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石湖居士

佳丽江山到处同,惟有石湖乃称最

 
 
 

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轻松从零开始学 数码相机参数概念解读  

2007-05-08 21:42:19|  分类: 数码相机 |  标签: |举报 |字号 订阅

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引用

天使牛轻松从零开始学 数码相机参数概念解读

   面对你买的数码相机,很多朋友问的第一句话,你的数码相机是多少像素的,其实这一点固然有一定的道理,但不是像素越高就能带来更高的清晰度,他只能带来在电脑上看更高的分辨率而已!接下来,让我了解下CCD和像素之间秘密吧!

到底需要多少CCD像素?

  CCD,是英文Charge Coupled Device的缩写,中文译名即“电荷耦合器件”。从功能上看,它负责将镜头传来的光信号转换为电信号,类似于普通光学相机的胶片。

  CCD光电转换是通过CCD上面布满的许多感光点(MOS电容)来实现的。一张图片,就是通过这一个个的感光点来描述其色彩、亮度与灰度的。

  对CCD感光点,我们通常的另一种描述是“像素”。理论上,像素越多,拍摄时就能使被拍摄物的影像分得更精细,对图像的描述也会更精细。也就是说,要提高图像的分辨率,最直接的方式就是提高像素个数,即CCD感光点的个数。

  正是由于这个原因,CCD像素的个数,构成了 数码相机成像质量的一个极其重要的决定因素,甚至被绝大多数人当作了唯一重要的参数,尤其是在普通消费者那里,“唯像素论”已经变成了主流消费观念。先头的例子中,那位同事,就是了为500万像素,甚至连变焦能力和镍氢电池都可以容忍。

  那么,在实际应用中,我们究竟应该如何看待像素的个数呢?

  有人说,如果要达到普通35mm光学相机的画面质量,数码相机的像素至少要到千万以上。这句话的另外一层意思好像是,即使如600万像素级的高档家用数码相机,其成像质量也无法与普通的光学相机相比。

  但事实并不完全如此,上面的比较是不公平的,因为所有的一切皆取决于我们的应用。在一些特殊的行业,比如出版、影像、广告行业等,它们经常需要将图片放得很大。对这种应用,即时目前最先进的千万像素级数码相机,与传统光学相机相比,也捉襟见肘。而在家用领域,却极少有把照片放大到7寸以上的需求——即使7寸照片,200万像素也完全满足需要了。

  下面列出一组分辨率、像素与实际成像大小的关系:600×800=48万像素=3寸照片

  700×1000=约80万像素=5寸照片(3.5×5英寸,毫米规格89×127)

  800×1200=约100万像素=6寸照片(4×6英寸,毫米规格102×152)

  1000×1400=约150万像素=7寸照片(5×7英寸,毫米规格,127×178)

  1200×1600=约200万像素=8寸照片(6×8英寸,毫米规格152×203)

  1600×2000=约310万像素=10寸照片(8×10英寸,毫米规格203×258)

  1600×2400=约400万像素=标准照片(8×12英寸,毫米规格203×304)

  1600×2800=约400万像素=宽幅照片(8×14英寸,毫米规格203×356)

  (注:以上分辨率是相应尺寸照片所需要的分辨率,可能与数码相机所能调节的分辨率档次略有不同。一般地,图片的分辨率乘积就是所需像素的个数。在同一像素数情况下,所能成像的最大尺寸也大致相差无几。比如,300万像素产品,其可调节的分辨率档次在数码相机中可能表现为2048×1536,也可能表现为1600×2000。)

  从上面的对比数据我们可以看出,对于普通家庭,如果没有特殊的放大需要,那么,300万像素应该是一个性价比都比较好的产品档次,甚至,200万像素也说得过去。如果在一种较低价位上,片面追求高像素值,那就极有可能损失相机的其他功能,而这些功能,比如变焦能力、微距拍摄能力、镜头质量、芯片处理速度等,对数码成像的质量而言,同样是极其重要的。这也是为什么有些300万甚至400万像素的数码相机,所拍摄的画面质量倒不如部分200万像素级产品高的原因。现在的一个市场趋势是,许多厂商正利用用户对像素的盲目崇拜,玩起了像素升级的游戏。当然,升级的代价是成本的迅速增高。即以理光的R系列看,其R5、R4与R3相比,除了像素由500万增加到700万外,功能几乎没有其它质的改变,然而,就是这个像素的变化,就引起了价格从2000元到3000元的变化——几乎增加了1000元!

  为了迎合用户对像素的偏好,有些厂商还在插值像素上大做文章,比如说富士的SuperCCD技术。而插值像素的真面目是,通过软件运算得到新的像素数,从而提升画面的分辨率。由于新像素不是CCD的物理感光点产生的,也即不是对画面的真实描绘,虽然画面可以翻倍地增大,但画面质量必然有所降低。因而,购买时一定要搞清楚光学像素与插值像素的值到底是多少。

CCD,是英文Charge Coupled Device的缩写,中文译名即“电荷耦合器件”。从功能上看,它负责将镜头传来的光信号转换为电信号,类似于普通光学相机的胶片。

  CCD光电转换是通过CCD上面布满的许多感光点(MOS电容)来实现的。一张图片,就是通过这一个个的感光点来描述其色彩、亮度与灰度的。

  对CCD感光点,我们通常的另一种描述是“像素”。理论上,像素越多,拍摄时就能使被拍摄物的影像分得更精细,对图像的描述也会更精细。也就是说,要提高图像的分辨率,最直接的方式就是提高像素个数,即CCD感光点的个数。

  正是由于这个原因,CCD像素的个数,构成了 成像质量的一个极其重要的决定因素,甚至被绝大多数人当作了唯一重要的参数,尤其是在普通消费者那里,“唯像素论”已经变成了主流消费观念。先头的例子中,那位同事,就是了为500万像素,甚至连变焦能力和镍氢电池都可以容忍。

  那么,在实际应用中,我们究竟应该如何看待像素的个数呢?

  有人说,如果要达到普通35mm光学相机的画面质量,数码相机的像素至少要到千万以上。这句话的另外一层意思好像是,即使如600万像素级的高档家用数码相机,其成像质量也无法与普通的光学相机相比。

  但事实并不完全如此,上面的比较是不公平的,因为所有的一切皆取决于我们的应用。在一些特殊的行业,比如出版、影像、广告行业等,它们经常需要将图片放得很大。对这种应用,即时目前最先进的千万像素级数码相机,与传统光学相机相比,也捉襟见肘。而在家用领域,却极少有把照片放大到7寸以上的需求——即使7寸照片,200万像素也完全满足需要了。

  下面列出一组分辨率、像素与实际成像大小的关系:600×800=48万像素=3寸照片

  700×1000=约80万像素=5寸照片(3.5×5英寸,毫米规格89×127)

  800×1200=约100万像素=6寸照片(4×6英寸,毫米规格102×152)

  1000×1400=约150万像素=7寸照片(5×7英寸,毫米规格,127×178)

  1200×1600=约200万像素=8寸照片(6×8英寸,毫米规格152×203)

  1600×2000=约310万像素=10寸照片(8×10英寸,毫米规格203×258)

  1600×2400=约400万像素=标准照片(8×12英寸,毫米规格203×304)

  1600×2800=约400万像素=宽幅照片(8×14英寸,毫米规格203×356)

  (注:以上分辨率是相应尺寸照片所需要的分辨率,可能与数码相机所能调节的分辨率档次略有不同。一般地,图片的分辨率乘积就是所需像素的个数。在同一像素数情况下,所能成像的最大尺寸也大致相差无几。比如,300万像素产品,其可调节的分辨率档次在数码相机中可能表现为2048×1536,也可能表现为1600×2000。)

  从上面的对比数据我们可以看出,对于普通家庭,如果没有特殊的放大需要,那么,300万像素应该是一个性价比都比较好的产品档次,甚至,200万像素也说得过去。如果在一种较低价位上,片面追求高像素值,那就极有可能损失相机的其他功能,而这些功能,比如变焦能力、微距拍摄能力、镜头质量、芯片处理速度等,对数码成像的质量而言,同样是极其重要的。这也是为什么有些300万甚至400万像素的数码相机,所拍摄的画面质量倒不如部分200万像素级产品高的原因。现在的一个市场趋势是,许多厂商正利用用户对像素的盲目崇拜,玩起了像素升级的游戏。当然,升级的代价是成本的迅速增高。即以理光的R系列看,其R5、R4与R3相比,除了像素由500万增加到700万外,功能几乎没有其它质的改变,然而,就是这个像素的变化,就引起了价格从2000元到3000元的变化——几乎增加了1000元!

  为了迎合用户对像素的偏好,有些厂商还在插值像素上大做文章,比如说富士的SuperCCD技术。而插值像素的真面目是,通过软件运算得到新的像素数,从而提升画面的分辨率。由于新像素不是CCD的物理感光点产生的,也即不是对画面的真实描绘,虽然画面可以翻倍地增大,但画面质量必然有所降低。因而,购买时一定要搞清楚光学像素与插值像素的值到底是多少。

被人忽视的CCD大小

  如果拿佳能的A610与A700这两款产品放在一起比较,我们就会发现,前者是500万像素,而后者是600像素,但两者价格却相差不大!个中原因在于,除了镜头的不同外,CCD面积的大小也是影响数码相机成像质量的一个极重要的因素。佳能A610是500万像素,CCD面积为1/1.8;而A700是600万像素,CCD面积才只有1/2.5英寸——像素多的面积小,像素少的面积反而大。

  在选择数码相机时,只关注CCD像素数的消费者可能忽略了CCD面积这个更为重要的参数——可能,还有人把CCD的大小理解成了显示屏LCD的大小。而有的产品似乎也不太愿意告诉消费者这个参数,干脆不标明自己CCD的大小。

CCD面积的增大意味着什么?

  在同样的像素条件下,CCD面积不同,也就直接决定了感光点(MOS)大小的不同。感光点的功能是负责光电转换,其体积越大,能够容纳电荷的极限值也就越高,对光线的敏感性也就越强,描述的层次也就越丰富。相反,如果感光点的体积过小,就容易出现电荷溢出的现象,使画面出现噪点。

  不仅如此,CCD的大小还直接决定了焦距的长短。数码相机由于CCD面积远小于传统光学相机的35mm胶片,因而,它的镜头焦距就可以做得很短。如果增大了CCD面积,则必然要带来镜头焦距的变长,这自然会提高生产的成本。同理,如果CCD小一些,那么,相机的在焦距变短的情况下,也能做出类似长焦的效果,当然,其拍摄图片的景深也会大打折扣的——这也是家用数码相机拍摄景深无法与专业相机比美的一个重要原因。

  基于这一点,有些数码相机玩家并不看好那种仅升级像素个数却不改变CCD大小的做法,他们认为,如果CCD面积相同,倒不如去买像素值低的产品。如果再联系上面对照表中的数据,在CCD像素处于一种浪费的状态时,这种说法不无道理。

  对于专业数码相机,其CCD面积往往做的比较大,比如佳能EOS 30D,其像素仅为820万,但价格却高达1万元左右,一个重要的原因是其CCD面积高达22.5mm×15mm。与之相较,目前佳能新推出的A640,尽管其像素为1000万像素,比佳能30D还要高200多万像素,但其CCD面积却只有1/1.8英寸(即8.1mm x 6.64mm),远远小于佳能30D。

(这张为1/2.5英寸700万像素所拍片 )

(这张为1/1.8英寸700万像素所拍片)

  对于600万级的家用数码相机,一般CCD的大小为1/2.5英寸——即使500万像素级产品(如佳能的A610)达到了1/1.8英寸,但考虑到100万像素的增加,其MOS的体积并没有增加,CCD的相对面积也没有发生变化。但如果400万像素级的产品,其CCD面积却只有1/3英寸,那么,其成像质量肯定要打折扣;而有的虽然标称像素值很高,比如部分国产500万像素级产品,但却不肯标明其CCD大小。对于这两种情况,消费者在购买前一定要问个清楚。

  想必大家看完了这个文章,对像素和CCD有了一定的了解吧,那么走到卖场或者和其他玩家交流时,就不要光说“你像素是多少啊”这样话了拉!

 

ISO值

    在传统相机和 数码相机 里面都有这个设置,它是胶片或CCD感光能力的大小。普通家用的胶片一般ISO值是100,这好像一个标准值一样,在这个值下面,我们基本可以实现各种场合的曝光正确,建议初学的朋友可以使用这个值来进行操作。如果低于100,比如50或更低,那么画面质量将有所提高,画面更细腻,适合于拍摄人像或风光静物等场景,层次非常丰富。低感光度带来的影响是造成感光时间加长,这就不得不使用放大光圈或者放慢快门来补充曝光,以达到正确的画面要求。如果感光度值高于100,比如200,400或更高,那么,胶片画面的颗粒感就会增强,CCD画面就有噪点产生,它的好处在于可以选择更快的快门速度或者更小的光圈,这样通过缩小进光量来达到正确曝光。这种方式比较适合抓拍运动场面或者动态景物,合理运用可以产生比较特殊的效果。在比较暗的环境下面,提高感光度值也是一个好办法。

光圈:

    镜头的通光量有光圈的控制作用,通常镜头光圈越大(F值越小),通过的光亮就越多,大光圈带来的特点就是能够获得很浅的景深,就是那种主体清晰,前后景模糊的效果,这个手段经常被用在人像摄影当中,能够突出主体。当然,大光圈下面的聚焦一定要保持准确,否则比较浅的景深很容易照成焦点的偏差。光圈越小(F值越大),通过的光亮就越少,在小光圈下面可以获得比较长的景深,这样比较适合表现宽广的风光或者环境,清晰度范围很大。

快门:

    配合光圈的变化,可以调整快门的速度来实现正确曝光,快门就是曝光时间的长短,比如你的光圈确定为F8,那么快门越快,进来的光亮就越少,快门越慢就进光更多,快速的快门可以把运动瞬间凝结在底片或者CCD上,比如喷涌的瀑布,在阳光下凝结成晶莹剔透的水珠。如果放慢快门速度,那么,主体不动是清晰的,背景的人群就会变成模糊的运动效果,画面的生动性加强。

模糊的运动效果

光圈和快门的关系:

    当一个景物的正确曝光确定以后,你可以变换不同的曝光组合来达到不同的效果,比如:一个场景在ISO100下面的正确曝光值是F8,1/125,那么,你可以选择F5.6,1/250---F11,1/60等等很多种组合,来控制画面的表现方式,这里面就是一个摄影常用的规律“倒易率”--就是要保证曝光量的正确,可以放大一挡光圈,同时提高一挡快门,或者缩小一挡光圈,同时放慢一挡快门。这是一种此消彼长的关系,放大或缩小几档光圈,就要相应的加快或放慢几档快门。这样才能维持曝光总量的正确,保证画面质量,而画面效果就是通过不断变换光圈和快门的组合来达到的。当然,这种倒易率也有失效的时候比如拍摄月夜星空,等等特别的环境,这里就不是简单的倒易率能解决了,更多依靠摄影者的经验和技巧,这是需要实践来总结的。

ISO值的运用:

    ISO值可以控制曝光量,通常增加一挡ISO值,光圈就可以获得一挡缩小,或者快门获得一挡加快,反之亦然。这也是需要根据画面效果的要求来调整的。当然在一般 数码相机 来说,高ISO会带来更高的稳定性和感光度,但是这也不可避免的造成成象效果的降低,比如在ISO64拍摄和ISO200拍摄的同一张样片来看,ISO的画面几乎肯定的是比后者要干净,噪点也要降低不少,所以在使用一般 DC 的人们,在光线不太好的状态下,推荐使用脚架而不是一味的提高ISO来提高稳定性!

  

(ISO64 100%截图)(ISO200 100%截图)

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