2.1.5 快门,1.什么是快门快门是控制感光片曝光时间长短的装置。照相机快门的工作原理是：为了保护相机内的感光片不至于曝光，快门总是关闭的；拍摄时,调整好快门速度后，按下快门按钮,在快门开启与闭合的间隙,光线通过镜

30、头到感光片，使感光片获得正确的曝光。,2.快门速度在传统照相机上，通常在快门速度盘上刻有一系列标记：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1 000、2 000、B等。它们的实际值是标定值的倒数。即：1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500、1/1 000、1/2 000。如果在B门和1之间用其他颜色标有2、4、8等，则代表整秒数，如图2-11所示。,图2-11 快门速度盘,其中，B门俗称为“慢门”，在需要进行长时间曝光时使用。一般情况下，按下快门按钮时即开启，松开快门按钮时即关闭。使用B门要有三脚架和快门线与之配合，以免

31、照相机晃动。在数码照相机上，快门速度值是在LCD屏或电子取景器的菜单中显示的。如下面的快门速度：2 000、1 000、500、250、125、60、30、15、8、4、2、1、2、4、8,这个数字代表快门开启时间的长短。左边的快门速度比右边相邻的快门速度快1倍，即曝光时间是右边的1/2。1左边的数值是倒数，即表示：1/2 000、1/1 000、1/500、1/250、1/125、1/60、1/30、1/15、1/8、1/4、1/2，1右边的表示整数秒值。,这些值在LCD液晶显示屏的菜单中进行设置。实际的速度值可能比上面列举的要多。在索尼DSC-F828数码照相机中，快门速度挡次的变化就比较

32、多。如：在1/30到1/60之间还有1/40、1/50。数码单镜头反光照相机也有B门功能，也可以进行任意时间的曝光。,3.电子快门和机械快门,目前的数码照相机快门有电子快门和机械快门。电子快门和机械快门的区别，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，机械快门控制快门的原理是，齿轮带动控制时间。,4.镜间快门和帘幕快门,(1)镜间快门镜间快门又称为中心快门，由三片或五片不透光薄金属片组成，装在镜头中间，与光圈平行。135不可换镜头传统照相机的快门就属于镜间快门。当按下快门时，它借助于弹簧的张弛，使叶片从中心位置开始迅速开张至最大孔径，曝光完毕，叶片

33、迅速闭合复位，如图2-12所示。,图2-12 镜间快门的开启和闭合,镜间快门的主要优点是可对整个影像产生均匀曝光的效果，这使得在进行闪光摄影时，与闪光灯同步的快门速度不受限制，即任一挡快门速度都能够实现闪光同步。此外，由于快门从中央开闭，在拍摄运动物体时不会发生形变。镜间快门的主要缺点是速度不够快，最快只能达到1/500秒。,(2)帘幕快门,帘幕快门是装在感光片的前面，紧贴在镜头的焦平面处，故又称为焦平面快门。单镜头反光照相机都使用帘幕快门，通过两块帘幕来控制曝光时间。曝光时，一块帘幕开启，另一块帘幕紧随遮挡。曝光时间的多少就通过掠过感光片平面两块帘幕的间隙大小来控制。曝光时间长，帘幕的间隙大

34、，反之，间隙小。帘幕快门是由左右或由上下开启的，即横向行走，或纵向行走，如图2-13所示。,帘幕快门的优点是可达到较高的快门速度。目前，数码照相机的帘幕快门速度可达1/4 000秒。由于帘幕快门不像镜间快门那样对整个影像产生均匀效果，因此在与闪光灯同步时，快门速度有所限制。一般情况下，纵向帘幕快门的闪光同步速度为1/250秒以下，横向帘幕快门的闪光同步速度为1/60秒以下。,图2-13 帘幕快门示意图,2.1.6 自动对焦装置,在拍摄过程中，照相机与被摄体之间的距离是经常变动的，因此常常会超出景深范围而导致图像模糊。为了使图像保持清晰，就必须不断改变镜头的焦点位置，使图像始终保持清晰。这种调节

35、焦点位置的过程称为聚焦或对焦。,自动对焦（Automatic Focusing）系统中的标志是“AF”。相机自动对焦是一个复杂的光电一体化的过程，简单说其基本原理是将物体反射的光让相机上的光电传感器接受，通过内部智能芯片处理，带动电动对焦装置进行对焦。数码照相机和自动化程度比较高的传统照相机一般都使用自动对焦装置。,目前镜头的自动对焦方式很多，大致可分为两类：一类为被动式对焦；另一类为主动式对焦，包括红外线方式和超声波方式。1.被动式对焦目前大多数数码照相机的自动对焦，都采用被动式：即直接接收分析来自景物自身的反光,利用相位差原理进行自动对焦的方式。,这种自动对焦方式的优点是自身不要发射系统，

36、因而耗能少，有利于小型化。对具有一定亮度和反差的被摄体能理想地自动对焦，在逆光下也能良好地对焦，且能透过玻璃等透明障碍物对焦。,被动式对焦有SST和TTL两种方式。SST方式的原理是：来自被摄体的光线分别经过固定反光镜和可动反光镜后，再反射到两个透镜及一个三角棱镜，分别照射在检测传感器上，使之变换成电信号。再由微电脑处理器对所得到的信息进行分析，计算出与被摄物体之间的距离，控制镜头的聚焦电动机进行聚焦工作。,TTL方式的结构相对简单：直接从镜头后面的CCD传感器取出视频信号，再经微机处理，根据这些返回的数据来调整透镜的自动对焦机构。有远距离聚焦正确，对焦没有视差等优点，不足之处是当光线太暗和被

37、摄体反差低时不能正常工作。,2.主动式对焦,主动式对焦，其原理就是当镜头对准目标时，由装置在照相机镜头内下方的一组发射器，发出红外线或超声波，经被摄物体反射回来后，再由照相机的红外线传感器或超声波传感器接收下来，从而测定出距离，根据测定的距离驱动照相机的聚焦装置聚实焦点。,其优点是不受光线条件的影响，能在完全黑暗的情况下工作。但不能透过玻璃进行工作，对吸收红外线或超声波的物体、远距离的物体也不能正常工作。,有的高档数码照相机不仅采用被动式对焦方式，也同时结合了主动式自动对焦方式，即照相机上有红外线或超声波甚至激光发生器，发出红外光或超声波到被摄体。照相机上的接收器接收反射回来的红外光或超声波进

38、行对焦，其光学原理类似三角测距对焦法。,主动式对焦由于是照相机主动发出光或波，所以可以在低反差、弱光线下对焦，而且对细线条的被摄体和动体都能自动对焦，恰好弥补了被动式自动对焦的不足。,2.1.7 变焦装置,变焦装置有手动变焦和按钮变焦两种。单镜头反光照相机的变焦装置是通过手动旋转变焦环来改变焦距，改变景别的。索尼DSC-F828数码照相机的变焦也属于这一类。镜头拉长或旋转长，焦距变长，可进行远距离拍摄；镜头拉短或旋转短，焦距变短，可进行近距离拍摄。,普通数码照相机的变焦装置是变焦按钮，通过按变焦按钮来改变景别。譬如有花朵图案的变焦按钮，表示近距离拍摄，有远山图案的按钮表示远距离拍摄。按花朵按钮

39、，景物即拉近变大，按远山按钮，景物便推远变小。索尼DSC-F828照相机，按了花朵按钮，即可进行近距离拍摄，最近距离为2厘米。,2.1.8 内置闪光灯,有的照相机，特别是傻瓜照相机的闪光灯是内置的，甚至几乎所有的数码照相机都配有内置自动闪光灯，并且和照相机的自动曝光系统连接在一起。一般小型的照相机，内置闪光灯是固定在照相机体内的。中档以上的长焦数码照相机和单镜头反光照相机的内置闪光灯在使用时弹出，不使用时复位，如图2-14和图2-15所示。,图2-14 固定的内置闪光灯 图2-15 使用时弹出的内置闪光灯,在光线不足的情况下，内置闪光灯可以自动闪光，弥补光线的不足。数码照相机的内置闪光灯可以设

40、置自动闪光、强制闪光、不闪光等状态。内置闪光灯用起来非常方便，但也存在着不足。一般内置闪光灯的闪光范围有限，通常是10英尺以内，闪光灯位置距离镜头非常近，容易使被摄景物出现黑影环。,2.2 景深及其运用,2.2.1 景深照相机镜头成像，并不是只有物点（对光点）才能在像点的焦平面上结成清晰影像，而是某物距前后相当长一段距离范围内的景物都能够在焦平面上结成清晰的影像。结成这一清晰影像的景物的纵长深度叫景深。,纵长深度越大，景深越大，反之，景深越小。从物点到最近清晰点的深度叫前景深，从物点到最远清晰点的深度叫后景深。景深就是从最近清晰点到最远清晰点的深度，景深也叫做全景深，如图2-16所示。,图2-

41、16 景深示意图,2.2.2 焦深,由上图可以推知，同一物体在物点前后景深范围内的任何一点上，都可以从同一像点的焦平面上得到清晰或相当清晰的影像。换句话说，在一定物距的物点上，也可以从像点前后一定距离内任何一个焦平面上，得到清晰或相当清晰的影像。这样，像点就不一定在一个点上，而变成一定线段上的任何一点了。这个线段的纵长深度叫做焦深，如图2-17所示。,景深与焦深，同是用以说明某种镜头可以结成相当清晰影像的物方和像方的纵深范围。两者是共轭的，景深大，焦深也大，景深小，焦深也小。,2.2.3 模糊圈,模糊圈也称为分散圈。弄清模糊圈的概念，不仅仅在于认识影像为什么会清晰与模糊，更重要的是在景深的应用

42、中有着重要的价值。根据透镜成像原理，一定物点只能在一定像点结像清晰。那为什么又会形成景深与焦深呢？因为从几何光学看来，光束通过几何会聚，像一个锥体似地向一点集中。它的边周由大到小逐渐会聚相交于一点，然后又从该点沿直线继续向外扩展。其相交的一点是像点，逐渐聚拢和扩展的光锥截面叫做模糊圈，如图2-17所示。,按照人们习惯看照片的视线距离，对于任何直径小于0.1毫米的圈，眼睛是无法分辨出来的，这些圈都可以当作几何点来看待。由于位于像点前后一定距离内的模糊圈直径都小于0.1毫米，所以这些范围内的影像看起来都很清晰。对于照相来说，这就是允许的模糊圈。,2.2.4 影响景深的因素,影响景深大小的因素主要有

43、如下三个：1.镜头光圈对景深的影响对于允许的模糊圈，光圈越小，离焦平面越远，焦深越大，反之越小。根据焦深和景深的共轭关系，可以得出光圈与景深的关系是：对于焦距一定的镜头，在物距不变的情况下，光圈越小，景深越大；反之，光圈越大，景深越小，如图2-18所示。,掌握了光圈和景深的关系后，在摄影时，当遇到场面较大，前后景物都需要清晰时，要尽量使用较小的光圈。2.镜头焦距对景深的影响镜头焦距与景深的关系是：镜头焦距越长，景深越小；反之，镜头焦距越短，景深越大。3.被摄物体距离对景深的影响物距与景深的关系是：在镜头焦距不变、光圈不变的情况下，被摄景物离镜头越远，景深越大；离镜头越近，景深越小。,2.3 传

44、统照相机,使用胶卷的照相机是传统照相机，下面只介绍两类目前常用的传统照相机。2.3.1 傻瓜照相机傻瓜照相机是人们使用较多的袖珍型照相机，是一种电子程序式自动曝光照相机，如图2-19所示。它采用了平视旁轴取景方式，如图2-20所示。,傻瓜照相机采用的是平视旁轴取景方式。平视旁轴取景器与被摄物体主光轴不在同一位置，而是彼此平行，因此产生平行视差。物距越近，则视差越大。在物距较远的情况下，视差可以忽略。傻瓜照相机的光圈和速度均由照相机内的电子程序电路根据胶卷感光度和被摄主体及环境的情况自动设置，无需摄影者干预而实现自动摄影。机身内置有闪光灯，可以自动闪光。,随着电子技术的发展，傻瓜照相机的功能也越

45、来越多。如自动卷片、自动倒片，自动识别胶卷、自动调焦、自动曝光、自动计数、自动闪光、日期后背、防红眼功能等。可以说，傻瓜照相机除了装卸胶卷和按快门外，其他功能都可以自动完成。由于该照相机自动化程度高，操作简单，所以称为傻瓜照相机。2.3.2 单镜头反光照相机单镜头反光照相机（简称单反相机）有135和120两种，可更换广角镜头、望远镜头或变焦镜头，如图2-21和图2-22所示。,2.4 数码照相机性能和功能,2.4.1 数码照相机采用数码成像技术摄取和存储景物影像的照相机称为数码照相机（Digital Cameras）。数码照相机的特点是不使用传统的感光胶片，而是用电荷耦合器件CCD光电芯片或互

46、补性氧化金属半导体CMOS光电芯片进行感光，并将存储的光信号转换为电信号加以存储。,胶片和CCD/CMOS的区别是：胶片感光是形成以银为介质的潜影，而CCD/CMOS感光是将光信号转换为电信号。胶片还担负存储影像的使命，而CCD/CMOS本身并不存储影像，影像是另外存储在存储器上。胶片和存储器存储影像的区别是：胶片一经拍摄后就不能再拍摄，但存储器可以反复使用，并可以记录声音。,数码照相机拍摄的影像可直接输入到计算机，在计算机中进行观看和加工照片。数码影像可以在打印机上输出照片，也可以送彩色冲印中心冲印照片。2.4.2 数码照相机性能数码照相机的性能高低，主要通过分辨率等指标来衡量。,1.像素和

47、分辨率(1)像素像素（Pixel）是用来计算数码影像的一种单位。数字图像是由按一定间隔排列的亮度不同的像点构成的，形成像点的单位称“像素”，也就是说，组成图像的最小单位是像素。,(2)分辨率分辨率是指影像所含像素的多少。像素越多，分辨率越高，影像效果越清晰。分辨率通常表示成每一个方向上的像素数量，比如640480的分辨率，其像素是30万，是640480的结果，它可在计算机的VGA显示器（640480）上满屏显示。1024768分辨率的像素是80万，可在高分辨率显示器（1024768）上满屏显示；12801 024分辨率的像素是130万，可在更高分辨率显示器（12801 024）上满屏显示。,低

48、档数码照相机的分辨率一般在300万像素以下，这些像素的照相机所拍摄的照片适用于屏幕观看、屏幕投影等。分辨率越大，图像包含的数据越多，图形文件就越大，也能表现更丰富的细节。但更大的文件也需要耗用更多的计算机资源，更多的内存，更大的硬盘空间等。另一方面，假如图像分辨率较低，在把图像放大为一个较大尺寸观看的时候，就会显得相当粗糙。,所以在图片创建期间，我们必须根据图像最终的用途决定选择合适的分辨率。这里的技巧是要首先保证图像包含足够多的数据，能满足最终输出的需要。同时也要适量，尽量少占用一些计算机的资源。2.色彩深度色彩深度表示数码照相机所能够产生的色彩范围，用每个像素点颜色的数据位来表示。真彩色图

49、形每个像素点的色彩用24位二进制数表示，共可表示2的24次方=16.8M种色彩。色彩数越多，成像的色彩质量越高。,3.感光度数码照相机的感光度是指CCD芯片对光照反应的灵敏度，电路对数据处理的能力和影像再现能力的综合性能指标。为了与传统照相机表达一致，仍以胶卷的感光度作为参照标准。性能好的数码照相机曝光的感光度可以在ISO 50ISO 1600的范围内智能变化。,4.光学变焦、数码变焦与智能变焦(1)光学变焦光学变焦是依靠光学镜头结构来实现的变焦。数码照相机的光学变焦方式与传统35 mm相机差不多，就是通过镜片移动来放大或缩小需要拍摄的景物。光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。,光学变焦是通

50、过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。,(2)数码变焦数码变焦是通过数码照相机内的处理器，把图片内的每个像素面积增大，从而达到放大目的。这种手法如同用图像处理软件把图片的面积改大，不过程序在数码照相机内进行，把原来CCD影像感应器上的一部分像素使用“插值”处理手段做放大,将CCD影像感应器上的像素用插值算法将画面放大到整个画面。,与光学变焦不同，数码变焦是在感光器件垂直方向上的变化，而给人以变焦效果的。在感光器件上的面积越小，那么视觉上就会让用户只看见景物的局部。但是由于焦距没有变化，