現(xiàn)代數(shù)碼攝影相機(jī)原理

第二章照相機(jī)

第一節(jié)照相機(jī)的基本構(gòu)成和種類一、照相機(jī)的基本構(gòu)成1、攝影鏡頭2、機(jī)身3、取景器4、快門5、輸片系統(tǒng)二、照相機(jī)的種類按感光體不同：傳統(tǒng)膠片相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)。按膠片規(guī)格不同：散葉片相機(jī)（大畫幅）、120照相機(jī)（中畫幅）、135照相機(jī)、110照相機(jī)、APS照相機(jī)等。按取景方式不同：?jiǎn)午R頭反光照相機(jī)(SLR)、雙鏡頭反光照相機(jī)(TLR)、后背取景式照相機(jī)（大畫幅照相機(jī)）、平視取景照相機(jī)。照相機(jī)按大小分：大型相機(jī)（大畫幅照相機(jī)）、小型相機(jī)、袖珍相機(jī)、卡片機(jī)等。按用途分為：業(yè)余相機(jī)、準(zhǔn)專業(yè)相機(jī)、專業(yè)相機(jī)等。特殊種類的相機(jī)：一次成像照相機(jī)，防水相機(jī)、水下照相機(jī)、搖頭相機(jī)、全景照相機(jī)。中畫幅照相機(jī)數(shù)碼照相機(jī)第二節(jié)傳統(tǒng)膠片照相機(jī)的結(jié)構(gòu)一、攝影鏡頭1、攝影鏡頭的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)光度學(xué)的基本概念：光強(qiáng)度、光通量、照度、亮度。

光學(xué)部分：透鏡、光軸、光心、焦點(diǎn)、焦距、焦平面、節(jié)點(diǎn)、主面、物距、像距、高斯公式、放大率、清晰像場(chǎng)、有效像場(chǎng)、像場(chǎng)角、視角、視場(chǎng)、鏡頭焦距與視角和放大率之間的關(guān)系、雜散光、鍍膜。

對(duì)于一個(gè)確定大小的畫幅：鏡頭焦距--視角--畫幅所涵蓋的景物空間范圍的關(guān)系。物距相等時(shí)：鏡頭焦距--放大率越大之間的關(guān)系。

高斯公式：

放大率：=

=

機(jī)械部分：光圈、相對(duì)孔徑、最大相對(duì)孔徑、光圈系數(shù)、光圈的作用、連接座、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、調(diào)焦距離、成像穩(wěn)定系統(tǒng)。相對(duì)孔徑=光圈系數(shù)、光圈數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的光圈系數(shù)：1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32、45、64、……。

光圈的作用：一是控制光通量，以限制鏡頭的進(jìn)光量，與快門速度組合控制曝光量；二是控制景深；三是減少部分像差。調(diào)焦機(jī)構(gòu),調(diào)焦距離成像穩(wěn)定系統(tǒng)2、鏡頭的像差像差：球差、慧差、像散、場(chǎng)曲、畸變、色差。像差的校正：正光攝影鏡頭、光的衍射鏡頭成像質(zhì)量評(píng)價(jià)：“分辨率檢測(cè)”、“星點(diǎn)檢驗(yàn)”、“光學(xué)傳遞函數(shù)”。最佳光圈3、景深與超焦距人眼的分辨能力與允許彌散圓直徑C=景深景深表

焦深超焦距“當(dāng)攝影鏡頭的焦距f和光圈數(shù)F均已確定的前提下，能夠獲得最大景深時(shí)的攝影物距l(xiāng)，稱為在該焦距和該光圈數(shù)下的超焦距。4、攝影鏡頭分類標(biāo)準(zhǔn)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距以相機(jī)成像面的畫幅對(duì)角線長(zhǎng)度為準(zhǔn)，當(dāng)鏡頭焦距接近某類相機(jī)成像面的畫幅對(duì)角線長(zhǎng)度時(shí)被稱為該類相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)焦距鏡頭，簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)鏡頭或標(biāo)頭。

標(biāo)準(zhǔn)焦距鏡頭的視角約50°，畫面透視關(guān)系類似于人眼所感覺到的透視關(guān)系，拍攝效果比較平實(shí)。廣角鏡頭視角大于60°的鏡頭被稱為廣角鏡頭也稱短焦距鏡頭。魚眼鏡頭視角達(dá)到或超過170°，有些甚至達(dá)到230°135相機(jī)的魚眼鏡頭焦距范圍一般為6～16mm魚眼允許嚴(yán)重桶形畸變的存在兩種形式透視感夸張，畸變效果突出，拍攝景物范圍大，景深特別大透視感

線條透視（空間透視）空氣透視（影調(diào)透視）超廣角鏡頭。一般把。視角大于90°的非魚眼鏡頭稱為超廣角鏡頭。135焦距范圍17～21mm

。超廣角鏡頭與魚眼鏡頭的拍攝效果差別。超廣角鏡頭視角大，成像倍率小，景物空間范圍大，景深大，近距離拍攝物體時(shí)透視關(guān)系被夸張、透視感強(qiáng)烈?！皬V角失真”

漸暈，漸暈系數(shù)=

普通廣角鏡頭普通廣角鏡頭視角范圍約為60°～90°。135相機(jī)，焦距范圍約24～40mm。窄角鏡頭（長(zhǎng)焦鏡頭、攝遠(yuǎn)鏡頭）視角小于35°的攝影鏡頭中焦鏡頭視角在35°～20°之間，135相機(jī)的中焦鏡頭焦距一般為70～100mm。普通長(zhǎng)焦鏡頭視角在8°～20°之間，135攝影鏡頭焦距為100～300mm。超長(zhǎng)焦鏡頭視角小于8°，135相機(jī)焦距在300mm以上。景物空間范圍小、景深小、影像放大倍率大、遠(yuǎn)距離拍攝時(shí)壓縮透視使空間深度感漸弱、最大相對(duì)孔徑小。折射型長(zhǎng)焦鏡頭、折反射型長(zhǎng)焦鏡頭（反射型長(zhǎng)焦鏡頭）。變焦鏡頭變焦比

轉(zhuǎn)環(huán)或推拉F數(shù)漂移式變焦鏡頭、F數(shù)穩(wěn)定式鏡頭微距鏡頭（

Macro或Micro）放大率的標(biāo)識(shí)：1:X或X:1二、機(jī)身和輸片系統(tǒng)1、機(jī)身2、輸片系統(tǒng)輸片系統(tǒng)主要包括膠片貯片倉(cāng)、卷片機(jī)構(gòu)、卷片芯、倒片機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)裝置和卷片上弦聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

3、照相機(jī)可換后背

三、快門1、快門速度快門的作用：一是平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，防止漏光造成感光材料感光；二是快門速度與光圈組合控制曝光量；三是選擇捕捉瞬間的時(shí)機(jī)，控制曝光時(shí)間以表現(xiàn)動(dòng)態(tài)或動(dòng)感?！癇門”、“T門”

2、光圈與快門速度的組合與等量曝光曝光量與等量曝光曝光量是指感光膠片的受光強(qiáng)度（照度）與曝光時(shí)間的乘積，即H

=I×t。等量曝光

EV值（ExposureValue）EV值=x+y

3、快門的類型鏡頭快門焦平面快門快門速度T=

c、鏡頭快門與焦平面快門的比較鏡頭快門焦平面快門優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)速度準(zhǔn)確,全畫幅同時(shí)曝光最高快門速度低最高快門速度高全畫幅不是同時(shí)曝光震動(dòng)小大光圈、高速度時(shí)快門效率降低會(huì)造成曝光不足快門效率不受光圈大小和快門速度影響震動(dòng)大拍攝快速運(yùn)動(dòng)體影像不變形更換鏡頭可能產(chǎn)生快門速度誤差不因更換鏡頭產(chǎn)生快門速度誤差拍攝快速運(yùn)動(dòng)體影像要變形閃光同步速度不受限制更換鏡頭成本高更換鏡頭成本降低閃光同步速度受限制快門裝在相機(jī)內(nèi)部不易受損壞受快門葉片全開孔徑的影響，鏡頭體積較大、最大光圈略小鏡頭體積、光圈不受快門影響后蓋打開時(shí)快門暴露易受損壞四、取景器。1、旁軸式取景器與同軸式取景器旁軸式取景器同軸式取景器2、測(cè)距器平視取景照相機(jī)雙影重合式測(cè)距器、毛玻璃調(diào)焦屏、中央裂像式調(diào)焦屏、微棱鏡式調(diào)焦屏

3、自動(dòng)調(diào)焦主動(dòng)式和被動(dòng)式兩類

調(diào)焦鎖定鈕（AFL）、多區(qū)域自動(dòng)對(duì)焦、景深優(yōu)先功能（A-DEP）、眼控自動(dòng)對(duì)焦4、測(cè)光顯示

指針式、LED（發(fā)光二極管）式和LCD（液晶顯示屏）式。第三節(jié)數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)一、數(shù)碼相機(jī)二、數(shù)碼照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)機(jī)身、鏡頭、快門、光電傳感器、數(shù)字影像處理器、存儲(chǔ)器、取景器和電源等主要部分1、光電傳感器a、CCD與CMOSCCD電荷耦合器（ChargeCoupledDevice）CMOS是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）

CCD與CMOS的比較b、光電傳感器的濾色鏡c、光電傳感器的像素值與尺寸構(gòu)成數(shù)碼影像的最小單位—像素總像素、有效像素、輸出像素光電傳感器的尺寸，單位為英寸，（單位為mm）/162、數(shù)碼相機(jī)的鏡頭專門針對(duì)35mm全畫幅以下光電傳感器較小有效像場(chǎng)的鏡頭等效焦距焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)=成像范圍袖珍數(shù)碼相機(jī)鏡頭的實(shí)際焦距很短，一般廣角端的焦距只有幾毫米，而光電傳感器面積很小，不一定要很大的放大倍率就可以讓被攝體的影像在畫面中占很大比例，在設(shè)計(jì)上很容易實(shí)現(xiàn)微距功能3、取景器與LCD數(shù)碼相機(jī)有光學(xué)、LCD和電子三種取景方式LCD（LiquidCrystalDisplay）尺寸、像素、刷新頻率；LCD亮度、顏色的真實(shí)性、可視角度等因素電子取景器（EVF，ElectronicViewfinder）

4、存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)容量、存取速度CF卡、記憶棒、SD卡、MMC卡、xD卡5、電池6、影像處理器7、數(shù)碼后背仙娜、飛思、利圖、哈蘇、易邁康、祿來7、數(shù)碼照相機(jī)附件相機(jī)帶、小容量的存儲(chǔ)卡、USB連接線、視頻/音頻電纜、充電電池、充電器、鏡頭蓋、專用圖像處理軟件光盤數(shù)碼單反相機(jī)的可換鏡頭、袖珍型數(shù)碼相機(jī)的附加鏡頭及其轉(zhuǎn)接適配器、外接閃光燈、濾色鏡、遮光罩、交流電適配器、遙控器、遙控線、電池手柄、讀卡器、直接打印機(jī)、數(shù)碼伴侶

第四節(jié)、照相機(jī)的選購(gòu)一、選怎樣的照相機(jī)購(gòu)買照相機(jī)的首要原則是買適合自己使用的。功能、性能、質(zhì)量、價(jià)格、配套性、品牌綜合評(píng)價(jià)。1、明確用途照相機(jī)沒有絕對(duì)的好壞之分，只有是否適合需要之別。

2、權(quán)衡價(jià)格原廠鏡頭與專業(yè)鏡頭生產(chǎn)廠鏡頭除了相機(jī)、鏡頭本身的費(fèi)用，在考慮預(yù)算時(shí)至少還要把存儲(chǔ)卡、備用電池的費(fèi)用算進(jìn)去。3、評(píng)價(jià)性能功能、性能和質(zhì)量、配套性、品牌。光電傳感器像素、尺寸，LCD的種類、尺寸、像素，鏡頭焦距范圍、最大相對(duì)孔徑、最近拍攝距離，快門速度范圍，光圈調(diào)節(jié)范圍，測(cè)光模式，對(duì)焦模式，是否有中文菜單，連拍速度、張數(shù)，白平衡調(diào)節(jié)模式，感光度范圍，閃光燈指數(shù)，存儲(chǔ)卡類型，電池的類型與容量等。相機(jī)的配套性和品牌已有單反相機(jī)的鏡頭互換性二、怎樣買相機(jī)1、市場(chǎng)調(diào)查功能、性能、質(zhì)量、價(jià)格，對(duì)銷售商的服務(wù)、信譽(yù)等2、照相機(jī)的檢查首先檢查配件、軟件光盤、說明書、保修單等是否齊全，核對(duì)相機(jī)序列號(hào)、保修單序列號(hào)是否相同。再檢查相機(jī)外觀：鏡頭表面是否有劃痕、鍍膜是否均勻，鏡片內(nèi)部是否有灰塵、氣泡；機(jī)身表面是否有損傷、螺絲尾部是否有拆卸痕跡、電池觸點(diǎn)是否有劃痕。開機(jī)后鏡頭等各種可調(diào)部件調(diào)節(jié)時(shí)要松緊適度、運(yùn)動(dòng)順暢、定位準(zhǔn)確；LCD看上去清晰、明亮，盡可能沒有壞點(diǎn)，各種按鈕、撥盤能起作用?？凑f明書及時(shí)試用、檢查。通過實(shí)拍可能發(fā)現(xiàn)的主要問題有：各種功能是否有效，光電傳感器是否有壞點(diǎn)，曝光是否準(zhǔn)確，對(duì)焦是否準(zhǔn)確，色彩還原是否正常，電池電量是否正常，存儲(chǔ)卡是否損壞等。鏡頭質(zhì)量、對(duì)焦精度、曝光精度等通過實(shí)拍檢測(cè)