第二章 影响数码相机拍摄品质的主要性能指标
数码相机是集光学、机械、电子于一体的产品,它集成了影像信息的转换,存储和传输等部件,具有数字化存取模式,与电脑交互处理和实时拍摄等特点。数码相机的许多性能指标都借助了传统相机的概念,但由于数码相机与传统相机在构造上的不同,一般厂家都使用“相当与传统相机”的概念进行描述,本章将详细介绍影响数码相机拍摄品质的性能指标(本部分在许多概念上与传统相机相似)
数码相机的主要性能指标:
一.数码相机的分辨率:
与传统的相机相比,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”就是其成像器件,而且是与相机一体的,是数码相机的心脏。数码相机使用光敏元件作为成像器件,将图像中的光学信息转化为数字信号。目前光敏元件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷耦合)元件;另一种是新兴的CMOS(互补金属氧化物半导体)器件。数码相机的分辨率是指相机中光敏元件的数目。在相同分辨率下,CMOS比CCD便宜,但是CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。
目前市场上常见数码相机的成像器件是CCD(电荷耦合器件),CCD图像传感器,它用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变为电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字相机的CCD内含的晶体管数量越多,分辨率也越高。CCD的分辨率———像素数常被用作划分数码相机档次的主要依据。诚然,CCD的分辨率在一定意义上决定了数码相机成像的质量,但正像颗粒度不能完全概括胶卷的质量一样,分辨率也不是评价CCD质量的唯一标准。其色彩深度,芯片本身的制造水平等,对最终成像质量带来的影响都不容低估。
但与数码相机其它指标相比,分辨率依然是数码相机最重要的性能指标。数码相机的分辨率使用图像的绝对像素数来衡量(而不采用每英寸多少像素DPI的指标),这是由于数码照片大多数采用面阵CCD。数码相机拍摄图像的像素数取决于相机内CCD芯片上光敏元件的数量,数量越多则可产生的图象分辨率越高,所拍图像的质量也就越高,当然,相机的价格也会大致成正比地增加。数码相机的分辨率还直接反映出能够打印出的照片尺寸的大小。分辨率越高,在同样的输出质量下可打印出的照片尺寸越大。同类数码相机而言,分辨率越高,档次越高,但占用的存储器空间就越多,另外还对加工、处理的计算机的速度、内存和硬盘的容量以及相应软件都有高的要求。
若单从CCD芯片制造工艺的角度考察,其芯片面积越小、集成度越高越好,虽然有人认为,在镜头光学分辨率有限,CCD像素数一定时,芯片面积越大,成像质量越好。但从目前数码相机的实际拍摄效果来看,一般使用小芯片CCD的数码相机相对图象偏好,也许是因为集成度高的CCD,在原始材料及工艺更优的缘故。
在了解数码相机的分辨率时,一定要区分两个分辨率的概念,一个是CCD的分辨率(或像素值),另外是拍摄图象的分辨率(一般厂家标明的图象的最大分辨率)。这两个分辨率,原则上是CCD的分辨率决定了图象的最大分辨率,但这两个分辨率一般情况下不相等。
如果您在选择数码相机,一定要注意,CCD的分辨率(像素点)是最为重要的指标,在同样的最大拍摄图象的分辨率下,CCD的分辨率越大越好。例如对于同样可以拍摄图象分辨率如(1280*1024)的相机,150万像素的CCD相机的拍摄质量会好于141万像素CCD的数码相机。这是因为,CCD作为感光器件,CCD边缘的像素点在拍摄时,由于边缘光的影响,一般会出现一定的偏色和眩晕,数码相机在CCD像素大于图象拍摄像素时,会自动切除边缘像素,从而去除眩晕和偏色,并且边缘切除越多越好。
这就是厂家用141万像素甚至150万像素的CCD制造最大拍摄1280*1024(131万像素)的图象数码相机的原因。所以追求品质的厂家一般都用CCD的精度都远高于拍摄图象的最大精度。 目前还有不少相机,拍摄图象的精度(如1200*1800)远高于CCD的精度(131万像素)。这是通过软件插值处理(任何一个图象软件下都有的功能),因而这个图象精度完全是不可取的。软件加大精度只能够让图象细节模糊,如果打印成大幅画面,则清晰度往往难以令人满意,尤其是细节表现非常低劣。因而您在购买数码相机时,只能以CCD的精度为衡量相机好坏的标准。否则您可能会将131万像素的数码相机,当200万像素的相机买回家。
照片分辨率厂家都会标明其相机的最大分辨率如1280×1024。用户也可以调低分辨率从而在相同的存储卡上保存更多数量的照片。不同用途的照片可以选用不同的分辨率以及压缩比。这种选择应当是越多越好。这里要说明一点,同一分辨率下可以有不同的压缩比,分辨率和压缩比同时决定照片的质量,这一点须请各位读者注意。当然,质量和数量在同一存储卡上就是一对矛盾,这就要求用户适当选择。
以下是目前流行的数码相机的CCD精度及最大拍摄图象的精度(请注意对于最大拍摄图象精度一样的数码相机,CCD精度有较大的区别,您在购买时,选择大的CCD精度的就没错)
二.数码相机的色彩位数:
色彩位数又称彩色深度,数码相机的彩色深度指标反映了数码相机能正确记录色调有多少,色彩位数的值越高,就越可能更真实地还原亮部及暗部的细节。目前几乎所有的数码相机的色彩位数都达到了24位,可以生成真彩色的图象。一些号称30或36位,实际的CCD也是24位,目前商用级的数码相机CCD都是24位。因而这一指标目前并不是衡量数码相机的关键指标,在一般应用场合下,可不必多加考虑。
三.数码相机的光学镜头:
对于相机,镜头的好坏一直是影响成像质量的关键因素,数码相机当然也不例外。虽然由于数码相机的CCD分辨率有限,原则上对镜头的光学分辨率要求较低;但另一方面,由于数码相机的成像面积较小(因为数码相机是成像在CCD上,而CCD的面积较传统35毫米相机的胶片小很多),因而需要镜头保证一定的成像素质。举例来说,对某一确定的被摄体,水平方向需要200个像素才能完美再现其细节,如果成像宽度为10mm,则光学分辨率为20线/mm的镜头就能胜任,如果成像宽度为1mm,则要求镜头的光学分辨率必须在2000线/毫米以上。另一方面,传统胶卷对紫外线比较敏感,外拍时常需要加装UV镜,而CCD对红外线比较敏感,镜头增加特殊的镀层或外加滤镜也会大大提高成像质量。镜头的物理口径也是必须要考虑的,且不管其相对口径如何,其物理口径越大,光通量就越大,数码相机对光线的接受和控制就会更好,成像质量也就越好。
目前商用或家用数码相机的镜头,部分厂家采用了相对比较好的镜头。富士相机采用了170线/毫米解析度的专业富士龙镜头,这种内置的新型富士龙镜头比大多数SLR镜头更清晰。不仅在精度上保证了图象拍摄的品质,而且其镜头错误率也达到令人惊异的0.3%, 较一般的数码相机低2/3。
另外在部分数码相机中,还提供了远距及广角两种镜头方式。这在您选择数码相机时,也是一个参考的指标。
在传统的数码相机中,广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。135照相机普通广角镜头的焦距一般为38-24毫米,视角为60-84度;超广角镜头的焦距为20-13毫米,视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短,视角大,在较短的拍摄距离范围内,能拍摄到较大面积的景物。所以,广泛用于大场面风摄影作品的拍摄。在摄影创作中,使用广角镜头拍摄,能获得以下几个方面的效果:一是能增加摄影画面的空间纵深感;二是景深较长,能保证被摄主体的前后景物在画面上均可清晰的再现。所以,现代绝大多数的袖珍式自动照相机(俗称傻瓜照相机)采用38-35毫米的普通广角镜头;三是镜头的涵盖面积大,拍摄的景物范围宽广;四是在相同的拍摄距离处所拍摄的景物,比使用标准镜头所拍摄的景物在画面中的影像小;五是在画面中容易出现透视变形和影像畸变的缺陷,镜头的焦距越短,拍摄的距离越近,这种缺陷就越显著。
目前商用级的数码相机中多使用与普通35 mm相机相同的普通广角镜头,由于其在景深深,拍摄范围广等优点,因而在选择数码相机时,同样性能的数码相机,能够具有广角和远距的数码相机将会性能更好一些。目前具有广角拍摄功能的数码相机有富士的MX-600,KODAK的DC265,OLYMPUS的1400XL等。
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