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浅析数码相机技术指标与数码影像质量
发布时间：2017-09-01
随着数码技术的飞速发展,数码相机的应用已非常普遍,数码影像已在广告、新闻、科技出版等领域广泛应用。数码影像质量的提高及后期制作设备的不断完善是数码相机能够得以普及的关键,决定数码影像质量的因素很多,本文就数码相机的主要技术指标及相关问题作简要的介绍。
1像素数
像素数是数码相机最主要的指标之一,也是划分数码相机档次的主要依据。传统相机使用胶卷作为信息记录载体,而数码相机则用光敏成像器件(CCD)作为信息记录载体,CCD是数码相机的心脏,CCD内含的晶体管数代表了数码相机的分辨率。晶体管数越多,像素数越多,分辨率就越高。CCD的分辨率常用像素点来表示,即多少万像素。这里要说明的是CCD实际像素与输出图像的像素是两个不同分辨率的概念。有些数码相机说明中会标明总像素和有效像素,总像素即CCD的实际像素,有效像素就是输出图像的像素,这两个数值是不一样的,如,佳能power pro90IS数码相机总像素数334万,而实际像素为265万,这是因为CCD作为光敏成像器件,在拍摄时由于边缘光的影响,其边缘的像素会出现一定的偏色,眩晕等,影响了成像质量。因此需要把这部分的边缘图像切除掉,以确保图像精度。所以,总像素要大于实际像素,两者数值相差越大,边缘图像切除越多,则图像越精确。
2CCD面积
传统相机有135和120之分。120底片远远大于135底片,放同样大的照片,120底片要比135底片图像细腻得多。同样道理,数码相机的CCD面积大小与成像质量有着直接的关系,CCD大小是数码相机不可忽视的重要指标,从生产工艺上讲,相同的像素,CCD面积越小、集成度越高越好。但对拍摄来讲,成像面积小,要达到高质量清晰的图像,对相机的镜头也提出了较高的要求,就是高密度的成像镜头,要在较小的面积上得到高密度的成像也是困难的。因此,即使是像素相同也要选择CCD面积大的数码相机。它能够保证镜头分辨率的充分发挥,使镜头能够分辨开的像点落在CCD上也能够分辨开来。总像素不变,CCD面积大,单位像元尺寸就大,假如镜头分辨开的两个像点落于一个像元上,每个像元所成的像素对于相邻的像素来说也能够独立,总比像元过小,两个像元表示镜头分辨开的一个像点要好。因此,一定的像素数CCD面积大,单位像元面积增大,影像质量高。
3镜头
镜头是相机的主要部件之一,镜头品质的好坏与成像质量密切相关。镜头的光学技术指标主要包括分辨率、明锐度、色还原、影像畸变量、杂光系数等等,其中最主要的技术指标是分辨率和明锐度。镜头的光学技术指标是经过仪器测试而得出的具体数据。然而评价镜头品质却无人重视这些数据,而是用实际应用的感受来代替客观评价。通常情况下,往往是看它的最大口径、通光量及镜头结构。一般来讲,镜头口径和相对孔径大,成像质量好,定焦镜比变焦镜成像质量好,多片多组镜头,成像精度高。数码相机的感光体是CCD,CCD与传统的胶卷相比面积要小得多。因此,对镜头的大小要求也有所不同。对普及型相机来说,硬币大小的镜头已能满足1/3、1/2英寸CCD的需要了,但镜头的大口径及大光圈对成像的质量仍然是大有好处的,对传统相机镜头优劣的评价方法仍然适用于数码相机。
4ISO值
SO是感光度的数值概念,数码相机感光值与传统胶卷的感光度都是用ISO数值表示的。胶卷的感光度是胶卷对光线的敏感程度,它还表明了胶卷的一些特性,如对比度、灰雾度和颗粒度等,照相机是根据胶卷上标称的ISO值设定参数的。而数码相机的ISO数值,可以由拍摄者在不同光线下拍摄而设定,普及型相机一般在ISO50～500,专业型相机调整范围会大一些。ISO数值越小,图像颗粒越细腻。ISO值大,能提高曝光速度,可以在较暗的光线条件下拍摄,会带来较大的图像“噪声”,使图像颗粒粗,色彩还原不饱和。因此,对所使用的数码相机应在不同光照环境下进行试拍,准确的掌握ISO的最大许可值是必要的。
5分辨率与压缩比
分辨率与压缩比是影像质量至关重要的两个内容,分辨率是以数字表示,如:2160×1440、1600×1200、1536×1024等等,它分别表示了图像长边与短边的像素点数,即点数越多,图像越清晰,占用存贮空间越大。压缩比是数字图像存贮的比例关系,常表示为无压缩、1/2、1/4、1/8等等压缩比例,压缩比例越小,保留信息量越多,图像的层次越丰富,清晰度越高,但它所占用存贮空间越大。这两个内容都与图像质量和存贮空间相关,它们的不同组合构成了数字影像的记录与存贮情况。在影像记录时,如果在文件所占用的空间基本相同的前提下,要想得到相对清晰的图片,应尽量首选高分辨率文件格式。我们可以用数字做一个比较,假设一张图片的分辨率为2000×1600,其压缩比为1/4,同一张图片,如果用1000×800,压缩比设为1/2,它们所占用空间量一样大,而清晰度却不同。前者的清晰度会明显的优于后者。因此,在文件量基本相同时,应掌握分辨率优先的原则。在实际应用中,根据不同的图像要求和存贮空间量,两者应适当的组合。
6影像输出
以上提到的几个方面就好比传统摄影过程中如何得到一张满意的底片。而影像输出就如同照片的放大制作。得到高质量的底片是制作优质照片的基础,但没有优质的后期制作,图片的质量同样无法得到保证。目前数字影像的输出方式多以打印机打印为主。
与几年前相比,打印机的性能和输出图片品质有很大的提高。主要表现为:¹打印分辨率的提高,几年前喷墨打印分辨率能达到1000dpi可称其为高分辨率打印机,而今喷墨打印机可以达到1800dpi以上,最近爱普生和佳能等大公司还专门为摄影行业推出更高精度的打印机,如爱普生STYLUSPRO5500喷墨打印机,最高分辨率达2880dpi。º图像层次表现得更加丰富,色彩还原逼真。由于打印分辨率的提高,像素点数大幅度增加,使得图像层次、细节能够得以表现出来。»解像力的提高,解像力的提高是打印精度提高的结果,就喷墨打印机来讲,喷滴的大小、形状及精确的控制喷射量和喷射位置可提高图像的清晰度和明锐度。目前,有的高精度打印机采用微压电打印技术,实现3Ll超精微墨滴,墨滴精度相当于人发丝的六分之一。¼打印速度的提高。早期的打印机设计均为单向打印,而今采用双向打印。在喷头设计上,还大大的增加了点数。因此,在提高打印分辨率的同时还提高了打印的速度。½与传统照片制作的融合,实现数字影像的银盐相纸化。数字影像的银盐相纸化是将数字信号转化为光学影像,曝光于传统的感光纸上,经冲洗加工为传统的照片。这种数码照片无论是分辨率还是色彩还原都较为理想,而且制作成本大大降低,是人们易于接受和信得过的照片输出形式。
数码相机的技术指标是技术质量、相机性能和图像精度等的量化分析和科学评价,是划分相机档次的依据。和传统相机一样,高档相机是拍摄高品质图片的基础,但还必须有后期制作的保证。因此,数码相机和图片输出设备应相匹配,二者缺一不可。
摘自：中国计量测控网
