数码相机是怎样成像的?

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正义的纪伟
2023-04-20 · “让科技与电器成为你生活的好伙伴!
正义的纪伟
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数码相机是通过光学成像和数字信号处理技术实现成像的。下面简单介绍数码相机的成像过程:


1. 光学成像:当按下快门按钮时,数码相机内的快门会打开,让光线通过镜头进入相机。光线穿过镜头后,会经过一组透镜,透过光圈进入相机内的图像传感器。

2. 感光元件:相机内的图像传感器通常分两种类型:CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)。当光线进入图像传感器后,会激发传感器内的感光元件产生电荷。这些电荷的多少与光线的强弱成正比。

3. 信号转换:当感光元件产生电荷后,这些电荷会被传送到相机内的模数转换器(ADC)中,将模拟信号转换为数字信号。ADC将数字信号转换为由0和1组成的数字代码,这些代码描述了图像的颜色和亮度等信息。

4. 数字信号处理:当数码相机转换出数字信号后,会进行数字信号处理。数字信号处理是数码相机中最重要的环节之一,可以校正图像的颜色、亮度、锐度等参数。数字信号处理还可以进行图像压缩,从而减小图像的文件大小。

5. 存储:当数字信号处理完成后,数码相机会将图像保存在内置的存储卡中。存储卡通常采用SD卡、CF卡、Memory Stick等标准格式。存储卡的容量越大,可以存储的照片数量就越多。

6. 显示:数码相机内置了一个液晶屏幕,可以在拍摄后查看照片。液晶屏幕还可以用来设置照片的参数,如曝光时间、光圈大小、焦距等。

7. 输出:数码相机还可以将照片输出到计算机或者打印机上。用户可以使用数据线或者卡片读卡器将照片传输到计算机中,并进行后期处理或者打印。也可以通过PictBridge直接将照片传输到支持PictBridge的打印机上进行打印。

总的来说,数码相机的成像过程主要包括光学成像、感光元件、信号转换、数字信号处理、存储、显示和输出。这些环节紧密相连,相互作用,共同完成了数码相机的成像过程。

溢出幸福BI
2022-08-17
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相机成像原理

相机

数码

发展史

组成

成像原理

一、发展史

照相机发展的第一阶段:

1839
年至
1924
年:
曝光时间长图像不清晰。
其中比较重大的事件有:
1861
年物理学家马克斯威发明了世界上第一张彩
色照片;
1866
年德国化学家肖特与光学家阿具在蔡司公司发明了钡冕光学
玻璃,产生了正光摄影镜头;
1888
年美国柯达公司生产出了新型感光材料
--柔软、可卷绕的“胶卷”
;同年,柯达公司发明了世界上第一台安装胶
卷的可携式方箱照相机。

第二阶段:从
1925
年至
1938
年:黑白感光胶片的感光度、分辨率和宽
容度不断提高;彩色感光片开始推广。其中比较重大的事件有:
1935
年,
德国出现了埃克萨克图单镜头反光照相机,
使调焦和更换镜头更加方便;

了使照相机曝光准确,
1938
年柯达照相机开始装用硒光电池曝光表。

第三个阶段:从
1939
至今:小巧化、自动化、电子化。其中比较重大的
事件有:
1956
年,联邦德国首先制成自动控制曝光量的电眼照相机


1960
年以后
,
照相机开始采用了电子技术,出现了多种自动曝光形式和电子程序
快门;
1975
年以后,照相机的操作开始实现自动化。

二、数码相机的组成

以前一般相机的基本组成:

1
)镜头

镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成象清晰,
除镜头本身需要校正。

2
)取景器

为了确定被摄景物的范围和便于进行拍摄构图,
照相机都应装有取景器。
现代照相机的取景器还带有测距、对焦功能。

3
)快门和光圈

为了适应亮暗不同的拍摄对象,以期在胶片上获得正确的感光量,必须
控制曝光时间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控
制曝光时间的长短,并设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。

4
)输片计数机构

为了准备第二次拍摄,
曝光后的胶片需要拉走,
本曝光的胶片要拉过来,
因此现代照相机需要有输片机构。为了指示胶片已拍摄的张数,就需要有计
数机构。

5
)机身

它既是照相机的暗箱,又是照相机各组成部分的结合体。可用框图表示
照相机的最基本组成部分。

当今的数码相机是由镜头、
CCD

A/D
(模
/
数转换器)

MPU
(微处理器)

内置存储器、
LCD
(液晶显示器)

PC
卡(可移动存储器)和接口(计算机
接口、电视机接口)等部分组成,通常它们都安装在数码相机的内部,当然
也有一些数码相机的液晶显示器与相机机身分离。

三、成像原理

对胶片相机而言,景物的反射光线经过镜头的会聚,在胶片上形成潜应
影,
这个潜影是光和胶片上的乳剂产生化学反应的结果。
再经过显影和定影
处理就形成了影像。数码相机是通过光学系统将影像聚焦在成像元件
CCD/
CMOS
上,通过
A/D
转换器将每个像素上光电信号转变成数码信号,再经
DSP
处理成数码图像,存储到存储介质当中。

四、总结

相机的了解有助于我们对图像的形成过程的理解,从可以想到控制某些
因素来控制图像的各种特征。
(补充一下 照相机成像的原理简单的说就是在我们初中物理所学的知识 凸透镜 凹透镜 )
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