摄影领域的高新器材——数码相机

🏠 首页 《无线电》杂志 1999年 🔗 第7期 🔗 第4页 分类:业余实验与制作 🔗 孔毅 🔗, 许屏 🔗, 游大明 🔗

数码摄影技术是传统摄影技术与计算机图像技术的结合,数码相机就是这一结合的具体产物。使人们感到吃惊的是,数码摄影技术在短短的几年间得到了迅速发展。在发达国家,数码相机已进入普通家庭,逐渐成为大众消费类电子产品。在我国,数码相机首次露面于1995年北京展览馆的计算机京交会上。可是仅几年时间,Kodak、CASIO、OLYMPUS、SONY、RICOH、Nikon等公司的产品便大量涌入中国市场。

数码相机是以电子存储设备作为影像的记录载体,通过光学镜头在光圈和快门的控制下,实现在电子存储设备上的“曝光”,完成被摄影像的记录。数码相机记录的影像,不需要进行复杂的暗房工作就可以非常方便地由相机本身的液晶显示屏、或由电视机、或由个人计算机再现被摄影像,当然也可以通过打印机完成拷贝输出。与传统摄影技术相比,数码相机大大简化了影像的再现加工过程,可以不需要暗房进行快捷、简便地显示被摄画面。

数码相机记录影像的关键是在电子存储设备上的“曝光”,这种“曝光”实际上是光/电转换和模/数(A/D)转换的综合过程。数码相机中有一个被称为成像芯片的器件,它是由电荷耦合(CCD)器件构成的,并按矩阵形式排列。成像芯片上电荷耦合极点被称为像素点,电荷耦合的极点数目越多,像素点数目就越多,即像素水平就越高,图像的分辨率也就越高。如成像芯片的像素排列是640×480,则其像素水平约31万。我们知道,传统相机的成像质量主要取决于镜头的质量,而数码相机的成像质量,除镜头质量的因素外,很大程度上取决于成像芯片的像素水平。显然,像素点越多,表现被摄画面的点越多,被摄画面被分割的就越细,画面表现的也就越细腻、清晰。反之,画面就越粗糙。低档数码相机的像素水平一般较低,像素点只有十几万。高档数码相机的像素水平一般在一百万以上,目前最高的已达到190万,这种数码相机拍摄画面的清晰度已接近高档传统相机的拍摄水平。

成像芯片上每个像素点受被摄物体反射光照射后,会产生与光照成一定比例关系的模拟电量。成像芯片输出的模拟电量经A/D转换成数字信号后再输出到专用微处理器中。我们知道,A/D转换器的位数决定转换器的分辨率,那么数码相机A/D转换器的分辨率,就决定了反映被摄物体光照的逼真程度,转换的分辨率越高,反映画面的层次就越丰富。不同档次的数码相机,其A/D转换器的分辨率是不同的。经过A/D转换后的画面信息,必须经过压缩处理后再存储到存储器,这样才能保证在有限容量的存储器上存储更多的画面。目前,一般数码相机都采用JEPG格式的数码压缩处理标准,存储设备普遍采用闪存卡类存储器。

数码相机不仅是一个光学设备,更应该说是一个精密的电子设备。但不管其内部如何复杂,一般都是由镜头、光圈、快门、成像芯片、摄像记录存储器、专用微处理器等几个主要部分组成。评价一部数码相机的品质如何,通常主要考虑以下几个因素:

1.像素水平

像素水平是数码相机最重要的性能指标之一。正如前面所阐述的,像素水平低,则意味着只能粗糙地表现被摄物体的影像,画面不具有丰富的层次和细腻的表现力。为提高数码相机的品质,进入1998年后,各生产厂商相继推出了像素水平高于130万的数码相机,如RICOH的rdc-4300像素水平为132万,Fuji的mx700像素水平达150万,Kodar的dc260、Canon的powershot pro 70像素水平均达到160万。最近,SANYO公司推出的z-400数码相机的像素水平已达到192万(1620×1200)。像素水平高同时意味着数码相机价格高,像素水平每提高一个等级,数码相机的价格便高出很多。

2.聚焦与曝光方式

早期的数码相机类同于低档的“傻瓜”相机,聚焦精度差,曝光方式单一且范围窄。近年来,越来越多的数码相机采用了TTL、CCD自动聚焦方式,大大提高了聚焦精度,使得画面的质量有了较大的提高。如Nikon Coolpix900数码相机其聚焦段已高达945级段。在曝光模式上,数码相机也一改单一的程序式曝光模式,增加了光圈先决式自动曝光、快门先决式自动曝光和手动曝光模式,并且普遍具有自动白平衡和曝光补偿功能。

3.镜头品质

早期的数码相机,一般都采用定聚焦镜头,镜头的口径较小,成像质量一般。目前,大多数数码相机普遍采用了内置变焦镜头,并在镜头中使用了非球面镜片,光圈的档位数也由2~3档提高到6档左右。镜头的有效口径也明显加大,已出现最大口径为1:1.9的镜头,变焦镜头也有多种产品,使拍摄的灵活性和成像质量得到较大的提高。摄影者可以在较暗弱的条件下拍摄出清晰的画面,并且有利于突出主体、虚化背景的拍摄。有的数码相机还具备近摄功能,近拍距离可小到8cm。有的数码相机变焦镜头还具有电子变焦功能,变焦倍数最高可达30倍,大大加强了超远拍摄的能力。

4.辅助功能

数码相机是作为计算机的一种新型输入设备出现的,因而,数码相机与计算机间信息传递的接口能力必须不断加强。现在数码相机已从过去单一的RS-232C接口,发展成RS-232C、IrDA、SCSI、USB等多种形式接口并存。影像文件也改变了清一色JEPG格式,出现了FlashPIX新格式。有的数码相机还采用了AGFA photo Geniefm TM技术,可对拍摄影像进行转换,减少JPEG格式文件特有的颗粒状变形和压缩变形,提高了影像清晰度。

早期问世的数码相机影像删除功能较为单一、呆板,只能按序删除影像。如今,数码相机使用者可以随意删除不满意的影像画面,并且还具有防误删功能。相机内置的液晶显示器,也普遍过渡到彩色液晶显示器。显示器的尺寸更大,像素总量更多,分辨率更高,刷新频率更快。而且已有越来越多的产品采用性能较好的低温多硅TFF型彩色液晶显示器。在显示方式上也呈现多样化,已有放大显现、幻灯显现、连续播放、多幅同时显现等方式。1998年以后,数码相机的辅助功能不断推新,如防红眼调光式闪光、高速连拍方式、包围曝光连拍、短时声音记录、拍摄防抖动等功能陆续出现,大有在功能上向高档传统相机看齐的趋势。

数码相机彩色指标差、分辨率低、高档产品价格高等因素限制了人们普遍接受。我们完全有理由相信,在不远的将来,数码相机一定会向高品质、多功能、易使用、低价位的方向快速发展,最终会得到越来越多的摄影爱好者的喜爱。(孔毅 许屏 游大明)