懂你 2007-8-6 13:01
【转帖】数码摄影入门系列
响应版主号召，先转帖几篇非常不错的数码摄影基础给大家学习一下。
[align=center][size=5]数码摄影入门系列(一)[/size]
[/align][align=center][size=4][color=#666666][color=#333333][/color][/color][/size] [/align][align=center][size=4][color=#666666][b]数码图像的文件格式[/b][/color][/size][/align][align=left] [b]什么是数码图像？[/b]
图像的存储方法有好多种，比如使用画笔将图像画在纸上，通过摄影将图像存储在胶卷上，使用数码相机、扫描仪等设备将图像存储在各种存储介质里。而这些图像可以归为两类，即：传统图像和数码图像。跟传统图像不同的是，数码图像使用数字来记录物体的形状和色彩。
数码图像又分为两大类，一类是位图，另一类是矢量图。位图是由不同亮度和颜色的像素所组成，适合表现大量的图像细节，可以很好的反映明暗的变化、复杂的场景和颜色，它的特点是能表现逼真的图像效果，但是文件比较大，并且缩放时清晰度会降低并出现锯齿。位图有种类繁多的文件格式，常见的有JPEG、PCX、BMP、PSD、PIC、GIF和TIFF等。
[b]位图图像效果好，放大以后会失真：[/b] [/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/30a9bbc89f5f417c2acdfd044c5be485.gif[/img][/align][align=left] 而矢量图则使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的，所以矢量图形文件一般较小。矢量图形的优点是无论放大、缩小或旋转等都不会失真；缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果，而且显示矢量图也需要花费一些时间。矢量图形主要用于插图、文字和可以自由缩放的徽标等图形。一般常见的文件格式有AI等。
[b]矢量图图像效果差，放大以后不会失真：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/fd7275b9394665b498ad46ae3a2a99c9.gif[/img]
[/align][align=left] [b]数码图像的文件格式[/b]
为了能表现逼真的图像效果，使用数码相机拍摄的图片都是位图文件；位图文件的格式多达几十种，不同的格式都有不同的特性，下面我们来介绍一下位图文件的几种常见格式。
[b]1、JPEG[/b]
JPEG文件格式是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件的后缀名是.JPG，这也是我们最常见的一种文件格式，几乎所有的图像软件都可以打开它。现在，它已经成为印刷品和万维网发布的压缩文件的主要格式。JPEG格式可以支持16M种颜色，能很好地再现全彩色图像，较适合摄影图像的存储。由于JPEG格式的压缩算法是采用平衡像素之间的亮度色彩来压缩的，因而更有利于表现带有渐变色彩且没有清晰轮廓的图像。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/c34f141b85dd473e57e8a171de0bfba9.jpg[/img][/align][align=left]
JPEG文件格式允许用可变压缩的方法，保存8位、24位、32位深度的图像。JPEG使用了有损压缩格式，这就使它成为迅速显示图像并保存较好分辨率的理想格式。当进行印刷或在显示器上观察时，JPEG一般可将图像压缩为原大小的十分之一而看不出明显差异。也正是由于JPEG格式可以进行大幅度的压缩，使得它方便储存、通过网络进行传送，所以得到了广泛的应用。当使用JPEG格式保存图像时，Photoshop给出了多种保存选项，你可以选择用不同的压缩比例对JPEG文件进行压缩，即压缩率和图像质量都是可选的。
[b]2、TIFF[/b]
TIFF是Tagged Image File Format(标记图像文件格式)的缩写，文件的后缀名是.TIF，这是现阶段印刷行业使用最广泛的文件格式。这种文件格式是由Aldus和Microsoft公司为存储黑白图像、灰度图像和彩色图像而定义的存储格式，现在己经成为出版多媒体CD-ROM中的一个重要文件格式。虽然TIFF格式的历史比其它的文件格式长一些，但现在仍是使用最广泛的行业标准位图文件格式，这主要是由于TIFF格式的规格经过多次改进。TIFF位图可具有任何大小的尺寸和分辨率。在理论上它能够有无限位深，即：每样本点1-8位、24位、32位(CMYK模式)或48位(RGB模式)。TIFF格式能对灰度、J健、CMYK模式、索引颜色模式或RGB模式进行编码。几乎所有工作中涉及位图的应用程序，都能处理TIFF文件格式—无论是置入、打印、修整还是编辑位图。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/11ad5c643cca5923a1e13eaa7c437baa.jpg[/img][/align][align=left]
TIFF格式可包含压缩和非压缩图像数据，如使用无损压缩方法LZW来压缩文件，图像的数据不会减少，即信息在处理过程中不会损失，能够产生大约2：1的压缩比，可将原稿文件消减到一半左右。
[b]3、RAW[/b]
目前，数码相机的存储格式除了JPEG，TIFF外，还有RAW格式。RAW究竟是一种什么样的格式？请用在何种情况下使用这种RAW格式？又有何优缺点呢？其实，RAW格式并不是一种图像格式，不能直接编辑。RAW格式是CCD或CMOS在将光信号转换为电信号时的电平高低的原始记录，单纯地将数码相机内部没有进行任何处理的图像数据，即CCD等摄影元件直接得到的电信号进行数字化处理而得到的。而用JPEG格式拍摄时，先在数码相机内部添加白平衡和饱和度等参数，然后生成图像数据、进行压缩处理。RAW数据由于没有进行图像处理，因此只能利用数码相机附带的RAW数据处理软件将其转换成TIFF等普通图像数据。
RAW格式的图像文件保留了CCD捕获图像最高质量的信息，也为后期的制作提供了最大的余地。因此，常常被采用以获得最好质量的图像。由于各厂家CCD/CMOS的排列和转换方式不同，RAW的记录方式也不同，只有通过厂家提供的转换程序转换成通用图像格式，才能为图像处理软件接受。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/da1ddf00d4e9412a5021830e248c2502.jpg[/img][/align][align=left]
鉴于此，著名的软件公司Adobe在近日发布了一种新的文件格式：DNG(Digital Negative Specification)，想以此来统一数码相机使用的RAW格式，规范原始格式这种各自为政的局面。Adobe公司还发布了一个免费的软件，可以将超过65种相机的原始格式转换为DNG格式。
[b]4、GIF[/b]
GIF是Graphics Interchange Fotmat(图像交换格式)的缩写，文件的后缀名是.GIF。这是由CompuServe公司在1987年开发的图像文件存储格式，可以说是历史悠久。GIF格式是Web页上使用最普遍的图像文件格式，并且有极少数低像素的数码相机拍摄的文件仍然用该格式存储。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/13e3633eee963a32c9972b06a632eb1d.jpg[/img][/align][align=left]
GIF格式只能保存最大8位色深的数码图像，所以它最多只能用256色来表现物体，对于色彩复杂的物体它就力不从心了。正因为此，它的文件比较小，适合网络传输，而且它还可以用来制作动画。
[b]5、BMP[/b]
BMP是Bitmap的缩写，后缀名是.BMP。它是微软公司为Windows环境设置的标准图像格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。Windows 3.0以前的BMP位图文件格式与显示设备有关，因此把它称为设备相关位图(device-dependent bitmap，DDB)文件格式。Windows 3.0以后的BMP位图文件格式与显示设备无关，因此把这种BMP位图文件格式称为设备无关位图(device-independent bitmap，DIB)格式，目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示BMP位图文件。这种格式虽然是Windows环境下的标准图像格式，但是其体积庞大，不利于网络传输。
除了以上几种，其它的图像格式在我们使用数码相机时很少接触到，就不再一一介绍了。
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懂你 2007-8-6 13:08
数码摄影入门系列(二)
[align=center][b][size=4][color=#666666]有关数码图像的几个概念[/color][/size][/b][/align][align=left] 在了解了数码图像的格式以后，我们有必要来明白几个有关数码图像的概念。了解了下面的这些内容，将会使你更快更好的掌握数码摄影。
[b]一、像素：[/b]
“像素”(Pixel)是由Picture和Element这两个单词所组成的，是用来计算数码影像的一种单位，它是组成数码图像的最基本元素，一般表现成正方形。它们彼此相邻，而且每个也包含着相应位置和颜色的信息。所以，当数十万至数百万个像素拼合起来，便构成一幅数码图像。每个像素本身在物理尺寸上没有大小之分，每一个方块都可以看作是一个像素。如下图： [/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/19a59042acbaa1f1f0cf23f388bcf7e3.jpg[/img][/align][align=left] 我们若把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”。 [/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/d74af52f663df7a9d959f9c64d878084.jpg[/img][/align][align=left] [b]将图像放大数倍后，可以清晰的看见组成图像的每个像素[/b] [/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/490a1065c0503bff4ac0805e98f2b7fc.jpg[/img][/align][align=left] [b]二、数码图像的尺寸：[/b]
数码图像的尺寸是以像素为单位、用水平方向像素数×垂直方向像素数来表示的，常见的有1024×768、800×600等。数码图像的尺寸就表示了数码图像的大小，比如一副尺寸为1024×768的图像就比尺寸为800×600的要大一些。
当计算机在显示数码图像的时候，屏幕上的一个像素就对应着数码图像的一个像素。同样大小的一幅图，如果在使用800×600分辨率的计算机上充满整个屏幕的话，那么在使用1024×768分辨率的计算机上图像则只能占据屏幕的一部分。 [/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/0474b16ce5d71f197130b046b3316a59.jpg[/img][/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/20722139bfe6436717a3b7d6f8db50b7.jpg[/img][/align][align=left]
[b]附：数码图像冲印尺寸对照表：[/b] [/align][align=left][table=550][tr][td=1,1,65][align=center]照片规格(英寸) [/align][/td][td=1,1,115][align=center]差(120dpi以下)[/align][/td][td=1,1,103][align=center]好(120dpi至240dpi)[/align][/td][td=1,1,113][align=center]优(240dpi以上)[/align][/td][td=1,1,120][align=center]各尺寸最大有效像素[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]5英寸 5×3.5[/align][/td][td=1,1,115][align=center]600×420
(25万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]600×420-1200×840[/align][/td][td=1,1,113][align=center]1200×840
(101万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]1524×1027
(157万像素)[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]6英寸 6×4[/align][/td][td=1,1,115][align=center]720×480
(35万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]720×480-1440×960[/align][/td][td=1,1,113][align=center]1440×960
(138万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]1818×1228
(223万像素)[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]7英寸
7×5[/align][/td][td=1,1,115][align=center]840×600
(50万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]840×600-1680×1200[/align][/td][td=1,1,113][align=center]1680×1200
(202万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]2138×1536
(328万像素)[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]8英寸 8×6[/align][/td][td=1,1,115][align=center]960×720
(69万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]960×720-1920×1440[/align][/td][td=1,1,113][align=center]1920×1440
(276万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]2434×1830
(445万像素)[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]10英寸 10×8[/align][/td][td=1,1,115][align=center]1200×960
(115万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]1200×960-2400×1920[/align][/td][td=1,1,113][align=center]2400×1920
(460万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]3036×2434
(739万像素)[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]12英寸 12×10[/align][/td][td=1,1,115][align=center]1440×1200
(173万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]1440×1200-2880×2400[/align][/td][td=1,1,113][align=center]2880×2400
(691万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]3638×3036
(1104万像素)[/align][/td][/tr][tr][td=1,1,65][align=center]14英寸 14×10[/align][/td][td=1,1,115][align=center]1680×1200
(202万像素)以下[/align][/td][td=1,1,103][align=center]1680×1200-3360×2400[/align][/td][td=1,1,113][align=center]3360×2400
(806万像素)以上[/align][/td][td=1,1,120][align=center]4240×3036
(1287万像素)[/align][/td][/tr][/table][/align][align=left]
[b]三、分辨率(精度)：[/b]
这里说的分辨率是指数码图像在输出时每英寸的像素数，即PPI(pixel per inch)。这个分辨率和计算机里的分辨率是不一样的，也有人把它叫做“精度”。输出精度的高低，决定了图像质量的好坏。 [/align][align=left] [/align][align=left] [b]四、物理尺寸：[/b]
物理尺寸，顾名思义它不是数码图像的尺寸，而是指把一幅图像按一定的分辨率(精度)输出后，得到的照片或印刷物的尺寸；它最常用的单位是英寸。由于输出的分辨率是可以改变的，所以数码图像的物理尺寸没有固定的值。
[b]五、几个概念的关系：[/b]
介绍完上面的几个概念以后，我们来把它们几个之间的关系做一个总结。
■数码图像的尺寸＝水平方向像素数×垂直方向像素数
■水平方向像素数＝水平方向物理尺寸×分辨率
■垂直方向像素数＝垂直方向物理尺寸×分辨率
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懂你 2007-8-6 14:10
色彩的基本知识
[align=left] [b]一、色彩来自哪里[/b]
为什么世间万物有各种各样的色彩？我们又是为什么能够看到这些五彩斑澜的色彩？这些色彩来自哪里呢？大家一定很想知道这些问题的答案，下面就让我来为大家详细的解释一下。
[b]物体为什么有各种颜色？[/b]
物体之所以会有颜色，这取决于它对不同波长光线的吸收、反射和透过能力，是由物体本身的特性决定的，所有的色彩都是来自物体本身对各种色光的反射。看起来太阳光和灯光似乎没有什么独特的颜色，只是一束束“白光”而已。但是，如果使光线通过棱镜，就可以发现光线实际上包括了所有的颜色。比如一张干净的白纸，它能够反射所有的色光，这些色光组合成了白光，所以你看到它是白色的。树叶之所以看起来是绿色的，是因为树叶只反射光线中的绿色光并吸收了其它色光。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/00e1c08354df74185ab5cccead7e2be9.jpg[/img][/align][align=left]
[b]我们为什么能看到色彩？－人眼的视觉原理[/b]
视网膜通过两种类型的细胞来接受不同地方传来的光线，分别叫杆细胞和锥细胞。亮度、颜色和位置等视网膜收集起来的信息被传送到视神经，它能把这些信息送到大脑的视觉皮层，翻译成我们自身的意识。(怎么成上生理课了^_^)
杆细胞是比较简单的一种，它只用来感知光线的位置和亮度。本质上，杆细胞是色盲，它只能识别黑白。其实也不是真正的黑白，它所感知的只是光线的亮度罢了。在光线的刺激下，杆细胞产生大量的神经传递素，光线越强，神经传递素就越多。
锥细胞是另外一种细胞，更加复杂。它有三个基本部分吸收不同波长的光线，依据不同波长的光线的强度产生不同数量的不同的神经传递素。基本上，锥细胞的三种受体分别用来吸收红色、绿色和蓝色波长的光线。每一种受体都根据不同波长的光线的强度释放不同类型的神经传递素。紫色是红色和蓝色的混合，因此红光和蓝光受体都释放不同数量的神经传递素，而绿光受体则一点儿都不释放。这些信息传到大脑皮层，你就“看”到了紫色。
[b]二、色彩的三要素[/b]
自然界的色彩虽然各不相同，但任何色彩都具有色相、明度、饱和度这三个基本属性。
■色相：
色相是指色彩的相貌，是指各种颜色之间的区别，是色彩最显著的特征，是不同波长的色光被感觉的结果。光谱中有红、橙、黄、绿、蓝、紫六种基本色光，人的眼睛可以分辨出约180种不同色相的颜色。
[b]色相环：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/504c3a360b3dfd0d434b5a1e827fd4cd.jpg[/img][/align][align=left]
■饱和度：
饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。
■明度：
明度是指色彩的深浅、明暗，它决定于反射光的强度，任何色彩都存在明暗变化。其中黄色明度最高，紫色明度最低，绿、红、蓝、橙的明度相近，为中间明度。另外在同一色相的明度中还存在深浅的变化。如绿色中由浅到深有粉绿、淡绿、翠绿等明度变化。
[b]三、RGB色彩体系[/b]
人们把红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)这三种色光称之为“三原色光”，RGB色彩体系就是以这三种颜色为基本色的一种体系。目前这种体系普遍应用于数码影像中，如：电视、计算机屏幕、数码相机、扫描仪等。RGB值是从0至255之间的一个整数，不同数值叠加会产生不同的色彩。而当相同数值的RGB叠加时，则会变成白色。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/ea63d936f9a56f9e0eb4a4d6987e08c6.jpg[/img][/align][align=left]
[b]四、CMYK色彩体系[/b]
CMYK分别代表青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)、黑(Black)，这是一种基于反光的色彩体系，常用于彩色印刷中。CMYK值是以浓度0-100%来表示，不同浓度叠加会产生不同的色彩。理论上相同浓度的CMY叠加，则会变成黑色，但实际混合色料后并不会呈现黑色而是暗灰色，所以将黑色独立出来，增加印刷时颜色的范围。
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/532d42c581b4b603bafe00e94a598945.jpg[/img][/align]
懂你 2007-8-6 14:28
数码摄影入门系列(四)
[align=center][b][size=4][color=#666666]图像传感器综述[/color][/size][/b][/align][align=left] 通过前几篇文章，相信大家可能对数码图像和色彩有了一定的认识。从这篇文章开始，我们将会对大家拍摄使用的“武器”－－数码相机进行全方位的介绍。首先我们来了解一下数码相机的核心部件－－图像传感器。
[b]一、图像传感器的历史[/b]
与传统相机不同，数码相机并不是使用胶片来感光，而是使用图像传感器来捕捉图像。图像传感器的历史可以说非常的悠久：早在1873年，当时科学家约瑟·美(Joseph May)及伟洛比·史密夫(WilloughbySmith)就发现了硒元素结晶体感光后能产生电流，这是电子影像发展的开始。以后陆续有组织和学者研究电子影像，发明了几种不同类型的图像传感器。其中重要的发明有20世纪50年代诞生的光学倍增管(Photo Multiplier Tube，简称PMT)和70年代出现的电荷耦合装置(Charge Coupled Device，简称CCD)。
20世纪末，又有三种新型的图像传感器问世了，它们分别是互补氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)、接触式图像传感器(Contact lmage Sensor，简称CIS)和LBCAST传感器系统(Lateral Buried Charge Accumulator, Sensing Transistor Array)。
[b]二、PMT[/b]
PMT是最早出现的图像传感器，从五十年代发展到现在，技术已经非常成熟，是目前性能最好的传感器。它就像一个圆柱体小灯泡，直径约一寸，长度约二寸；内置多个电极，将进入的光信号转化为电信号，即使很微弱的光线也可准确补捉。其最高动态范围可达4.2，相对于其它类型只能达到3.2-3.6的传感器，PMT要胜出不少；而且它非常耐用，可以运作十万小时以上。但是由于其造价相当高，只能应用于专业的印刷、出版业扫描仪及工程分析仪等。
[b]类似小灯泡的传感器“PMT”[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/939ec6f443731f76c523567394ce9112.jpg[/img][/align][align=left]
[b]三、CCD[/b]
CCD是美国贝尔实验室于1969年发明的，与电脑晶片CMOS技术相似，也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD是一种特殊的半导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般这些感光二极管按照矩阵形式排列(富士公司的Super CCD除外)。CCD的感光能力比PMT低，但近年来CCD技术有了长足的进步，又由于CCD的体积小、造价低，所以广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。目前大多数数码相机采用的图像传感器都是CCD。
[b]贝尔实验室研究员Tony.Tyson利用CCD进行天文研究：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/82d45b26d603ae4f2297906bdbdb20d3.jpg[/img][/align][align=left]
[b]索尼F828采用的“4色CCD”：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/9f184481812778238ec16faa3781f3c4.jpg[/img][/align][align=left]
[b]四、CMOS[/b]
CMOS技术已发展了数十年，CPU和内存便是由CMOS组成。但直到1998年它才被用于制作图像传感器。CMOS的优点是结构比CCD简单，耗电量只有普通CCD的1/3左右，而且制造成本比CCD要低。自从佳能公司在专业数码单反相机EOS D30中采用了CMOS以来，已经有越来越多的数码单反相机使用它，目前数码单反相机中几乎有一半采用CMOS作为图像传感器。
[b]佳能数码单反相机EOS D30采用的CMOS传感器：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/93b7914cfd40f08610551919b6e64a11.jpg[/img][/align][align=left]
佳能的大部分数码单反相机都是采用了CMOS传感器，适马的SD10也是采用了Foveon X3技术的CMOS，尼康也在今年联合索尼开发出了千万像素级别的CMOS芯片，用在了他们的顶级数码单反相机D2X上。几年前人们还称CMOS是“未来的传感器”，如今CMOS已改变了这种身份，甚至可以和CCD分庭抗礼，我们只能感叹科学技术的日新月异。
[b]尼康D2X上所使用的COMS：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/964279fc70d35115060cba146dfab0ee.jpg[/img][/align][align=left]
[b]五、CIS[/b]
CIS是一种基于CMOS技术的传感器，由于结构关系，CIS技术通常只用于扫描仪。CIS扫描仪将光源、聚焦镜片及感应器一同固定于一个外罩内，不须调节、预热，所以比CCD扫描仪起动快。CIS扫描仪体积比CCD扫描仪更小，而制造成本也更少。但CIS技术还不成熟，容易产生较大的噪点，所以应用不太广泛。
[b]CIS传感器工作示意图：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/d76a04243bb48ee9a91adf53958878ac.jpg[/img][/align][align=left]
[b]六、LBCAST[/b]
LBCAST也是一种基于CMOS技术的传感器，这是尼康从1993年开始研发的一种新型传感器。它是被用来作为取代CCD的摄影元件，着眼于CMOS的未来发展，进行了自主改进。和COMS一样，LBCAST也使用了X-Y图像寻址放大方式来读取信号，这使其色彩的动态范围和色域相对于CCD而言更大，而由于使用了便电压和小的JFET集成电路结构来进行光电信号的传输，则使信噪比相比COMS有了很大的提高，并因此有效控制了图像噪点，而在传输速度上也由于使用了独立的管线流水线而更为迅速。
[b]尼康D2H上采用的LBCAST传感器：[/b]
[/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/50f3b37ac34c4c49ab8b16a13de97b32.jpg[/img][/align][align=left]
目前，因为LBCAST、CMOS每个像素使用的元件较多，体积尚未缩小到能够用于袖珍相机的地步，所以尚未用于镜头一体型的数码相机。 [/align]
懂你 2007-8-6 14:30
数码摄影入门系列(五)
[align=center][b][size=4][color=#666666]谈谈数码相机的CCD[/color][/size][/b][/align][align=left] 上一篇文章我们对目前常见的图像传感器做了简单的介绍，这次我们来谈一谈数码相机领域内图像传感器的“老大”－－CCD。虽然图像传感器有许多种，CMOS传感器也已经占据了数码单反领域的半壁江山；但仍然可以这么认为，至少在近期和可以预见的将来，CCD技术仍会是数码成像技术的主流，至少在非数码单反相机中，CCD的“NO.1”地位不会轻易动摇。
应用于数码相机上的CCD有好多种，从信号传输方式上分，大致可以分为全帧传输CCD、隔行传输CCD两种；从滤镜类型来分，可分为原色CCD和补色CCD；从感光单元形状和排列方式来分，又可分为普通CCD和富士公司的“超级CCD”。由于CCD的生产工艺复杂，目前世界上只有索尼、富士、柯达、飞利浦、松下和夏普6家厂商可以批量生产。
[b]CCD的工作原理：[/b]
CCD的结构就象一排排输送带上并排放满了小桶，光线就象雨滴撒入各个小桶，每个小桶就是一个像素。按下快门拍照的过程，就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间间隔中，小桶中落进了多少“光滴”，并记在文件中。一般的CCD每原色的光度用8位来记录，即其小桶上的刻度有8格，也有的是10位甚至12位，10位或12位的CCD在记录色彩时可以更精确，尤其是在光线比较暗时。早期的CCD是隔行扫描的，同一时刻，每两行小桶，只有一行被测量，这样可以提高快门速度，但图像精度大为降低。 随着技术的进步，人们已能让CCD记录在几十分之一秒，甚至几千分之一秒的时间里，落进各个“小桶”的“光滴”的量，所以，新的CCD一般都是逐行扫描的。
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[b]全帧传输(FullFrame Transfer)CCD和隔行传输(Interline Transfer)CCD：[/b]
普通消费级的数码相机商采用的都是隔行传输CCD，它在一块半导体上集成制造出感光器件：光电二极管和一些电路。每个单元呈整齐的矩阵式排列，行数乘以列数就是这个CCD的像素数量。每个像素单元中有大约30％的面积用来制造光电二极管，在剩余的可用面积中，会放置一个转移寄存器。在接受一个指令后，光电二极管感受到的光强，会被放置在这个转移寄存器中并暂时存储在这里，这是一个模似信号。接着就是把这每一个像素中的光强值，变成数字信号，再由相机中的处理器楹铣梢环滞枷瘛Ｓ捎诿扛鱿袼氐ピ校嬲糜诟泄獾拿婊徽?0％左右，所以它的感光效率比较低。所以在真正的成品中，会在每个像素单元的上面，再放一个小的光学镜片，我们把它叫做“微透镜”。微透镜在光电二极管的正上方，面积造得比较大，这样就能把更多的入射光集中到光电二极管上，使等效的感光面积达到像素面积的70％左右。
[b]全帧传输CCD和隔行传输CCD的工作原理：[/b]
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柯达的专业数码相机中采用的CCD是全帧传输CCD。在每个像素单元中，有70％的面积用来制造光电二极管。整个像素的框内几乎全是感光面积。不需要也没办法放置更大面积的光学镜片来提高它的采光量。它的读出顺序和隔行传输CCD是一样的。这种结构的好处是，可以得到尽量大的光电二极管，达到更好的成像质量。可以说，同样的CCD面积，全帧传输肯定会有更好的性能。全帧传输CCD在感光器件中的每个光电二极管的有效像素的面积更大，从而可以捕捉到更多的图像数据。一般而言，全帧传输CCD能够捕捉到的有效图像数据大约是隔行传输CCD的两倍，从而具有更大的动态范围、更低的噪点和较高的感光度等优点，从而改善了暗部和高光部分的细节表现。但是全帧传输CCD不能输入视频图像，不能用液晶屏做取景器，必须以机械快门配合工作。奥林巴斯的E-1也是采用了这种CCD。
[b]从下图可以看出，全帧传输CCD性能优于隔行传输CCD：[/b]
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实际上CCD本身是不能分辨颜色的，所以，在实际应用时需要使用色彩滤镜，一般地就是在CCD器件的滤镜层涂上不同的颜色。滤镜上不同的色块按G-R-G-B(绿-红-绿-蓝)的顺序象马赛克一样排列，使每一片“马赛克”下的像素感应不同的颜色。例如，在一个130万像素的CCD上，有325000个像素感应红色，325000个像素感应蓝色，650000个像素感应绿色。在一个使用这种CCD的分辨率为1280x1024的数码相机中，有640x512个红色像素、640x512个蓝色像素和640x1024个绿色像素，绿色像素多一点，是因为人类眼睛对绿色的敏感性和对其它颜色不一样。最后在记录图像时，每个像素的真实色彩就是它与周围像素象混合的平均值。目前大多数数码相机都是采用这种CCD。
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而补色CCD使用了另一种排列方式的滤镜，它的颜色是直接涂在CCD表面的，其色彩是按C-Y-G-M(青-黄-绿-洋红)的顺序排列的，每个像素的最终颜色也是取其与周围像素的平均值，但这种算法更为复杂一些。在一个分辨率为1280x1024的使用这种CCD的数码相机中，有640 x 512个青色像素，640x512个黄色像素640x512个绿色像素以及640x512个洋红色像素。佳能的早期数码相机，比如PowerShot Pro70、PowerShot A50就是采用了这种CCD。
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[b]超级CCD：[/b]
富士的“超级CCD”技术发展于1999年，八角形的光电二极管和蜂窝状的像素排列大大改善了每个像素单元中的光电二极管的空间有效性。这对于同样数量像素的传统CCD而言，它有更高的灵敏度、更高的信噪比和更广泛的动态范围。
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普通CCD由于在互相垂直的轴上间隔较大，使其水平和垂直分辨率低于对角线上的分辨率，而“超级CCD”互相垂直的轴上间隔变窄，因此水平和垂直分辨率高于对角线上的分辨率，这也就意味着水平和垂直分辨率得到了相对提高。超级CCD的另一意义是使CCD的面积与像素矛盾得以缓和。因为要提高影像质量就必须增加CCD的像素，因此在CCD尺寸一定的情况下，增加像素就意味着要缩小了像素中的光电二极管。我们知道单位像素的面积越小，其感光性能越低，信噪比越低，动态范围越窄，因此这种方法不能无限制地增大分辨率，所以，如果不增加CCD面积而一味地提高分辨率，只会引起图像质量的恶化。
但如果在增加CCD像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单位像素面积不减小的基础上增大CCD的总面积。而目前更大尺寸CCD加工制造比较困难，成品率也比较低，因此成本也一直降不下来，这一矛盾对于CCD而言是难以克服的。“超级CCD”其像素按45度角排列为蜂窝状后，控制信号通路被取消，节省下的空间使光电二极管得以增大，而八角形的光电二极管因更接近微透镜的圆形，从而可以比矩形光电二极管更有效的吸收光。光电二极管的加大和光吸收效率的提高使每个像素的吸收电荷增加，从而提高了CCD的感光度和信噪比。“超级CCD”发展到了第四代，技术已经比较成熟，但目前为止仅有富士一家相机厂商采用。
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懂你 2007-8-6 14:31
数码摄影入门系列(六)
[align=center][b][size=4][color=#666666]DC的“大脑”－影像处理器[/color][/size][/b][/align][align=left] 前两章我们对数码相机的核心元件之一－图像传感器做了介绍，这一章我们来讲述一下数码相机中的另一核心组件－影像处理器。
影像处理器是固化到数码相机主机板的一个大型的集成电路芯片，主要功能是在成像过程中对CCD(或CMOS)蓄积下的电荷信息进行处理，用于完成数码图像的压缩、显示、存储。它在数码相机的整个工作步骤起到了非常关键的作用，相当于数码相机的大脑。
影像处理器技术经过几年的发展，已经比较成熟；各大相机厂商也都推出了自己的特色影像处理器作为一个卖点，并且为之单独命名。比较常见的如佳能的“DIGIC”、“DIGIC II”数字影像处理器，索尼的“真实影像处理器”，松下的“维纳斯修正引擎”和奥林巴斯的“TruePic TURBO”影像处理器。
[b]一、佳能的DIGIC技术[/b]
DIGIC影像处理器是佳能公司针对自己的数码相机进行设计的，于2002年正式推出。它是佳能的第三代影像处理器技术，也是佳能第一次为影像处理器命名。它通过整合CCD控制、AE/AF/AWB、信号处理、JPEG压缩、存储卡控制和液晶屏显示这6个关键环节，可以拍出高质量的图片。在信号处理时，相同的复杂算法比其他品牌处理时间更短。并且在运算过程中针对噪点也做了处理。DIGIC处理器还可以更好的利用缓存，在缓存中可以快速的把RAW转换成JPEG图像。
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DIGIC影像处理器中的核心技术是被称之为iSAPS(intelligent Scene Analysis based on Photographic Space)的智能场景分析技术，iSAPS技术能够通过对用户可能拍摄场景的预分析，自动优化对焦的扫描范围，从而保证了高速对焦。这项技术还可以通过预分析用户可能拍摄的场景，提供优化的算法，实现精确曝光和白平衡。
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目前DIGIC影像处理器已经发展到了第二代，我们称之为“DIGIC II数字影像处理器”。新一代DIGIC技术将佳能的色彩构现准确度进一步加强，提高了信号处理及开机速度。它针对数码图像进行了精细优化，从而使图像色彩的再现极其准确，栩栩如生。图像的高光部分层次过渡优异，暗部细节丰富。处理器通过特有的降噪处理技术，可以将图像噪点降至几乎不存在的级别。 [/align][align=left] [b]二、索尼的“真实影像处理器”[/b]
作为消费类电子产品的老大哥，索尼不会没有自己的影像处理器。2003年，索尼也推出了自己的特色影像处理器，并将它命名为“真实影像处理器”。该处理器采用0.13毫米制造工艺，具有1300万个晶体管，与以往的产品相比大大提高了处理速度，并且能节约电量约30％，还能有效的减少拍摄间隔时间。
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索尼的F828数码相机使用了四色CCD和“真实影像处理器”进行图像处理，它导入了”线性矩阵“的演算模式，通过RGBE四色将捕捉到的图像信号转换成最接近人眼视觉特性的理想三色RGB，在提高画面的精确度的基础上，进一步降低噪点，让画面变得更加细腻。
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[b]三、松下的“维纳斯修正引擎”[/b]
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“维纳斯修正引擎”是松下公司研发一种影像处理器，它提高了50％的对角线分辨率，可以实现较好的画面还原和非常细腻的画面效果。“维纳斯修正引擎”采用了一个低通滤光镜，真正消除了假信号。降噪电路可以抑制出现在画面深色部分的杂波，获得清晰、优美的画面。它还可以进行多任务并行处理，提高连拍速度。
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[b]四、奥林巴斯的“TruePic TURBO”影像处理器[/b]
在2004年推出的800万像素广角数码相机C-8080中，奥林巴斯使用了全新开发的“TruePic TURBO”影像处理器。“TruePic TURBO”代表着“真实”的质量和“涡轮”般的速度。这款影像处理器具有精确伽玛调整技术、专业降噪滤镜、高级SF滤波技术，使得画质在三个关键方面的性能得到提高：色彩还原性能、信噪比、高分辨率影像清晰度。 [/align][align=center][img]http://bbs.scmlife.com/attachments/watermark/07-08/7bf0640b6e035a8878dca6c72025c74a.jpg[/img][/align][align=left]
为了更进一步提高处理由高像素数数码相机产生的大图像文件的图像数据处理速度，TruePic TURBO同时也提高了相机的响应速度和操作的便捷性。它将影像处理器计算引擎和硬件器件紧密地结合在一起，消除了不必要的处理任务、加快了起动系统检查和其他相机内部处理过程。使起动、快门释放、图像处理、记录和回放等速度都得到极大加快，相机的操作响应性能得到明显提高。[/align]
懂你 2007-8-6 14:33
数码摄影入门系列(七)
[align=center][b][size=4][color=#666666]数码相机的存储器[/color][/size][/b][/align] 存储器是用来接收、保存数据的，一般包括磁介质、光介质和半导体介质。就像胶片相机是用胶片来存储图像一样，数码相机也需要有一定容量的存储器来储存图像。数码相机已经发展了好多年，存储器技术也同样有了很大的提高；各存储器生产商丝毫未放松创新的脚步，速度更快、容量更大、体积更小的存储器越来越多的进入了我们的生活。下面我们来对市场上常见的几种存储器做一个简单的介绍。
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[b]一、CF卡[/b]
CF卡是由SanDisk公司于1994年研制成功的，具有重量轻、体积小、速度快、造价低的优点，应用极为广泛。CF卡基于ATA数据传输界面，具有优良的兼容特性，在内置控制器的帮助下可方便地连接到各种计算机系统。从封装方式上来看，CF存储卡可分为Ⅰ型和Ⅱ型，两者均基于普通的50针接口设计，只不过在厚度上有所区别。Ⅱ型要比Ⅰ型厚2-3毫米。
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目前CF卡的读写速度已经可以达到20MB/秒，最大容量16GB，在存储卡领域罕逢敌手，但是因为其相对庞大的体积，在时尚类数码相机中就无能为力了。
[b]SanDisk公司推出的20MB/秒的CF卡：[/b]
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[b]三星公司推出的16GB的CF卡：[/b]
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[b]二、SD卡[/b]
SD卡是松下、东芝和SanDisk联合打造的一款存储卡，它的数据传送和物理规范是在MMC卡的基础上发展而来，SD设备完全兼容MMC。一般来说，SD卡的读写速度要优于MMC，可以达到10MB/秒以上。
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[b]SD卡的前辈MMC卡：[/b]
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在SD卡的基础上，又诞生了一种体积更小的存储卡，名为“miniSD”，它主要应用于拍照手机。
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[b]三、微硬盘[/b]
微硬盘是IBM公司推出的大容量存储器，兼容CF卡接口。它的物理特性与计算机上使用的硬盘一样，读写速度很快，造价较低。但是它发热量高、耗电大，又非常脆弱，并且随着大容量CF卡的诞生，存储容量上的优势也已经不复存在；因此目前它的市场前景堪忧。
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[b]四、记忆棒[/b]
记忆棒是由索尼独立开发的存储产品，只能用于索尼生产的数码相机、数码摄像机、MP3等产品。目前新版的记忆棒Memory Stick Duo也已经上市，这种新型记忆棒的体积仅有以往产品的一半左右，但存储容量和读写速度却有了显著提升。
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[b]五、SM卡[/b]
SM卡的全名是SmartMedia，原意为“聪明媒体”，是由东芝、奥林巴斯、富士联合推出的一种专用于数码相机的存储器，它可以算世界上最简单的存储设备了，只是把存储芯片做了简单封装就推上了市场。由于自身并不包含控制电路，数据的读写都要依赖于其他的计算机设备，正是这个先天缺陷决定了其兼容性的不如人意。为了兼容不同的SM卡，生产商必须不断升级SM卡读取设备，开发成本相对高昂。尽管短时间内SM卡还不会马上退出市场，但种种迹象都表明了它极为黯淡的市场前景。奥林巴斯、富士也已联合推出了功耗更低、速度更快的xD卡，看来SM卡的失败是在所难免了。
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[b]六、xD卡[/b]
xD卡是奥林巴斯和富士在SM卡受到重创的情况下推出的，要凭借这款产品所拥有的功耗低、速度快、体积小等优势重新夺回市场。xD在体型上变得更加小巧，外观尺寸仅为20×25×1.7毫米；它体积虽小容量却很大，高达8GB的xD卡也已在研发中。
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[b]七、Mini-CD[/b]
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这种存储器就不用太多介绍了，它的优点是在大多数计算机上都可以读取、便宜、容量大，但是使用这种存储器的相机体积都很大。目前也只有索尼使用过。
[b]使用Mini-CD存储的数码相机Mavica CD350：[/b]
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CMStruggling 2008-4-20 15:20
老大是个全才啊，
什么都知道！
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