2024年9月数码相机成像原理（照相机的成像原理）

　　⑴数码相机成像原理（照相机的成像原理

　　⑵照相机的镜头是凸透镜，照相机是利用了凸透镜能成倒立、缩小、实像的原理制成的。满足条件：当物距大于两倍焦距时，（u》f当相机距离拍摄的物体变远时，镜头向后缩，拍到的像变小；（两倍焦距以外，u变大时，v变小，像变小当相机距离拍摄的物体变近时，镜头向前伸，拍到的像变大。（两倍焦距以外，u变小时，v变大，像变大

　　⑶数码技术的成像是通过光学镜头，用D或CMOS电子元件记录光信号，并通过二进制的数字构成影像，其表述影像质量的指标也从线对数变成了像素和色彩深度。D或CMOS的像素数就成了决定画质的重要因素。像素数越多，D的面积越大，图像质量就越高。数码相机的像素一般都在-百万像素。数码相机的精度由二部分组成；像素+色彩深度。所谓色彩深度，就是每一种颜色色别和灰度的细分程度。其数值越大，精度越高，色彩就越丰富，成像质量就越好。像素是构成数码图像的最基本元素，它们是数码图像最基本的单位，数以千计的像素就构成了栩栩如生的数码图像。然后数码相机将所拍摄的图象，通过图像处理器处理，以像素的形式存储在数码相机的内存或存储卡中。

　　⑷数码照相机的工作原理是什么

　　⑸胶片相机与数码相机的差异使用传统的胶卷相机时，按下快门后，光线通过镜头和光圈落在焦点平面位置上的胶卷，胶卷的感光乳剂随之产生化学反应，将图像记录下来。而数码相机在焦点的平面位置上的用图像传感器取代了胶卷，并通过相应的图像处理与存储部件来完成拍摄。两者最大的区别在于记录光影的方式。传统相机使用的是模拟介质，数码相机使用的是数字介质，存储到sd卡中。.数码相机的工作过程数码相机的工作过程是感光—转换—存储的过程。打开相机的电源开关后，主控程序芯片开始检查整个相机，确定各个部分是否正常。如果一切正常，我们对准拍摄目标，并将快门按下一半时，相机内的微处理器开始工作，确定对焦距离，快门速度，光圈大小。按下快门后，通过光学镜头的的光线聚焦在原来位于胶卷相机的影像传感器上，由影像传感器把光信号转为电信号，此时相机得到了电子图像。但这时图像文件只是模拟信号，还不能被计算机识别，所以需通过A/D转化为数字信号。接下来微处理器对数字信号进行压缩，并转化为待定的图像格式，例如JPEG格式，raw格式。然后将图像文件存储到存储卡中。至此一张数码照片就拍摄好了，通过相机背后的LCD屏幕，即可查看所拍摄的照片。.数码相机的成像过程数码相机的成像过程主要分为如下个步骤：.拍摄景物时，景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到图像传感器上。.图像传感器上的光电二极管收到光线的激发而释放出电荷，生成电信号。.图像传感器利用感光元件中的信号控制线路对发光二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，有一次成像产生的电信号收集起来，经过放大和滤波后的电信号传送到ADC,由ADC将电信号（模拟信号转化为数字信号，数值的大小和电信号的强度，电压的高度成正比，这些数值其实也就是图像的数据。.此时这些图像数据还不能直接生成图像，需要输出到数字信号处理器（DSP中。在DSP中将会对这些图像数据进行色彩校正，白平衡处理，并将其编码为数码相机所支持的图像格式，分辨率，然后才会被存储为图像文件。

　　⑹数码相机的成像原理是什么

　　⑺数码相机采用电子元器件成像而非胶卷——这是数码相机与传统相机最本质的区别所在。数码相机的成像器件主要分为两类：

　　⑻D——英文Charge?Couple?Device的缩写，中文名称“电荷耦合器件”。

　　⑼CMOS——英文plementary?Metal-Oxide?Semiconductor的缩写，中文名称为“互补金属氧化物半导体”。

　　⑽D是目前主流的成像器件，主要分为：

　　⑾R-G-B原色D：这是数码相机上应用的最多的D。

　　⑿C-Y-G-M补色D：早些时候尼康部分数码相机使用过这种补色D。

　　⒀R-G-B-E四色D：这是索尼最新发布的D，它比RGB原色D多出一个E（Emerale,翠绿的颜色。

　　⒁Super?D：是日本富士公司的专利技术，中文名称为超级D，由D演变而成，目前已经发展到第代。

　　⒂CMOS：作为数码相机成像器件出现的时间并不长，但发展却非常迅速，大有与D分庭抗争之势，其基本结构中的像素排列方式与R-G-B原色D并没有本质差别。佳能是CMOS阵营的主要支持者。

　　⒃数码相机是怎样成像的？

　　⒄a)?光线透过镜头投射到感光元件表层；

　　⒅b)?光线被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光；

　　⒆c)?色光被各滤镜相对应的感光单元感知，并产生不同强度的模拟电流信号，再由感光元件的电路将这些信号收集起来；

　　⒇d)?模拟信号通过数模转换器转换成为数字信号，再由?DSP对这些信号进行处理，还原成为数字影象；

　　⒈e)?数字影象再被传输到存储卡上保存起来。

　　⒉D技术成熟，成像质量好，毕竟它是现在应用的最广泛的成像元件，但它也有其缺点：

　　⒊?耗电量大。早期的数码相机有“电老虎”的“美誉”，主要原因之一便来自D。虽然现在采用低温多晶硅显示屏等低能耗的部件在一定程度上降低了相机的功率，但D依然是数码相机的耗电大户——D从数码相机一开机便随时保持着工作状态，更是无谓地消耗大量的电能。

　　⒋?工艺复杂，成本较高。D复杂的结构决定了它制造工艺的复杂性，因而到目前为止，D还只有为数不多的几家电子产业巨头能生产。

　　⒌?像素提升难度大。D前两个缺点也直接导致了这一个缺点，D像素提升无非是通过两个途径：第一，保持感光元件单位面积不变而增大D面积，在大面积D上集成更多的感光元件。但是这种方式会导致D成品率降低，制造成本更高，功耗更大，在民用领域这是不现实的；第二，缩小感光元件单位面积，在现有水平的D面积上集成更多感光元件。但是这种方法会减少感光元件的单位感光面积，降低D整体的灵敏度和动态范围，影响画质。

　　⒍?CMOS有何特点？

　　⒎CMOS在最近几年的发展速度相当不错，大有与D分庭抗争之势——就连目前最顶级的DSLR（单镜头反光数码相机柯达（KodakDCS?n与佳能(Canon)?EOS?Ds均是采用CMOS成像。

　　⒏相比D，CMOS有两个最突出的优点：

　　⒐?价格低廉，制造工艺简单。CMOS可以利用普通半导体生产线进行生产，不象D那样要求特殊的生产工艺，所以制造成本低得多。而且CMOS尺寸与成品率都不如D有很多限制。

　　⒑?耗电量低。虽然CMOS的滤镜布局与D差别不大，但在感光单元的电路结构上却有很大差别。CMOS每个感光元件都具备独立的电荷/电压转换电路，可将光电转换后的电信号独立放大输出——这比起D将所有的信号全部收集起来再放大输出，速度快了很多。而且CMOS的感光元件只在感光成像时才会工作，所以比D更省电。但CMOS同样存在缺点，如果在使用数码相机时成像动作较多，那么CMOS在频繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量，导致杂波并影响画质。

　　⒒?怎样理解成像元件的基本参数？

　　⒓成像元件是数码相机的核心，因而正确认识它的一些重要的参数是很必要的，这对了解数码相机的基本性能、如何选购数码相机都能带来不少帮助。

　　⒔总像素——总像素是指数码相机成像元件上成像单元的数量，总像素为万的D，就表示其上集成有万个成像单元。数码相继在标示其性能时基本上都采用总像素。

　　⒕有效像素——数码相机在成像时，感光元件边缘部分会因为光线的衍射而导致成像模糊，为保证成像的质量，感光元件上这部分的成像会被舍弃，所以感光单元不能%被利用。而被利用起来的，即得到最终图象的这部分像素就成为有效像素。

　　⒖尺寸——是指感光元件对角线的长度，常用单位为英寸。常见的有/.英寸、/.英寸、/英寸等。一般来说，感光元件尺寸越大，元件的性能与成像效果就越好。另外，数码相机的感光元件一般采用：的长宽比，比较特殊的则有：。

　　⒗ISO——是指感光元件对光线感应的灵敏程度。数值越大，灵敏度越高，常见的数值有、、、、、等，目前数码相机感光元件最高ISO值可达。须要说明的是，虽然高ISO值可以提高数码相机在黑暗环境中的成像质量，但ISO越高，对画面质量的影响就越明显，出现的噪点就越多。

　　⒘在对数码相机的特点和基本组件了解之前，下面来了解一下数码相机是如何工作的，这有利于更好地理解和掌握相机的各项关键参数，深入了解相机的性能。

　　⒙当打开相机的电源开关后，主控程序芯片开始检查整个相机，确定各个部件是否处于可工作状态。如果一切正常，相机将处于待命状态；若某一部分出现故障，LCD屏上会显示一个错误信息，并使相机完全停止工作。

　　⒚当用户对准拍摄目标，并将快门按下一半时，相机内的微处理器开始工作，以确定对焦距离、快门的速度和光圈的大小。当按下快门后，光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上，这种D/CMOS半导体器件代替了传统相机中胶卷的位置，它可将捕捉到的景物光信号转换为电信号。

　　⒛此时就得到了对应于拍摄景物的电子图像，由于这时图像文件还是模拟信号，还不能被计算机识别，所以需要通过A/D（模/数转换器转换成数字信号，然后才能以数据方式进行储存。接下来微处理器对数字信号进行压缩，并转换为特定的图像格式，常用的用于描述二维图像的文件格式包括Tag?TIFF（Image?File?Format、RAW（Raw?data?Format、FPX（Flash?Pix、JFIF（JPEG?File?Interchange?Format等，最后以数字信号存在的图像文件会以指定的格式存储到内置存储器中，那么一张数码相片就完成拍摄了，此时通过LCD（液晶显示器可以查看所拍摄到的照片。

　　前面只是简单介绍了其大致的过程，下面结合图-来详细地介绍相片成像的整个过程。

　　当使用数码相机拍摄景物时，景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到CD上。

　　当D曝光后，光电二极管受到光线的激发而释放出电荷，生成感光元件的电信号。

　　D控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对发光二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，D会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。

　　经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC，由ADC将电信号（模拟信号转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比，这些数值其实也就是图像的数据。

　　此时这些图像数据还不能直接生成图像，还要输出到DSP（数字信号处理器中，在DSP中，将会对这些图像数据进行色彩校正、白平衡处理，并编码为数码相机所支持的图像格式、分辨率，然后才会被存储为图像文件。

　　当完成上述步骤后，图像文件就会被保存到存储器上,我们就可以欣赏了。

　　照相机的成像原理是什么

　　照相机的成像原理：照相机的光学成像系统是按照几何光学原理设计的，利用光的直线传播性质和光的折射与反射规律，以光子为载体，把某一瞬间的被摄景物的光信息量，以能量方式经照相镜头传递给感光材料，最终成为可视的影像。

　　照相机摄影时必须控制合适曝光量，也就是控制到达感光材料上的合适光子量。因为银盐感光材料接收光子量有一限定范围，光子量过少形不成潜影核，过多形成过曝，图像不能分辨。用光圈改变镜头通光口径大小，控制单位时间到达感光材料光子量，用改变快门开闭时间控制曝光时间长短。

　　按照相机使用的胶片和画幅尺寸

　　可分为mm照相机(常称照相机)、照相机、照相机、照相机、中幅照相机、大幅照相机、APS相机、微型相机等。照相机使用mm胶片，其所拍摄的标准画幅为mmXmm，一般每个胶卷可拍照张或张。

　　按照相机的外型和结构

　　可分为平视取景照相机(VIEWFINDER)和单镜头反光照相机（单反相机。此外还有折叠式照相机、双镜头反光相机、平视测距器相机(RANGFINDER)、转机、座机等等。

　　按照相机具有的功能和技术特性

　　可分为自动调焦照相机，电测光手控曝光照相机，电测光自动曝光照相机等。此外还有快门优先式、光圈优先式、程序控制式、双优先式、电动卷片(自动卷片、倒片)照相机，自动对焦(AF)照相机，日期后背照相机，内装闪光灯照相机等。

　　参考资料来源：百度百科-照相机

　　数码相机的照相原理是什么

　　光学镜头：将景物的光汇聚，（这部分的原理是凸透镜成像原理，到达感光器件；（感光器件：通常是D或CMOS，将景物的光信号变成电信号；（微处理器：将电信号进行数字化处理（变成以像素为单元的数字信号，一个像素通常由个或更多的字节存储，再进行一定的压缩和编码，成为不同格式的数字文件（Raw，或Jpg等；（外存储器：将数字文件存储在外存储器上。

　　数码相机的成像原理是什么它的像素和什么有关系

　　成像原理如下：.物体的光线通过镜头汇聚后，在传感器（CMOS或D表面形成倒立清晰的影像.这些光线通过拜尔滤色片以后，成为三原色之一（红绿蓝的光强信号，投入像素井壁内.光子通过半导体产生电流，数据传输给处理引擎，处理引擎得到每个像素不同原色的光强信息.通过相邻像素插值计算，把每个像素还原为彩色数码相机的像素是最小成像单位，并不是像素越高越好，相同面积的传感器，像素越高，每个像素面积越小，接收的光子也越小，信噪比越差PS：有部分相机和以上原理稍有区别，比如适马X，是三层的感光元件，每个像素都为真实的红绿蓝合成，不存在插值，而徕卡M-MONOCH则没有滤色片，因此只产生灰度图像，也不需要插值