初階培訓(xùn)-數(shù)碼相機(jī)基礎(chǔ)知識課件

數(shù)碼相機(jī)基礎(chǔ)知識BoboZhou2022/12/30數(shù)碼相機(jī)基礎(chǔ)知識BoboZhou1大綱數(shù)碼相機(jī)成像原理數(shù)碼相機(jī)關(guān)鍵組件大綱數(shù)碼相機(jī)成像原理數(shù)碼相機(jī)關(guān)鍵組件2在影像生成過程中，數(shù)碼相機(jī)中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片的作用類似于人眼、網(wǎng)膜和大腦成像原理在影像生成過程中，數(shù)碼相機(jī)中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片3鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)感應(yīng)器接收光信號，轉(zhuǎn)換為模擬電信號，ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號DSP處理影像壓縮、存儲、顯示、相機(jī)控制成像原理——原理框圖1鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)成像4采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。MCU將部分相機(jī)控制等功能分離出來。DSP處理信號更專業(yè)，提高畫質(zhì)同時(shí)提高相機(jī)響應(yīng)速率。成像原理——原理框圖2DSPMCU圖像信號輸入按鍵輸入相機(jī)控制D-RAMStorageLCDF/W控制I/O接口采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。成像原理——原理框圖2DSPM5關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I/O8.AFLamp6.Storage(SD,CF..)7.Battery3.ASIC/SDRAM/NANDFlash(Inside)2.ImageSensor(CCD/CMOS)關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I6主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達(dá)關(guān)鍵組件——鏡頭主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達(dá)關(guān)鍵組件——鏡頭7關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息8關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進(jìn)光量和景深光圈大小的表征——光圈值:F2.8=f/2.8=1:2.8大光圈，短景深小光圈，長景深實(shí)際樣張X720關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進(jìn)光量和景深光圈大小的表征——光圈9關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時(shí)間不同曝光時(shí)間不同特效關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時(shí)10關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模式光圈優(yōu)先(A,AV)快門優(yōu)先(S,TV)程序曝光(P)手動(dòng)曝光(M)曝光量：由光圈&快門共同配合決定關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模11關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機(jī)ISO值ISO值高，感光能力好，易生雜訊，噪點(diǎn)；ISO值低，感光能力差，影像質(zhì)量好

目的：調(diào)節(jié)受光能力與畫質(zhì)之間的平衡關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機(jī)ISO值I12PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件——鏡頭小型化鏡頭的技術(shù)特點(diǎn)Olympus旋轉(zhuǎn)式鏡頭PentaxSMCCanonSSCNikonSICFujifilmSEBCZeissT*鍍膜技術(shù)PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件—13BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭smc

PENTAXSLSLens非球面鏡片透光率99.8%SMC鍍膜技術(shù)BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭14新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除炫光,使照片更鮮明增加光線透過率,圖像色彩更豐富逆光也可拍攝高反差的影像新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除15新鏡頭有何不同?滑動(dòng)式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭超薄極致DCX720/T700滑動(dòng)式鏡頭系統(tǒng)，機(jī)身更小更輕薄新鏡頭有何不同?滑動(dòng)式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——BenQ新鏡16新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭DCC/X/T系列球面鏡:球面像差形成光斑(光暈),影像朦朧不清非球面鏡:消除球面像差，使結(jié)像焦點(diǎn)重合,結(jié)像鮮艷銳利清楚細(xì)膩新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——Ben17CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件)關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CCD圖像傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)上的膠片，將光線強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成高低不同的電壓。特點(diǎn)：靈敏度高、噪音??；生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高應(yīng)用：數(shù)碼相機(jī)主流市場

感光器件的面積感光器件的色彩深度CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦18CMOS傳感器(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體）特點(diǎn)：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易出現(xiàn)雜點(diǎn)應(yīng)用：手機(jī)、攝像頭、數(shù)碼相機(jī)低端市場、高端市場關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CMOSCMOS傳感器特點(diǎn)：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易19關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpecificIntegratedCircuits

專用集成電路?圖像處理實(shí)現(xiàn)功能

(AE/AWB/AF)

–AE:AutoExposure|自動(dòng)曝光控制

–AWB:AutoWhiteBalance|自動(dòng)白平衡偵測

–AF:AutoFocus|自動(dòng)對焦計(jì)算?鏡頭控制(變焦/對焦/快門/光圈)?UI用戶界面控制(雙處理芯片架構(gòu)中由MCU實(shí)現(xiàn))?硬件控制

(LCD,USB,Storage..etc)DSP+MCU關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpe20關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動(dòng)曝光（AE）的實(shí)現(xiàn)方法：測光測光目的:使拍攝主體正常曝光

中央重點(diǎn)測光(Center-weightedaveraging)-占屏幕區(qū)30%

點(diǎn)測光(SPOT)-占屏幕區(qū):5~10%

分割測光（或稱平均測光、多點(diǎn)測光）(Multi-Pattern)常見測光模式—依據(jù)拍攝主體的所占屏幕的大小選擇適當(dāng)?shù)臏y光模式關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動(dòng)曝光（AE）的實(shí)現(xiàn)方法：測光21關(guān)鍵組件——

ASIC——AWB北方晴空

2000270040005500650070008000(K)蠟燭光鎢絲燈冷色熒光燈夏日正午陽光

晴天陰天白平衡的目的：使在不同光線環(huán)境下的物體還原其真實(shí)顏色物體在不同光線環(huán)境下所顯現(xiàn)的顏色，會(huì)帶上所在環(huán)境的色調(diào)關(guān)鍵組件——ASIC——AWB北方晴空200022曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝光狀態(tài)的參考工具關(guān)鍵組件——ASIC——直方圖曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝23正補(bǔ)償EV值相差１表示曝光量相差１倍曝光補(bǔ)償：±2EV，1/3EV（或0.5EV）步進(jìn)關(guān)鍵組件——ASIC——曝光補(bǔ)償負(fù)補(bǔ)償正補(bǔ)償EV值相差１表示曝光量相差１倍關(guān)鍵組件——ASI24關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA–VGA=640x480closedtoDVDquality(720x480NTSC)–QVGA=320x240closedtoVCDquality(352x240NTSC)?30/15fps–fps=framepersecond–Themoreframeratemoviehas,thesmoothermovieperforms關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA25關(guān)鍵組件——BenQASIC/FW/SDRAM綜述BenQDSC目前狀況█BenQE系列(E720/E605等)█

BenQX/T系列(X600/X720/T700等)類型快(3)中(2)慢(1)主要硬件需求啟動(dòng)速度<1.5s<2s<4s>4s鏡頭,芯片拍攝間隔<1s<5s>6s芯片,F/W連拍模式>2張/s>300萬像素/張>1.5張/s<=300萬像素/張>1張/s=300萬像素/張芯片,F/WAF自動(dòng)對焦速度<0.8s<1.5s>2s鏡頭,圖像傳感器,芯片,F/W快門時(shí)滯<0.1s<0.5s<0.8s芯片,F/W關(guān)鍵組件——BenQASIC/FW/SDRAM綜述BenQ26關(guān)鍵組件——液晶顯示屏LCD的定義和功能液晶顯示器(LCD)英文全稱為LiquidCrystalDisplay，它采用了液晶控制透光度技術(shù)來實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器

LCD功能：實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,是一種可視化的界面關(guān)鍵組件——液晶顯示屏LCD的定義和功能液晶顯示器(LCD)27關(guān)鍵組件——液晶顯示屏關(guān)鍵組件——液晶顯示屏28LCD顯示&圖像傳感器關(guān)鍵組件——像素知識將光線分為RGB將RGB合成RGB構(gòu)成顏色萬態(tài)LCD顯示&圖像傳感器關(guān)鍵組件——像素知識將光線分為RGB將29關(guān)鍵組件——閃光燈閃光燈模式由相機(jī)決定，太暗時(shí)自動(dòng)發(fā)光。預(yù)先發(fā)出多次小閃光，讓被拍攝者瞳孔縮小用于逆光時(shí)的補(bǔ)光用于博物館等禁止使用閃光燈的場所此模式延長快門的打開時(shí)間，背景較暗時(shí)，可使用此模式照亮前景，適合拍攝夜景人像關(guān)鍵組件——閃光燈閃光燈模式由相機(jī)決定，太暗時(shí)自動(dòng)發(fā)光。預(yù)先30

CF微型硬盤SDMMC

SMMemoryStickxD

關(guān)鍵組件——存儲卡CF微型硬盤31關(guān)鍵組件——存儲卡規(guī)格關(guān)鍵組件——存儲卡規(guī)格32堿性電池鎳氫電池鋰電池必要附件——電池堿性電池鎳氫電池33初階培訓(xùn)_數(shù)碼相機(jī)基礎(chǔ)知識34演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！35數(shù)碼相機(jī)基礎(chǔ)知識BoboZhou2022/12/30數(shù)碼相機(jī)基礎(chǔ)知識BoboZhou36大綱數(shù)碼相機(jī)成像原理數(shù)碼相機(jī)關(guān)鍵組件大綱數(shù)碼相機(jī)成像原理數(shù)碼相機(jī)關(guān)鍵組件37在影像生成過程中，數(shù)碼相機(jī)中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片的作用類似于人眼、網(wǎng)膜和大腦成像原理在影像生成過程中，數(shù)碼相機(jī)中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片38鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)感應(yīng)器接收光信號，轉(zhuǎn)換為模擬電信號，ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號DSP處理影像壓縮、存儲、顯示、相機(jī)控制成像原理——原理框圖1鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)成像39采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。MCU將部分相機(jī)控制等功能分離出來。DSP處理信號更專業(yè)，提高畫質(zhì)同時(shí)提高相機(jī)響應(yīng)速率。成像原理——原理框圖2DSPMCU圖像信號輸入按鍵輸入相機(jī)控制D-RAMStorageLCDF/W控制I/O接口采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。成像原理——原理框圖2DSPM40關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I/O8.AFLamp6.Storage(SD,CF..)7.Battery3.ASIC/SDRAM/NANDFlash(Inside)2.ImageSensor(CCD/CMOS)關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I41主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達(dá)關(guān)鍵組件——鏡頭主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達(dá)關(guān)鍵組件——鏡頭42關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息43關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進(jìn)光量和景深光圈大小的表征——光圈值:F2.8=f/2.8=1:2.8大光圈，短景深小光圈，長景深實(shí)際樣張X720關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進(jìn)光量和景深光圈大小的表征——光圈44關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時(shí)間不同曝光時(shí)間不同特效關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時(shí)45關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模式光圈優(yōu)先(A,AV)快門優(yōu)先(S,TV)程序曝光(P)手動(dòng)曝光(M)曝光量：由光圈&快門共同配合決定關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模46關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機(jī)ISO值ISO值高，感光能力好，易生雜訊，噪點(diǎn)；ISO值低，感光能力差，影像質(zhì)量好

目的：調(diào)節(jié)受光能力與畫質(zhì)之間的平衡關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機(jī)ISO值I47PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件——鏡頭小型化鏡頭的技術(shù)特點(diǎn)Olympus旋轉(zhuǎn)式鏡頭PentaxSMCCanonSSCNikonSICFujifilmSEBCZeissT*鍍膜技術(shù)PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件—48BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭smc

PENTAXSLSLens非球面鏡片透光率99.8%SMC鍍膜技術(shù)BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭49新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除炫光,使照片更鮮明增加光線透過率,圖像色彩更豐富逆光也可拍攝高反差的影像新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除50新鏡頭有何不同?滑動(dòng)式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭超薄極致DCX720/T700滑動(dòng)式鏡頭系統(tǒng)，機(jī)身更小更輕薄新鏡頭有何不同?滑動(dòng)式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——BenQ新鏡51新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭DCC/X/T系列球面鏡:球面像差形成光斑(光暈),影像朦朧不清非球面鏡:消除球面像差，使結(jié)像焦點(diǎn)重合,結(jié)像鮮艷銳利清楚細(xì)膩新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——Ben52CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件)關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CCD圖像傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)上的膠片，將光線強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成高低不同的電壓。特點(diǎn)：靈敏度高、噪音??；生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高應(yīng)用：數(shù)碼相機(jī)主流市場

感光器件的面積感光器件的色彩深度CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦53CMOS傳感器(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體）特點(diǎn)：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易出現(xiàn)雜點(diǎn)應(yīng)用：手機(jī)、攝像頭、數(shù)碼相機(jī)低端市場、高端市場關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CMOSCMOS傳感器特點(diǎn)：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易54關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpecificIntegratedCircuits

專用集成電路?圖像處理實(shí)現(xiàn)功能

(AE/AWB/AF)

–AE:AutoExposure|自動(dòng)曝光控制

–AWB:AutoWhiteBalance|自動(dòng)白平衡偵測

–AF:AutoFocus|自動(dòng)對焦計(jì)算?鏡頭控制(變焦/對焦/快門/光圈)?UI用戶界面控制(雙處理芯片架構(gòu)中由MCU實(shí)現(xiàn))?硬件控制

(LCD,USB,Storage..etc)DSP+MCU關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpe55關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動(dòng)曝光（AE）的實(shí)現(xiàn)方法：測光測光目的:使拍攝主體正常曝光

中央重點(diǎn)測光(Center-weightedaveraging)-占屏幕區(qū)30%

點(diǎn)測光(SPOT)-占屏幕區(qū):5~10%

分割測光（或稱平均測光、多點(diǎn)測光）(Multi-Pattern)常見測光模式—依據(jù)拍攝主體的所占屏幕的大小選擇適當(dāng)?shù)臏y光模式關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動(dòng)曝光（AE）的實(shí)現(xiàn)方法：測光56關(guān)鍵組件——

ASIC——AWB北方晴空

2000270040005500650070008000(K)蠟燭光鎢絲燈冷色熒光燈夏日正午陽光

晴天陰天白平衡的目的：使在不同光線環(huán)境下的物體還原其真實(shí)顏色物體在不同光線環(huán)境下所顯現(xiàn)的顏色，會(huì)帶上所在環(huán)境的色調(diào)關(guān)鍵組件——ASIC——AWB北方晴空200057曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝光狀態(tài)的參考工具關(guān)鍵組件——ASIC——直方圖曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝58正補(bǔ)償EV值相差１表示曝光量相差１倍曝光補(bǔ)償：±2EV，1/3EV（或0.5EV）步進(jìn)關(guān)鍵組件——ASIC——曝光補(bǔ)償負(fù)補(bǔ)償正補(bǔ)償EV值相差１表示曝光量相差１倍關(guān)鍵組件——ASI59關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA–VGA=640x480closedtoDVDquality(720x480NTSC)–QVGA=320x240closedtoVCDquality(352x240NTSC)?30/15fps–fps=framepersecond–Themoreframeratemoviehas,thesmoothermovieperforms關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA60關(guān)鍵組件——BenQASIC/FW/SDRAM綜述BenQDSC目前狀況█BenQE系列(E720/E605等)█

BenQX/T系列(X600/X720/T700等)類型快(3)中(2)慢(1)主要硬件需求啟動(dòng)速度<1.5s<2s<4s>4s鏡頭,芯片拍攝間隔<1s<5s>6s芯片,F/W連拍模式>2張/s>30