成像原理與參數(shù)解析

成像原理與參數(shù)解析

2012.12.21相機(jī)成像原理成像原理外部光線(xiàn)通過(guò)鏡頭聚焦，投影到感光器上使感光器感光感光器接收光線(xiàn)照射并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬圖像信號(hào)圖像處理器將模擬圖像信號(hào)進(jìn)行壓縮和數(shù)字化處理，輸出壓縮圖像信號(hào)存儲(chǔ)器將獲得的壓縮圖像信號(hào)儲(chǔ)存，完成一次成像過(guò)程光線(xiàn)鏡頭CMOS模擬轉(zhuǎn)換器圖像處理器存儲(chǔ)器模擬圖像信號(hào)數(shù)字圖像信號(hào)壓縮圖像信號(hào)數(shù)字圖像信號(hào)數(shù)碼相機(jī)鏡頭構(gòu)成數(shù)碼相機(jī)鏡頭構(gòu)成數(shù)碼相機(jī)的鏡頭一般采用多種鏡片組合構(gòu)成，為了降低光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)鏡片時(shí)產(chǎn)生相差和球差，專(zhuān)業(yè)的鏡頭一般會(huì)采用非球面鏡片去矯正這個(gè)問(wèn)題，而高端的鏡頭一般都會(huì)采用天然螢石打磨的超低色散鏡片來(lái)解決色散問(wèn)題，以達(dá)到靚麗鮮艷的成像效果。手機(jī)鏡頭的構(gòu)成手機(jī)相機(jī)鏡頭簡(jiǎn)介1G3P鏡頭由左至右分別為G,P,P,P

IRFilter,

Imagesensor用于200萬(wàn)/300萬(wàn)像素手機(jī)相機(jī)1G2P鏡頭由左至右分別為G,P,P,

IRFilter,

Imagesensor用于130萬(wàn)/200萬(wàn)像素手機(jī)相機(jī)具體參數(shù)解析決定成像和曝光的3個(gè)因素光圈（aperture）控制進(jìn)入物鏡光量的光欄裝置。快門(mén)（shutter）控制攝影機(jī)曝光時(shí)間的機(jī)件。感光度（ISO）感光材料產(chǎn)生光化作用的能力，以規(guī)定基準(zhǔn)密度的相應(yīng)曝光量的倒數(shù)度量。光圈光圈是一個(gè)用來(lái)控制光線(xiàn)透過(guò)鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面的光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用f值。表達(dá)光圈大小我們是用F值，其中，F(xiàn)=鏡頭的焦距/鏡頭的有效口徑的直徑。F值越小，則光圈孔徑就越大，通光量越多，F(xiàn)值越大，則光圈孔徑就越小，通光量越少快門(mén)快門(mén)是鏡頭前阻擋光線(xiàn)進(jìn)來(lái)的裝置，是一種讓光線(xiàn)在一段時(shí)間里照射膠片的裝置快門(mén)速度單位是“秒”。專(zhuān)業(yè)135相機(jī)的最高快門(mén)速度達(dá)到1/16000秒。常見(jiàn)的快門(mén)速度有：11/21/41/81/151/301/601/1251/2501/5001/10001/2000等。相鄰兩級(jí)的快門(mén)速度的曝光量相差一倍。如1/60秒比1/125秒的曝光量多一倍，即1/60秒比1/125秒速度慢一級(jí)或稱(chēng)低一級(jí)。ISOISO原指膠片對(duì)光線(xiàn)的敏感度，即在同等亮度的光線(xiàn)照射下對(duì)光線(xiàn)的感應(yīng)的敏感度，ISO越高，底片上的銀鹽顆粒對(duì)光線(xiàn)的感應(yīng)的敏感度就越高。數(shù)碼相機(jī)CMOS的感光原理是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此在CMOS將電信號(hào)放大后即可相對(duì)的提高感光度，因此ISO在數(shù)碼拍照上即代表電信號(hào)的放大倍數(shù)。電信號(hào)放大后會(huì)產(chǎn)生明顯的‘熱噪’現(xiàn)象，因此在高ISO情況下拍照，照片成像后會(huì)出現(xiàn)明顯的噪點(diǎn)，但是在暗光環(huán)境下高ISO有利于提高成像的成功率ISO:1600ISO:50景深景深是指在攝影機(jī)鏡頭或其他成像器前沿著能夠取得清晰圖像的成像景深相機(jī)器軸線(xiàn)所測(cè)定的物體距離范圍。在鏡頭前方（調(diào)焦點(diǎn)的前、后）有一段一定長(zhǎng)度的空間，當(dāng)被攝物體位于這段空間內(nèi)時(shí)，其在底片上的成像恰位于焦點(diǎn)前后這兩個(gè)彌散圓之間。被攝體所在的這段空間的長(zhǎng)度，就叫景深。換言之，在這段空間內(nèi)的被攝體，其呈現(xiàn)在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內(nèi)，這段空間的長(zhǎng)度就是景深。景深范例白平衡白平衡，字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述顯示器中紅、綠、藍(lán)三基色混合生成后白色精確度的一項(xiàng)指標(biāo)。白平衡的單位是K（開(kāi)爾文）假定某一黑體物質(zhì)，能夠?qū)⒙湓谄渖系乃袩崃课?，而沒(méi)有損失，同時(shí)又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳浴肮狻钡男问结尫懦鰜?lái)的話(huà)，它便會(huì)因受到熱力的高低而變成不同的顏色。白平衡的范例應(yīng)用演示色溫：7000K色溫：5000K色溫：3200K測(cè)光測(cè)光原理任何帶有自動(dòng)拍攝功能的數(shù)碼相機(jī)都內(nèi)置有測(cè)光功能的測(cè)光表，測(cè)光表會(huì)根據(jù)CMOS所接受的光線(xiàn)強(qiáng)度，根據(jù)內(nèi)置的特定風(fēng)格模式計(jì)算后，將平均亮度轉(zhuǎn)換為中間灰，由此得出整張照片的曝光量，再通過(guò)計(jì)算控制相應(yīng)的光圈快門(mén)和ISO值，由此得出整張照片的曝光值常見(jiàn)的測(cè)光模式測(cè)光模式的種類(lèi)評(píng)價(jià)測(cè)光取畫(huà)面不同區(qū)域的亮度值，以一定比例經(jīng)過(guò)處理計(jì)算得出平均亮度的測(cè)光方式中央重點(diǎn)測(cè)光以畫(huà)面中央?yún)^(qū)域的亮度值進(jìn)行計(jì)算，還原中間灰后得出平均亮度的測(cè)光方式點(diǎn)測(cè)光以選取的點(diǎn)周?chē)鷺O小的區(qū)域內(nèi)的亮度值作為計(jì)算基礎(chǔ)，還原中間灰后得出平均亮度的測(cè)光方式測(cè)光實(shí)際運(yùn)用范例左圖點(diǎn)測(cè)光區(qū)域?yàn)殡娔X屏幕，構(gòu)圖中的屏幕原本亮度被降低，還原成了中間灰色；鍵盤(pán)的亮度則顯得更加昏暗；右圖的點(diǎn)測(cè)光區(qū)域?yàn)殡娔X的鍵盤(pán)，構(gòu)圖中的鍵盤(pán)亮度被增加，還原成了中間灰色，導(dǎo)致屏幕的曝光過(guò)度測(cè)光原理的范例演示焦距從物體不同部分射出的光線(xiàn)，通過(guò)鏡頭之后，聚焦在底片的一個(gè)點(diǎn)上，使影像具有清晰的輪廓與真實(shí)的質(zhì)感，這個(gè)點(diǎn)就叫焦點(diǎn)（focus）。所謂焦距（focallength），正是從鏡頭之鏡片中間點(diǎn)到光線(xiàn)能清晰聚焦的那一點(diǎn)之間的距離。焦距和鏡頭的種類(lèi)–廣角鏡頭焦距的長(zhǎng)度決定了被攝物體的可成像范圍，因此，擁有不同焦距的鏡頭的種類(lèi)也不同廣角鏡頭廣角鏡頭可以提供超視距的取景范圍焦距為8mm的魚(yú)眼鏡頭焦距為8~20的超廣角鏡頭焦距為28~38mm的廣角鏡頭中長(zhǎng)焦鏡頭中長(zhǎng)焦鏡頭可以提供正常視距及遠(yuǎn)攝視角范圍焦距為40~200mm鏡頭為中長(zhǎng)焦鏡頭中長(zhǎng)焦鏡頭超遠(yuǎn)攝鏡頭超遠(yuǎn)攝鏡頭提供了驚人的焦距，一般用作動(dòng)物攝影等焦距為400mm以上鏡頭為超遠(yuǎn)攝鏡頭超遠(yuǎn)攝鏡頭數(shù)碼相機(jī)的成像過(guò)程感光器受光獲得中間灰值運(yùn)算得出曝光值控制光圈+快門(mén)+ISO值存儲(chǔ)圖片數(shù)據(jù)在光線(xiàn)強(qiáng)度尚可的環(huán)境中盡量使用較低的ISO值調(diào)整白平衡可以