产品类型可以理解为数码相机的“人为”分类,根据数码相机Z常用的用途可以简单分为:单反相机,卡片相机,长焦相机,家用相机,和旁轴相机。
为了更好的理解长焦的概念,请先阅读一下数码相机的光学变焦和数码变焦的含义。
主要特点:
长焦数码相机主要特点其实和望远镜的原理差不多,通过镜头内部镜片的移动而改变焦距。当我们拍摄远处的景物或者是被拍摄者不希望被打扰时,长焦的好处就发挥出来了。另外焦距越长则景深越浅,和光圈越大景深越浅的效果是一样的,浅景深的好处在于突出主体而虚化背景,相信很多FANS在拍照时都追求一种浅景深的效果,这样使照片拍出来更加专业。一些镜头越长的数码相机,内部的镜片和感光器移动空间更大,所以变焦倍数也更大。
如今数码相机的光学变焦倍数大多在3倍-12倍之间,即可把10米以外的物体拉近至5-3米近;也有一些数码相机拥有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍-22倍,能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。如果光学变焦倍数不够,我们可以在镜头前加一增倍镜,其计算方法是这样的,一个2倍的增距镜,套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上,那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍,即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。
变焦范围越大越好?
对于镜头的整体素质而言,实际上变焦范围越大,镜头的质量也越差。10倍超大变焦的镜头Z常遇到的两个问题就是镜头畸变和色散。紫边情况都比较严重,超大变焦的镜头很容易在广角端产生桶形变形,而在长焦端产生枕形变形,虽然镜头变形是不可避免的,但是好的镜头会将变形控制在一个合理范围内。
而理论上变焦倍数越大,镜头也越容易产生形变。当然很多厂家也为此做了不少努力。比如通常厂家会在镜头里加入非球面镜片来预防这种变形的产生。对于色散来说厂家通常使用防色散镜片来避免,比如尼康公司的ED镜片。随着光学技术的进步,目前的10×变焦镜头实际上在光学性能上应该可以满足我们日常拍摄的需要。
配套设施
对于拥有10倍光学变焦镜头的这些超大变焦数码相机,整体上的某些缺陷,将对Z终的拍摄质量以及用户的使用造成致命的影响。
1、长焦端对焦较慢。众所周知,消费类数码相机的自动对焦技术实际上并不是非常lingxian的,从速度上来说也不理想。这也是为什么很多人用了一段时间的消费类数码相机后换数码单反(DSLR)的原因。而对于10倍变焦的这些机器而言,长焦端的自动对焦将受到更大的考验。就目前上市的这些机器来看,不少机器在这个方面的确存在缺陷。主要是表现在对焦不坚决、或者是不能对焦,这在光线比较暗的地方尤为明显。
2、手持时候的抖动。熟悉摄影的朋友大多数都知道安全快门速度这个概念。安全快门速度其实就是焦距的倒数。所谓安全,也就是说如果你所使用的快门速度高于安全快门速度,那么拍摄出的照片基本不会因为手不受控制的抖动而变得模糊。相反如果低于这个速度,那么就比较危险了。由于10倍光学变焦的数码相机的焦距非常大,所以就要求我们拍摄时要保证较高的快门速度。否则就比较容易失去宝贵的精彩画面。
3、画面质量。上面我们其实已经谈到了这个问题。就目前刚刚上市的超大变焦数码相机来说,它们的画面质量严格来说也不属于很好的范畴,特别是在长焦端。
4、重量与体积。由于10倍变焦的数码相机的镜头使用的镜片增多,而镜头口径、体积都会变大,导致相机的体积与重量也会相应增加。虽然目前也出现了一些紧凑型设计的超大变焦数码相机,但是到现在为止,还没有一部超大变焦的数码相机,重量在200克以内的。
单反数码相机指的是单镜头反光数码相机,即Digital数码、Single单独、Lens镜头、Reflex反光的英文缩写DSLR。目前市面上常见的单反数码相机品牌有:尼康、佳能、宾得、富士等。
工作原理:
在单反数码相机的工作系统中,光线透过镜头到达反光镜后,折射到上面的对焦屏并结成影像,透过接目镜和五棱镜,我们可以在观景窗中看到外面的景物。与此相对的,一般数码相机只能通过LCD屏或者电子取景器(EVF)看到所拍摄的影像。显然直接看到的影像比通过处理看到的影像更利于拍摄。
在DSLR拍摄时,当按下快门钮,反光镜便会往上弹起,感光元件(CCD或CMOS)前面的快门幕帘便同时打开,通过镜头的光线便投影到感光原件上感光,然后后反光镜便立即恢复原状,观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构造,确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的,它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样,它的取景范围和实际拍摄范围基本上一致,十分有利于直观地取景构图。
主要特点:
单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头,这是单反相机天生的优点,是普通数码相机不能比拟的。
另外,现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品,因此在关系数码相机摄影质量的感光元件(CCD或CMOS)的面积上,单反数码的面积远远大于普通数码相机,这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码
所谓旁轴数码相机是指又称联动测距式相机,是35mm相机Z早的一种样式,早期相机基本采用测距仪为聚焦装置,并且沿用至今。后来专业相机曾一度是单反相机的天下,随着数码影像的发展,单反相机早已进入了数码世界,而旁轴相机迟迟没有突破性的数码产品问世。爱普生R-D1,可谓是旁轴相机领域里一款里程碑式的产品。
作为目前diyi款也是唯yi一款旁轴数码相机,R-D1还创下了另外两项世界diyi的纪录。作为diyi款兼容莱卡L接口镜头和M接口镜头的数码相机,他可以兼容200种以上不同传统镜头,甚至包括拥有80多年历史的老镜头也可以在R-D1上奕奕生辉。它还是diyi款采用等倍率取景器的数码相机,真正实现完全开阔的大视野,让你轻松掌控。同时,爱普生还在R-D1中加入了特有图像处理引擎——EDiART。该引擎可以对CCD捕获的图像元素进行综合处理,实现wan美的影像再现。
技术上的突破并不意味着置传统旁轴爱好者的使用习惯于不顾。事实上这款相机,无论是外表还是操作细节都兼顾了传统旁轴相机用户的喜好。R-D1的外观尽可能地保留了传统胶片相机的特点。比如液晶屏,可以180度翻转,将LCD朝内收纳后机背丝毫看不出任何数码相机的影子;机顶的快门转盘和ISO设置一如传统相机,复古的指针式状态显示器也继承了同出一门的精工表的深厚造诣,就连机械相机标志的快门拨杆也予以保留!除了操控方面的独具匠心外,R-D1还用用全镁合金结构,结构也因此变得更加坚固,同时机身的平衡性也更佳。
据爱普生透漏R-D1瞄准的是那些追求复古韵味和拥有徕卡M镜头的高端摄影用户或摄影器材收藏者,目前,它在国内的售价预计在三万余元人民币。
相机相关术语解释(2)--感光器件
提到数码相机,不得不说到就是数码相机的心脏——感光器件。与传统相机相比,传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体,而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件,而且是与相机一体的,是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心,也是Z关键的技术。数码相机的发展道路,可以说就是感光器的发展道路。目前数码相机的核心成像部件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件;另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。
感光器件工作原理
电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。
CCD
CCD和传统底片相比,CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过,人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞,分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展,大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于Z底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产 CCD 的公司分别为:SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp,大半是日本厂商。
CCD 结构
CCD 结构
目前主要有两种类型的CCD光敏元件,分别是线性CCD和矩阵性CCD。线性CCD用于高分辨率的静态照相机,它每次只拍摄图象的一条线,这与平板扫描仪扫描照片的方法相同。这种CCD精度高,速度慢,无法用来拍摄移动的物体,也无法使用闪光灯。
CCD特点
矩阵式CCD,它的每一个光敏元件代表图象中的一个像素,当快门打开时,整个图象一次同时曝光。通常矩阵式CCD用来处理色彩的方法有两种。一种是将彩色滤镜嵌在CCD矩阵中,相近的像素使用不同颜色的滤镜。典型的有G-R-G-B和C-Y-G-M两种排列方式。这两种排列方式成像的原理都是一样的。在记录照片的过程中,相机内部的微处理器从每个像素获得信号,将相邻的四个点合成为一个像素点。该方法允许瞬间曝光,微处理器能运算地非常快。这就是大多数数码相机CCD的成像原理。因为不是同点合成,其中包含着数学计算,因此这种CCDZ大的缺陷是所产生的图象总是无法达到如刀刻般的锐利。
CMOS
互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
CMOS特点
除了CCD和CMOS之外,还有富士公司du家推出的SUPER CCD,SUPER CCD并没有采用常规正方形二极管,而是使用了一种八边形的二极管,像素是以蜂窝状形式排列,并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间,光线集中的效率比较高,效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提高。
传统CCD中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPER CCD采用蜂窝状的八边二极管,原有的控制信号路径被取消了,只需要一个方向的电量传输路径即可,感光二极管就有更多的空间。SUPER CCD在排列结构上比普通CCD要紧密,此外像素的利用率较高,也就是说在同一尺寸下,SUPER CCD的感光二极管对光线的吸收程度也比较高,使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。
那为什么SUPER CCD的输出像素会比有效像素高呢?我们知道CCD对绿色不很敏感,因此是以G-B-R-G来合成。各个合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用,因此图象质量与理想状态有一定差距,这就是为什么一些高端专业级数码相机使用3CCD分别感受RGB三色光的原因。而SUPER CCD通过改变像素之间的排列关系,做到了R、G、B像素相当,在合成像素时也是以三个为一组。因此传统CCD是四个合成一个像素点,其实只要三个就行了,浪费了一个,而SUPER CCD就发现了这一点,只用三个就能合成一个像素点。也就是说,CCD每4个点合成一个像素,每个点计算4次;SUPER CCD每3个点合成一个像素,每个点也是计算4次,因此SUPER CCD像素的利用率较传统CCD高,生成的像素就多了。
由两种感光器件的工作原理可以看出,CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。
在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以“数码相机”之名。一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
CMOS针对CCDZ主要的优势就是非常省电,不像由二极管组成的CCD,CMOS 电路几乎没有静态电量消耗,只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右,这有助于改善人们心目中数码相机是"电老虎"的不良印象。CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而过热。暗电流YZ得好就问题不大,如果YZ得不好就十分容易出现杂点。
此外,CMOS与CCD的图像 由两种感光器件的工作原理可以看出,CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。
在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以“数码相机”之名。一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
CMOS针对CCDZ主要的优势就是非常省电,不像由二极管组成的CCD,CMOS 电路几乎没有静态电量消耗,只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右,这有助于改善人们心目中数码相机是"电老虎"的不良印象。CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而过热。暗电流YZ得好就问题不大,如果YZ得不好就十分容易出现杂点。
此外,CMOS与CCD的图像数据扫描方法有很大的差别。例如,如果分辨率为300万像素,那么CCD传感器可连续扫描300万个电荷,扫描的方法非常简单,就好像把水桶从一个人传给另一个人,并且只有在Z后一个数据扫描完成之后才能将信号放大。CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此,CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大,采用这种方法可节省任何无效的传输操作,所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描,同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。
数据扫描方法有很大的差别。例如,如果分辨率为300万像素,那么CCD传感器可连续扫描300万个电荷,扫描的方法非常简单,就好像把水桶从一个人传给另一个人,并且只有在Z后一个数据扫描完成之后才能将信号放大。CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此,CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大,采用这种方法可节省任何无效的传输操作,所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描,同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。
CCD是1969年由美国的贝尔研究室所开发出来的。进入80年代,CCD影像传感器虽然有缺陷,由于不断的研究终于克服了困难,而于80年代后半期制造出高分辨率且高品质的CCD。到了90年代制造出百万像素之高分辨率CCD,此时CCD的发展更是突飞猛进,算一算CCD 发展至今也有二十多个年头了。进入90年代中期后,CCD技术得到了迅猛发展,同时,CCD的单位面积也越来越小。但为了在CCD面积减小的同时提高图像的成像质量,SONY与1989年开发出了SUPER HAD CCD,这种新的感光器件是在CCD面积减小的情况下,依靠CCD组件内部放大器的放大倍率提升成像质量。以后相继出现了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色滤光技术(专为SONY F828所应用)。而富士数码相机则采用了超级CCD(Super CCD)、Super CCD SR。 对于CMOS来说,具有便于大规模生产,且速度快、成本较低,将是数字相机关键器件的发展方向。目前,在CANON等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比,CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件,CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势,并有希望在不久的将来成为主流的感光器。
对于数码相机来说,影像感光器件成像的因素主要有两个方面:一是感光器件的面积;二是感光器件的色彩深度。 感光器件面积越大,成像较大,相同条件下,能记录更多的图像细节,各像素间的干扰也小,成像质量越好。但随着数码相机向时尚小巧化的方向发展,感光器件的面积也只能是越来越小。
除了面积之外,感光器件还有一个重要指标,就是色彩深度,也就是色彩位,就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。非专业型数码相机的感光器件一般是24位的,点的采样时是30位,而记录时仍然是24位,专业型数码相机的成像器件至少是36位的,据说已经有了48位的CCD。对于24位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值Z多有2^8=256级,每一种原色用一个8位的二进制数字来表示,Z多能记录的色彩是256x256x256约16,77万种。对于36位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值Z多有2^12=4096级,每一种原色用一个12位的二进制数字来表示,Z多能记录的色彩是4096x4096x4096约68.7亿种。举例来说,如果某一被摄体,Z亮部位的亮度是Z暗部位亮度的400倍,用使用24位感光器件的数码相机来拍摄的话,如果按低光部位曝光,则凡是亮度高于256倍的部位,均曝光过度,层次损失,形成亮斑,如果按高光部位来曝光,则某一亮度以下的部位全部曝光不足,如果用使用了36位感光器件的专业数码相机,就不会有这样的问题。