打造数码相机知识普及帖(转)

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物距（Subject Distance）
顾名思义，物距就是指照相机镜头与被摄物体之间的距离。物距的改变会使透视效果改变。在相同的光圈设置下，物距的改变同样会影响照片的景深。
枕形失真（Pincushion Distortion）
枕形失真是由镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。我们在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时，最容易察觉枕形失真现象。特别是在使用焦距转换器后，枕形失真很容易便会发生。当画面中有直线（尤其是*近相框边缘的直线）的时候，针垫形失真最容易被察觉。普通消费级数码相机的针垫形失真率通常为0.4%，比桶形失真率低。与针垫形失真相对的是桶形失真，我们在上面的专题已作详细介绍。


针垫形失真使正方形向内收缩
针垫形失真例子
枕形失真的矫正
　　我们可以通过Adobe Photoshop等一系列软件，矫正数码相机输出的针垫形失真图像，掌握了诀窍以后，难度并不大。
视角（Picture Angle）
照片的视野范围由镜头的覆盖角度决定，水平视野范围和垂直视野范围同样能被测量。由于不同类型（格式）的照相机拥有不同的纵横比，因此视角通常可以用来描述镜头能覆盖的场景范围。一枝短焦距的镜头（如28mm广角）产生的较大，一枝长焦镜头（如200mm长焦）产生的视角较小。在35mm格式中，50mm的镜头被称为标准镜头，因为它产生的象角与人类眼睛产生的视角是一样大的（约46°）。

　　随着焦距的改变，象角也相应改变。下面的例子将作形象说明：




30mm广角
100mm长焦，象角较小，该图像为左图红色框内的场景
透视（Perspective）
如果两个人分别长焦镜头和广角镜头拍摄同一个物体，使用广角镜头的人想该物体与使用长焦镜头所得的物像等大，它就必须在拍摄的时候选择离被摄物体近一点的距离。由于上述做法时会影响画面透视效果的，所以我们也可以认为不同焦距的镜头拥有不同的透视效果。请读者注意，改变焦距而不改变物距是不会令透视效果产生变化的。

A，以33mm广角拍摄

B，图A红色框内图像的放大图

C，以80mm长焦拍摄，照相机的拍摄位置与图A相同（物距相同），透视效果与图B相同

D，以33mm广角拍摄，但是拍摄距离缩短，两件物体的距离明显增大，与图C的透视效果完全不同。
　　图B与图C说明只是焦距的改变而物距不变，透视效果是不会有变化的。
　　图D表明不管焦距有何变化，改变物距就能改变透视效果。
　　图C和图D表明：长焦会压缩透视感（使物体间的距离看上去比实际近），广角夸大透视感（使物体间的距离看上去比实际远）。透视效果变化的直接原因是物距的改变，而焦距的改变只是间接原因。人们通常有一种“广角镜头透视感好”的错觉，因为广角镜头可以允许使用者在更近的距离拍摄，长焦镜头可以让使用者在更远距离拍摄
微距摄影（Macro）
微距摄影的严格定义应该是这样的：微距摄影指照相机通过镜头的光学能力，拍摄与实际物体等大（1：1）或比实际物体稍小的图像。例如你要拍摄一朵直径为21.6mm的花朵，它能填充35mm胶片(斜线长度为43.3mm )的一半面积。在照片中，花朵被放大的倍率为43.3：21.6即2:1（2倍）。微距摄影的放大倍率通常在1倍到50倍之间，严格来说应该在1倍到10倍之间。
　　通过上面的说明，我们可以理解为何数码相机的微距能力比较强大－正是因为传感器的大小比35mm胶片小得多。例如，利用小型数码相机（假设焦距乘数为4倍），拍摄上述直径为21.6mm的花朵，它的放大倍率为1：2，而胶卷照相机需要的放大倍率为2:1。这就说明，小型数码相机比胶卷相机更容易获得微距拍摄的效果。
　　我们在数码相机上都能找到一个“微距模式”，微距模式方便用户对离镜头很近的物体进行对焦、拍摄。
　　在本网站的测评中，我们往往以照相机（不可更换镜头照相机）在微距模式下，被摄物体能清晰填充画面的程度来量度微距能力的强弱。例如，一部照相机的微距模式能在画面中能清晰展现20mm长的物体，另一部却只能展现40mm长的物体，我们就说前者的微距能力较后者强。
镜头（Lenses）
绝大部分小型数码相机都不能更换镜头，这些照相机的镜头是专门为特定的传感器大小制造的。一些准专业级数码相机可以让用户利用焦距转换器延伸变焦范围。由于小型数码相机的传感器面积很小，要达到良好成像效果的话，必需一枚轻巧但高质量的光学镜头，然而能做到这点的小型数码相机并不多见。


300、400、500万象素小型数码相机的典型传感器大小
600万象素数码单反的典型传感器大小
图像稳定器（Image Stabilization）
单镜反光照相机的高端长焦镜头通常安装有图像稳定器。拥有大光学变焦倍数的数码摄像机也往往配有图像稳定器。新型的长焦数码相机也开始安装光学稳定器，如防抖系统。
　　图像稳定技术通过运用一个可移动的光学元件实现稳定图像的目的。可移动的光学元件通常连接到一个快速的回旋装置上，以报偿照相机在长焦端的高频率抖动（例如拍摄者手部抖动）。佳能EF系列单反镜头以“IS”（Anti－Shake）代表带有图像稳定器，而尼康在尼克尔镜头上使用的是VR（Vibration Reduction）。
　　通常，图像稳定器可以让用户使用比正常安全快门速度慢2级的快门速度进行手持拍摄，而保持照片清晰。例如当你拍摄某个场景本来需要用到1/500s的快门速度，在开启了图像稳定器后，你可以1/125s（慢4倍）的快门速度进行拍摄，保持照片清晰。图像稳定期往往能在光线较弱的环境下、拍摄运动场景、拍摄微距作品和使用长焦段拍摄中大显身手。
　　请读者注意：光学图像稳定器与数码图像稳定器（数码摄像机常用）是截然不同的。数码图像稳定期只是通过数码摄像时的象素移动，稳定拍摄画面。
焦距系数（Focal Lenth Multiplier）
许多数码单反的传感器比35mm胶卷的面积小，典型的数码单反CCD传感器的斜线长度比35mm胶卷小1.5倍。

典型600万象素数码单反的传感器大小（ 43.3/28.1，斜线长度比35mm胶卷小1.54倍）
　　因此，比35mm胶卷小的传感器只能获得胶卷中央部分的照片信息，导致“视野缺失”。一部35mm的胶卷照相机需要一枝焦距更大的镜头才能达到数码单反传感器的视野范围。35mm胶卷斜线长度与传感器斜线长度的比值就是焦距乘数（FLM）。下面我们以两个例子说明FLM：
例1：数码单反与35mm胶卷照相机使用焦距相同的镜头


胶卷照相机200mm镜头的成像
传感器的焦距系数FLM为1.5，获得的只是35mm照相机以200mm镜头摄得的中央部分，导致“视野缺失”，其等效于35mm照相机300mm镜头拍摄出的图像（200 x 1.5 = 300mm）。月亮的绝对大小没有变化，因为焦距仍然为200mm
例2：数码单反比35mm胶卷照相机使用焦距更短的镜头


胶卷照相机200mm镜头的成像
传感器的焦距系数FLM为1.5，由于使用焦距较短的镜头（133mm，200mm/1.5），数码单反获得的是35mm照相机以200mm镜头摄得的图像的全部范围，其等效于35mm照相机300mm镜头拍摄出的图像（200 x 1.5 = 300mm）。月亮的绝对大小变小，因为使用了焦距较短的镜头。（放大倍率不同）
　　这意味着如果把一枝19mm的镜头安装在数码单反上（FLM为1.5倍），它产生的视野范围其实只相等于35mm胶卷相机的28mm镜头。然而，这种广角端的弊端有时会转化成长焦端的优势。例如，把一枝200mm的镜头安装在数码单反上，它的视野范围就等效于35mm胶卷相机的300mm镜头－300mm的镜头通常比200mm贵很多。正是因为这种焦距增倍效应，数码单反容易以较短的焦距，获得较大的景深。
数码单反专用镜头
　　多数的数码单反都能使用传统的35mm镜头。虽然如此，但是这些镜头本来是为35mm胶卷相机而制造的，对于比胶卷面积小的传感器而言，这些镜头太大和太重了。数码单反专用镜头（如Canon的短黑镜头、Nikon DX系列镜头、Olympus 4/3"系统镜头）比传统35mm单反镜头轻巧，因为它们镜头圈的大小只要满足传感器的需要就行了。
小型数码相机上
　　为了适应面积细小的传感器，创造良好的35mm等效视野范围，小型数码相机的镜头焦距通常比较短。典型的小型数码相机传感器的斜线长度比35mm胶卷小4倍。小型数码相机上标明“7mm”的镜头，其实等效焦距为7mm x 4 即28mm。跟数码单反一样，这些照相机的镜头圈大小只要满足传感器的覆盖范围就可以了，因此它们的镜头很小巧，而且造价便宜。由于小型数码相机的镜头焦距很短，因此它比数码单反和35mm照相机在相同的视野范围内，景深更大。

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焦距（Focal Length）
焦距指镜头中心到焦点的距离，通常以毫米mm量度。照相机镜头把拍摄场景中的光线投射到胶卷或传感器上。可见的视野范围（FOV，Field of View）由镜头覆盖的场景水平和垂直距离决定。面积大的传感器和胶卷拥有更大的FOVs，并且能够记录场景中的更多信息。焦距和FOV通常都是以35mm胶卷为参照的，因为这种格式（35mm）比较常用。

　　在35mm摄影中，焦距为50mm的镜头称为“标准镜头”，因为没有放大或缩小拍摄场景，拍出来的照片与肉眼看到的范围是一样的（图像角度为46°）。
　　广角镜头（短焦距）能够让照相机“看得更宽阔”，因为它有一个较大的图像角度；然而，长焦镜头（长焦距）能让照相机“看得更远”，但看到的范围比较窄。以下是一些典型的镜头对应的焦距说明：
35mm格式的焦距对应镜头类型
300mm
超长焦镜头
　　通过调整焦距，拍摄者可以选择以较近的距离或较远的距离拍摄，获得不同的透视感觉。一些数码相机在广角端会出现桶形失真现象，而在长焦端出现针垫形失真。
35mm等效焦距
　　由于数码相机的传感器比35mm胶卷的面积小，因此数码相机工程师们引入了一个“等效焦距”的概念，把数码相机镜头的焦距转换成35mm的等效焦距，方便摄影爱好者学习研究。
光学变焦与数码变焦
　　光学变焦＝最大焦距值/最小焦距值
　　例如一枝光学变焦镜头的焦距范围是28-280mm，则它的光学变焦倍数为280mm/28mm，即10倍。这意味着物体在长焦端的大小（280mm）是其在广角端大小（28mm）的10倍。光学变焦不能与数码变焦混淆。
景深（Depth fo Field）
景深是一个描述在焦点前/后的多少范围内，景物仍然“清晰”（焦内）的摄影术语。景深的大小与以下因素有关：光圈大小、物距、焦距和胶卷或传感器格式。
　　光圈越大（f值越小，如f/2），景深越浅。在焦点前后的景物都会变得模糊。相反，一个细小的光圈（f值大，如f/11）能产生很深的景深，焦点前后一大段距离内的景物都显得清晰。

使用一只70mm长焦镜头拍摄，焦点落在距离镜头0.7m的卡片上

两张图片的焦点都落在第一张卡片上，左图用大光圈f/2.4拍摄，右图用小光圈f/8拍摄。明显可以看到，右图比左图的清晰范围要大。
　　缩短摄影者与被拍摄物体的距离（减少物距）会使景深更浅；相反，增加拍摄的距离会使景深增大。焦距短的镜头可以照出大景深的照片。例如一枝28mm的镜头以f/5.6拍摄获得的景深，比70mm镜头以相同光圈大小拍摄获得的景深更大。
转换器（Converter）
准专业级数码相机往往可以使用转换器，达到延伸变焦能力的目的。转换器是一个安装在镜头前面的适配器，它能扩大拍摄角度或使照相机zoom得更远。例如，在35mm镜头上安装一个0.8倍广角转换器，照相机的广角端焦距就变成了28mm。在100mm镜头上安装一个2.0倍增距转换器，照相机的长焦段就变成了200mm。转换器通常不能在变焦镜头的全焦段中使用，因为在一些不适合的焦段上，转换器会使画面的边缘发虚。同样，在使用转换器后，照相机的闪光灯可能因此不能正常工作。因为转换器会遮挡闪光，造成阴影，或遮挡闪光灯感应器。
色差（Chromatic Aberration）
单镜头的色差
　　色差（又称为“色散现象”）是由于照相机的镜头没有把不同波长的光线聚焦到同一个焦平面（不同波长的光线的焦距是不同的），或者/和镜头对不同波长的光线放大的程度不同而形成的。色差又可分为“纵向色差”和“横向色差”，色差的程度随着镜头表明玻璃的色散程度不同而有所差异。


纵向色差，不同颜色光线的波长不同，焦距也不同
横向色差，不同颜色光线波长不同，放大倍率也不同。
　　随着异常颜色线条在照片对比强烈的边缘上出现，我们可以知道照片出现了色散现象。在广角端拍摄时，色散现象特北容易出现。

青边和红边的例子
消除色差

　　一些特殊的镜头系统（防色散）使用两块或更多块折射率不同的镜片以消除色散现象。可是，这些镜头系统并不能完全消灭色差，色散现象仍然很有可能在广角端拍摄的时候发生。
“紫边”和微型镜头
　　在色散现象中出现的颜色异常边缘线条通常是紫色的。然而，“紫边”要说明的东西并不仅仅于此。紫边还表示了数码相机在是使用微型镜头导致的一种典型现象。在一幅照片中，紫边比其他色散现象更加显而易见。特别当逆光拍摄或拍摄对比极强烈的物体时，紫边尤其容易出现。高光溢出也是导致紫边清晰可见的原因之一。

紫边的例子

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桶形失真（Barrel Distortion）
桶形失真是由镜头引起的成像画面呈桶形膨胀状的失真现象。我们在使用广角镜头或使用变焦镜头的最广角端时，最容易察觉桶形失真现象。当画面中有直线（尤其是*近相框边缘的直线）的时候，桶形失真最容易被察觉。普通消费级数码相机的桶形失真率通常为1%。与桶形失真相对的是针垫状失真，我们在下面的专题将作详细介绍。


桶形失真使正方形膨胀
桶形失真实例
桶形失真的矫正
　　我们可以通过Adobe Photoshop等一系列软件，矫正数码相机输出的桶形失真图像，掌握了诀窍以后，难度并不大。
纵横比（Aspect Ratio）
顾名思义，纵横比就是指一幅图像的纵向长度与横向长度的比。纵横比通常以两个整数的比表示，例如横/纵＝1.5表示为纵横比，即横：纵＝3：2


35mm胶卷、6"x4"印刷品、多数数码单反的纵横比为3：2
多数电脑显示器和小型数码相机的纵横比为 4：3
防抖技术（Anti-Shake）
图像稳定的另一种技术，是以CCD的移动报偿照相机的移动（抖动），也称作“CCD防抖技术”。柯尼卡美能达DiMAGE A2便是应用CCD防抖技术的典型例子。在CCD防抖技术中，传感器（CCD）被安放在照相机内的一个小小的平台上，当照相机抖动时，动作探测器（motion detectors）会命令平台按照抖动方向的相反方向移动，报偿照相机抖动产生的影响。柯尼卡美能达声称，这种防抖技术可以让拍摄者使用比正常安全快门速度慢3级的快门速度进行拍摄，而保持照片清晰。例如你拍摄某个场景本来需要用到1/1000s的快门速度，在开启了防抖功能后，你可以1/125s（慢8倍）的快门速度进行拍摄，保持照片清晰。防抖功能往往能在光线较弱的环境下、拍摄运动场景、拍摄微距作品和使用长焦段拍摄中大显身手。

柯尼卡美能达DiMAGE A2上的防抖系统

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曝光
定时拍摄（time lapse）
带有定时拍摄功能的照相机可以让用户控制照相机在一定时间后自动拍摄照片，或按一定时间间隔连续拍摄照片，而无需用户直接控制快门。例如，我们可以把带有定时拍摄功能的照相机安放在三脚架上，拍摄花朵盛开或小鸟做巢的动人过程。一些照相机配置的是内置定时拍摄功能，其他照相机把定时拍摄与遥控拍摄结合在一起使用，当然，使用这些功能的时候需要把照相机连接到电脑上
快门优先（Shutter Priority）
在“快门优先模式”中，用户能够在照相机提供的快门速度范围内，选择需要的快门速度，拍摄照片，照相机会因应该快门速度计算一个最佳的光圈值，保证照片曝光准确。使用快门优先模式能为照片造出特殊效果，例如用慢快门使瀑布或河流的流水模糊，看起来平滑细腻；或者用高速快门凝固运动场景中的瞬间。（详细请看前面的“快门速度”术语）
快门速度（Shutterspeed）
快门速度决定胶卷或传感器的曝光时间。照相机通过控制镜头与胶卷（传感器）之间的机械快门的“一开一合”两个动作来控制快门速度，从而控制曝光时间。例如，快门速度为1/125s的意思就是照相机让传感器（胶卷）曝光1/125秒。电子快门的原理与机械快门相似，不过它是通过控制传感器中的光电二极管来控制快门速度的。有些数码相机的快门是机械快门与电子快门的结合。
　　快门速度以秒数的分数形式表现，通常快一级的快门速度是慢一级的快门速度的1/2，即曝光时间减半。例如1/2s, 1/4s, 1/8s, 1/15s, 1/30s, 1/60s, 1/125s, 1/250s, 1/500s, 1/1000s, 1/2000s, 1/4000s, 1/8000s等等。然而，慢快门速度通常以秒数表示，例如8s, 4s, 2s, 1s。
　　拍摄环境决定了最合适的快门速度。不过在这里有一个小小的技巧：运用“1/焦距”秒以上的快门速度能有效防止由于照相机抖动而造成的模糊。当快门速度比这个值低的时候，请你使用三脚架或带光学稳定器的镜头或照相机。如果你想用照相机“凝固”某个动作（例如在运动摄影中），快门速度至少要达到1/250s甚至以上。但是，并不是所有“动作”拍摄都需要高速快门的。如果用户想拍摄一辆运动中的汽车时，你可以通过照相机追随拍摄（照相机移动与汽车移动相对速度相同），把运动中的汽车保持在取景器中间。这样做不仅允许用户使用一个较慢的快门速度拍摄，而且能把拍出背景的动态模糊效果，增加画面动感。

这幅照片以1/500s的快门速度拍摄，凝固了浪花动感的姿态。



以1/125s的快门速度追随拍摄，造成背景动态模糊，速度感强。

　　准专业级和专业级数码相机通常提供了快门优先模式，允许用户在保持曝光量不变的情况下改变快门速度。
遥控拍摄（Remote Capture）
遥控拍摄是一种可以让电脑与数码相机相连的软件。遥控拍摄有两大优点：首先，数码相机拍摄的照片可以直接记录在电脑的硬盘里面；其次，照片可以直接在电脑的显示器上显示回放，而无需通过小小的LCD显示屏。
测光（Metering）
数码相机的测光系统按照拍摄的环境以不同的测光方式（下面将具体分析）测量光亮度，并计算出一个最佳的曝光值，使照片准确曝光。自动曝光是所有数码相机都带有的标准曝光程序，只要你选择好测光模式，把镜头对准被摄物体，轻轻一按快门，一张曝光准确的照片立即呈现（在多数情况下）。
　　测光方式指测光系统按环境中的什么信息测光，以什么法则计算合理曝光值。测光方式随着照相机型号和品牌的不同而不同，但多数可分为以下3种类型：
矩阵测光或评价测光
　　这是一种综合性最强的测光模式，基本能在任何环境中计算出最准确的曝光量。矩阵测光的本质就是把拍摄环境分成一个由多个测光区域组成的矩阵，系统对每个区域进行独立测光，再以一套运算法则计算最佳的曝光值。因此，照相机测光系统的运算法则是决定曝光值的关键，数码相机制造商一般不会对外公布这套运算法则的细节。但是我们知道，这套运算法则通常是根据拍摄环境与一些典型场景的对比来计算合理曝光值的。
中央重点平均测光
　　这是数码相机最常用的测光模式，几乎所有数码相机的都带有这种测光模式，一些没有测光模式选择的数码相机的默认测光模式也是中央重点平均测光模式。这种测光模式把整个画面中的光线平均测量，但是特别注重中心区域。中央重点平均测光被广泛应用在人像摄影中。
点（部分）测光
　　点测光让用户对画面中心的被摄物体进行集中测光（一些照相机也可对选定的AF点）。在点测光模式中，招相机只对一小块区域测光，忽略画面中的其他地方。这种测光模式通常用于拍摄剪影效果、微距和拍摄月亮等等。
手动模式（Manual）
在“全手动模式”中，用户能够自由设定光圈大小和快门速度－这意味着完全由用户自己决定曝光量。当你想在一个特殊的环境下拍摄数张曝光量相同的照片时，手动模式将会是你的最佳选择。高端的准专业级数码相机和所有数码单反都会设有全手动曝光模式。在全手动曝光模式中，照相机通常会在光圈快门值旁边显示一个模拟测量值，表示用户现正使用的曝光设定所得出的曝光值与照相机测光系统测出的合理曝光值相差有多远。带有LCD实时预览的准专业级数码相机还会在LCD上显示用户自定的曝光设定将得出的照片曝光效果。
闪光补偿（Flash Output Compensation）
闪光补偿（闪光输出补偿）的目的类似于曝光补偿，就是允许用户对闪光灯输出闪光的强度进行调节。一些手动功能丰富的数码相机为用户提供了范围从-2EV到+2EV的闪光补偿设定，其他只提供“高、中、低”输出设定。当照相机的闪光测量系统不能按照拍摄环境准确输出闪光，导致过曝或欠曝时，闪光补偿就能起到很好的修正作用。
曝光补偿（Exposure Compensation）
虽然数码相机拥有先进的测光系统，但测光系统有时候还是会犯错误的，不准确的曝光会导致照片的欠曝或过曝，因此我们需要一项能调整测光系统曝光误差的功能，而这项功能便是“曝光补偿”。曝光补偿功能通常能在准专业级和专业级数码相机上找到（现在越来越多消费级数码相机也开始配备该功能）。一般的曝光补偿功能为用户提供了-2.0EV至+2.0EV，每0.5或0.3EV为一级的调节。一些数码单反拥有范围更广的曝光补偿调节功能，例如从-5.0EV至+5.0EV。
　　在使用曝光补偿功能的时候，我们要注意以下方面：曝光补偿增加1EV相等于曝光值（EV）减少1，即进光量增加一倍。假如数码相机的自动模式对拍摄的环境决定使用f/8的光圈和1/125s的快门，感光度（ISO）为100，即13EV，导致照片欠曝（可从柱状图看到），当你使用+1.0EV曝光补偿时，照相机会把快门速度调成1/60s或把光圈调为f/5.6，让增加进光量（12EV）。
　　当然，当你十分熟悉自己的数码相机测光系统后，你可以在拍摄照片之前调节曝光补偿，免除麻烦。例如当你想拍摄明亮的云彩时，觉得测光系统偏向于使照片过曝，你可以先把曝光补偿值调成-0.3或-0.7EV，以获得最佳拍摄效果。
曝光（Exposure）
曝光指胶卷或传感器吸收的进光量，它由镜头开启的直径大小（光圈）和胶卷或传感器的感光时间（快门速度）共同决定，而曝光的效率是由胶卷或传感器的感光度决定的。
　　根据上述原理，我们可以推出曝光值（EV）由光圈、快门速度和感光度共同决定。我们把0EV定义为光圈为f/1，快门速度为1s，感光度（ISO）为100时的曝光量。每当传感器吸收的光量减半（例如光圈调小一级或快门调快一倍），曝光值EV就会增加1。例如，6EV中传感器吸收的进光量为5EV的一半。高EV值被用于明亮的环境，在这些环境中，胶卷或传感器只需吸收很少的光，否则照片就会过曝。
　　下面我们以例子说明。假如你以快门速度为1/125s，光圈为f/8，感光度为ISO 100的参数拍摄，得到的曝光值EV为13。当你把快门速度调成1/250s（曝光时间减半）和把光圈调大一级即f/5.6时，曝光值EV依然等于13。又或者你把快门速度调成1/250s，保持光圈大小不变，但是将感光度调成ISO200，这样也将得出EV＝13。但是，增加感光度会增加数码相机成像的噪点和胶卷相机成像的颗粒感。
　　在自动曝光模式中，照相机按照曝光量的需要组合控制光圈、快门与感光度的值，而这项功能是通过测光系统实现的。一个高的EV值暗示拍摄环境明亮，需要高快门速度、小光圈和/或低感光度，否则照片会过曝。当你使用光圈优先模式时，照相机会按照固定的EV值选择快门速度；而在快门优先模式中，照相机会按照固定的EV值选择光圈值。
自动包围曝光（Auto Bracketing）
自动包围曝光是一种通过对同一对象拍摄曝光量不同的多张照片“包围”在一起，以获得正确曝光照片的方法。“自动”指照相机会自动对被摄物体拍摄连续拍摄2、3或5张曝光量在0.3到2.0EV之间的照片（每张照片曝光量不同）。当你不确定曝光是否正确时，可以使用自动包围曝光功能，保证曝光的准确度，提高了照片质素。数码相机上的自动曝光功能，甚至可以让用户把欠曝和过曝的照片合成一幅曝光准确的照片—即使你在拍摄的时候并没有任何一张照片曝光准确。我们可以从以下的例子看到曝光包围在数码相机中的应用。
　　当你在照相机中选择自动曝光包围功能后，通常可以设定连拍的照片数量（最典型为2、3或5幅）、曝光设定（如0,-,+ 或 -,0,+等等）。请注意曝光设定中的曝光值是曝光补偿的值。
　　以下是使用曝光包围的一个极端例子，前5张照片的曝光量分别按一级曝光补偿递进。如果不用曝光包围而只用普通曝光模式拍摄照片时，我们只可以得到图3（f/4.0，1/160s）的照片。在下面的例子中，+2.0 EV不被用作合成图片。





f/7.1, 1/306s, -2.0 EV；

f/5.6, 1/224s, -1.0 EV； f/4.0, 1/160s, 0 EV






f/3.1, 1/71s, +1.0 EV； f/2.8, 1/39s, +2.0 EV； 合成 -2,-1, 0, +1 EV
　　一些数码相机还提供了白平衡自动包围功能。
光圈优先（Aperture Priority）
在光圈优先模式中，照相机让用户在镜头的最大～最小光圈范围内选择需要的光圈值，选定后照相机会计算出一个相应的快门速度，让照片准确曝光。当你想控制景深或制造特殊效果时，光圈优先模式就显得非常有用了。由于小型数码相机使用高焦距增倍器，因此即使将其光圈调到最大，也很难得到理想的浅景深效果。
光圈（Aperture）
光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面（胶卷或传感器）的光量的装置。光圈开启的大小是由一个可调整的控光装置控制的，该装置的运作原理类似人类眼睛的瞳孔。光圈大小影响曝光量和景深。
　　跟快门速度一样，光圈值是连续的，光圈每缩小一级，进光量就减少一半。为了达到这个效果，控光装置按1.4（2的平方根）这个因数缩减光圈开启直径。因此，光圈每缩细一级，进光量减半，这个过程是连续的，入下图所示：

　　根据基本的光学定律，绝对的光圈大小和直径由焦距决定。打个比方，光圈直径为25mm的100mm镜头与光圈直径为50mm的200mm效果是相等的。在上面的例子中，如果你用焦距值除以光圈开启直径值，你会发现无论焦距是多少，计算结果衡等于1/4。因此，把光圈表达为焦距的分数比直接用绝对光圈大小表示更加方便。这些“相对的”光圈值叫做f值（f-numbers/f-stops）。如果你在照相机的镜头桶上看到“1/4”，即表明该镜头的最大光圈值为f/4。
　　通过上面的说明，我们已经了解：每当光圈收细一级，其开启直径便缩小1.4倍。因此，在光圈值为f/4的下一级（缩小一级）光圈值为f/4 x 1/1.4即
f/5.6。镜头光圈从f/4缩小为f/5.6表示无论当时焦距为多少，镜头进光量减半。现在，我们可以理解镜头上光圈值的意义了：

　　由于光圈值是焦距的分数，所以越大的f值代表越小的光圈。
最大光圈/镜头速度
　　一枝镜头的最大光圈又可以叫做这枝镜头的镜头速度。所有摄影爱好者都应该知道，光圈和快门一起控制曝光量。一枝光圈最大值较大（如f/2）的镜头，可以允许使用者以较快的快门速度进行曝光，并保证不会欠曝，因此我们叫它“快镜头”。在拍摄运动物体或在昏暗环境中拍摄时，这类镜头往往能大显身手。
　　变焦镜头在广角端和长焦端有不同的最大光圈值，例如28-100mm f/3.5-5.6，广角端（28mm）的最大光圈值为f/3.5，长焦端的最大光圈值为f/5.6。这类变焦镜头通常体型较大。而起比较昂贵。

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数码影像
白平衡（White Balance）
白平衡（White Balance）
白平衡
　　我们眼睛观察到的不同光线有着不同的色温。人的眼睛可以随着环境的不同，区分什么颜色是“白色”。然而，数码相机并没有这个能力。数码相机需要一个参考点来定义“白色”，当这个参考点决定后，数目相机便能计算出其他颜色。例如一盏卤素灯照射在白色的墙上时，墙会显黄色，但是墙的本身是白色的。如果数码相机也“知道”墙本来是白色的。它就能准确计算出场景中的其他颜色。
　　多数数码相机都有自动白平衡功能，在自动白平衡中，照相机通过画面中各种颜色的比例，计算出最适合的白平衡。然而，自动白平衡经常出现失误，特别在没有白色的场景中，照相机找不到白色，不懂得如何计算其他颜色。如下图所示：


照相机的自动白平衡在画面中找不到白色，时画面颜色呆板，不真实
场景非常类似，但这一次照相机的自动白平衡十分准确，因为它在画面中找到了用作参考的白色（白云）
　　有很多数码相机还允许用户手动调节白平衡，例如提供预设的白平衡选择（日光、阴天、荧光灯、白炽灯……）在我们实际拍摄之前，用户还可以把照相机的镜头对准场景中的某个地方（或一张白纸），自定义白平衡，让照相机找到“白色”，拍摄白平衡准确的照片。
色调范围（Tonal Range）
色调范围（Tonal Range）
　　数码相机的色调范围指描述动态范围的色调数目。动态范围宽不一定色调范围宽，动态范围窄，色调范围也不一定窄，下面的例子正好说明了这个问题：
色调范围宽
色调范围窄
动态范围宽


动态范围窄


传感器的动态范围和色调范围
　　传感器的动态范围和色调范围是息息相关的。如果一个传感器的动态范围是1000:1，其AD转换器最少有10位，那么它必定会有一个宽阔的色调范围。一个拥有10位AD转换器的传感器能输出大约1,000个不同的色调，当然传感器的动态范围要不小于1000:1－因为传感器符合线性特征。
图像的动态范围和色调范围
　　当你使用色调曲线调整传感器的线性数据时，你可以看到动态范围和色调范围是不同而且好像是独立存在的，随着使用的色调曲线不同，具体情况也会有所差异。色调曲线可以压缩动态范围、色调范围或两者同时压缩。
　　当我们以JPEG格式拍摄照片时，照相机会使用对比度高的色调曲线处理照片，这样可能会损失高光和昏暗部分的细节－这是JPEG格式的先天缺憾，如果想避免细节损失，只能用RAW格式记录照片。RAW图像保留了传感器产生的原始图像的整个动态范围，让用户可以通过使用一条适合的色调曲线，压缩动态范围和色调范围，以最悦目的颜色和明亮度输出到显示器上，或进行照片打印。下面的图例说明的是一幅32位浮点图像的动态范围和色调范围被压缩后的效果。
　　显示器和打印机的动态范围和色调范围－范围压缩
　　显示器和打印机拥有有限的动态范围。所以我们必须使用一条色调曲线来压缩照片原始数据中的动态范围，使它适应于显示器或打印机的动态范围。这条色调曲线在压缩动态范围的过程中尽量保留显眼的细节。经过这种处理后，显示器或打印机输出的图像才能使人们感到悦目。






A，暗部细节丰富
B，亮部细节丰富
C，暗部和亮部细节结合，但高光与昏暗比 减小
　　在上图的场景中，阴影部分比高光部分（11级）暗2000倍。如果读者拿自己的数码相机拍摄上面的场景，拍摄出的照片只会有两种可能：图A或图B。在图A中，照相机为了获得良好的暗部细节，曝光时间必须延长，导致高光部分的细节严重缺失，高光部分象素溢出；在图B中，照相机为了获得良好的亮部细节，曝光时间必须缩短，导致暗部的细节严重缺失。在Adobe Photoshop CS2中，你可以把数幅曝光设定不同的照片结合起来，以获得一幅有宽阔动态范围的图像。但是我们之前已经谈过，显示器和打印机的动态范围是非常有限的，那么怎样才能在显示器和打印机上输出动态范围宽阔而且悦目的图像呢？？唯一的方法就是压缩。
　　现在让我们观察图A和图B的柱状图，红色和蓝色的区域分别表示没有缺失的暗部和亮部细节。我们可以通过同时压缩这两个区域的方法，减少图像色调，使其适应显示器或打印机的动态范围。
　　在实际的拍摄场景中，高光与昏暗比接近2000，为了让显示器和打印机（特别是打印机）输出悦目的照片，高光与昏暗比必定比2000小得多。当在显示器上观察图C时，我们会发现图C具有宽阔的动态范围，因为它看上去就像一幅由照相机一次曝光照出来的、动态范围宽阔的照片，让人感到自然舒服。色调压缩最好在高位数的环境下进行，因为这能避免色调分离的出现。
TIFF图像格式
TIFF图像格式
　　TIFF (Tagged Image File Format)是一种国际性的图像格式，它适用于绝大部分图像处理软件和图像浏览软件。TIFF的最大特点就是它可以进行无损压缩，TIFF既可以通过LZW或Zip进行内部压缩，又可以通过WinZip等软件进行外部压缩。TIFF支持JPEG的每通道8位单层RGB图像，还支持每通道16位的多层CMYk图像。因此，TIFF通常用作打印和印刷输出的最终格式。
　　很多数码相机都支持TIFF输出，但由于图像处理器的限制，其输出的TIFF图像通常只有每通道8位的版本。高端的扫描仪为用户提供了每通道16位的TIFF输出选择。从多方面来看，数码相机的TIFF格式输出比不上RAW格式输出。
锐化（Sharpening）
锐化（Sharpening）
　　常用的照片锐化方法一共有两种，请读者切记这两种方法是不可以混合使用的。照片的光学锐度有镜头和传感器的质量决定；软件锐度其实是模拟光学锐度的效果，通过提高画面的边缘对比度，使照片看上去锐度更高。软件锐化必须在已有照片解像度的基础上进行，不能创造照片细节，只能突出原有细节。
原照片



放大2倍



注释
锐化前边缘较软
锐化后边缘变得锐利
由于过度锐化而产生的晕轮
　　从上面的例子来看，适度的锐化能让画面的边缘更加干净和清晰。相反，过分的锐化会令物体边缘位置出现一个晕轮，让人看得很不舒服。这种锐化方法通过创造一个白色的外部圆形晕轮（使圆圈边缘附近的浅灰色背景更光亮）和一个黑色的内部圆形晕轮（使圆圈边缘附近的深灰色象素颜色更加暗）来实现锐化的目的。由于白晕轮与黑晕轮之间的对比度，比浅灰色背景与深灰色圆圈的对比度高，因此能给人一个“画面便锐利了”的“错觉”。但是，这种晕轮如果明显出现在照片中，会影响照片的成像效果。然而，这种晕轮往往是非常难以消除的，除非你用RAW格式拍摄照片（见以下内容）。
照相机内锐化
　　作为照片处理程序的一个默认部分，数码相机会自动对拍摄的照片进行不同程度的锐化，以消除颜色过滤排列装置解码的过程中（该过程会轻微降低画面细节锐度），细节锐利度的损失。然而，过度的照相机内锐化会产生难以消除的晕轮，增加可见锯齿、噪点和其他非自然痕迹。准专业级数码相机和数码单反可以让用户选择照相机内锐化的程度，甚至对图像处理器发出“不进行锐化”的指令。
软件锐化
　　如果照相机为用户提供了拍摄RAW格式照片的功能，用户可以关闭照相机内的锐化程序，直接把照片传到电脑后再用软件进行锐化。软件锐化让我们能够按照照片输出的目的，自由选择锐化的程度，避免讨厌的晕轮产生。例如，当你想把照片放在显示器上浏览或放在网络上与别人分享的时候，你需要把照片锐度提高，展现照片的精彩细节；当你想把照片打印出来的时候，你只需要轻轻的锐化照片，因为过度的锐化会使印出来的照片看上去不真实。如果你的照相机没有RAW格式输出，或者你只想使用JPEG格式，请尽量使用照相机内锐化，因为电脑上的软件的锐化效果通常比不上照相机内图像处理器的锐化效果。原因之一是照相机内锐化是在照片被压缩成JPEG格式之前完成的，而软件锐化只能对经过压缩的JPEG照片进行锐化，后者的锐化会使JPEG的压缩痕迹更加明显。如果觉得照相机内锐化的效果还不够明显，当然你可以后期用软件再进行锐化。但请读者切记一点：把照片锐化容易，但是要消除过度锐化的痕迹就非常困难了。
感光度（ISO）
感光度（ISO）
　　传统胶卷感光度称为ASAs，它们随着感光度的数值不同，用法也不尽相同。感光度越低，照片越细腻，颗粒感越弱，但是需要较长的曝光时间，吸收更多的光子量。在户外摄影中，低感光度往往能大派用场；但是在昏暗环境和运动场景中拍摄的时候，为了缩短曝光时间，我们便需要更“快”，颗粒感更重的胶卷，即感光度更高的胶卷。数码相机的感光度ISO原理与此类似，ISO与ASAs都是指感光元件（胶卷或传感器）对光的敏感程度。多数数码相机的感光度默认设定为ISO 100，有的还会低至ISO 50。用户可以把感光度调成200, 400, 800……高端的数码单反甚至有ISO 3,200的设定。当感光度增加的时候，传感器的输出被放大，因此需要的进光量减少。然而，传感器的输出放大的同时，噪点也同时被放大了。感光度高的照片往往颗粒感比较重，这种现象跟胶卷相机一样，但成因不同。读者可以想象一下，使用高感光度的时候就像把收音机的声音调大，音乐的声音当然会更嘹亮，但是由于信号接收不良而产生的“嘶嘶”噪音也自然会增加。随着传感器技术的进步，现在的数码相机在高感光度下的画质表现越来越好，尤其是高端的数码单反，抑止噪点的技术更加成熟。数码相机的感光度调节比胶卷相机方便得多，使用胶卷相机时，如果需要更改感光度，用户必须更换整筒胶卷；而对数码相机用户来说，只需在照相机内进行简单的设置，便能更改感光度设定。
下图说明了不同感光度下的噪点水平，我们可以明显看到：噪点水平随着感光度的增加而提高，以红色和蓝色通道观察，噪点水平的提高最为明显。


ISO 100
ISO 800


ISO 100－红色通道
ISO 800－蓝色通道
解像度（Resolution）
解像度（Resolution）
传感器解像度
　　就是传感器上有效的非插值象素的数目。
图像解像度
　　一幅数码图像的解像度由组成这副图像的象素数目决定。一张500万象素的图片，通常长2,560象素，高1,920象素，它的解像度即为4,915,200象素。在之前的“象素”专题里面，我们已经知道：用尽照相机的有效象素能拍摄出最高解像度的照片。然而，用插值的方法获取更高解像度，收效不大，但是却占用了更多的储存卡空间。除非储存卡的容量不足，否则无论什么时候，我们都应该使用照相机的最高解像度拍摄，以获得最佳的照片质量，
解像度测试图表：水平和垂直LPH
　　我们在许许多多照相机的测评中曾经看到过下面的图表，这个图片到底有什么用呢？其实，这是一个照相机解像度测试图表，它是按照PIMA/ISO 12233标准制定的。这是一张设计出色的图表，它不仅能测试水平和垂直的解像度，而且能考验传感器对不同角度图形的反应能力。准备购买数码相机的朋友，可以通过这个解像度测试图表，了解各种照相机的解像度，并进行横向比较。

尼康CP8700的解像度图表，红色区域为放大部分


放大图A。直到“16”这个位置之前，黑白线条清晰，容易分辨。因此，水平的LPH值就是1600。
放大图B。直到“15”这个位置之前，黑白线条清晰，容易分辨。因此，垂直的LPH值就是1500。
　　水平LPH指以水平轴（x轴）的方向观察，在整张照片能看得清楚的垂直线条的数目。在上面的放大图A中，我们可以看到9条黑色线和8条白色线相间，在“16”这个位置上，线条仍然清晰。但是到了“17”这个地方，黑线和白线变得越来越难以区分。放大图A中“16”的位置一共有17条直线（9+8），而这17条直线的宽度正好是26个象素的宽度。由于CP8700的样张高度为2,448象素，每个象素高度涵盖的垂直线条数目就是2,448/26*17或者说样张的水平解像度就是1,600 LPH。因此，解像度测试图表上的“16”表示样张的高度可以涵盖1,600条线条，即1,600LPH（per picture height）。
　　同理，垂直LPH指以纵轴（y轴）的方向观察，在整张照片能看得清楚的水平线条的数目。放大图B告诉我们，样张的垂直解像度大约是1,500 LPH。
　　由于解像度对图像高度来说是“规格化”的，因此我们可以通过解像度测试图表，对比成像纵横比不同的数码相机的解像度高低。
　　正是由于照片高度的“规格化”，我们可以通过照片纵横比，由水平LPH推出垂直线条的绝对值，或由垂直LPH推出水平线条的绝对值。例如，垂直线条的绝对值等于水平LPH乘以纵横比。在上面CP8700的例子里面，我们知道水平LPH为1,600，照相机成像纵横比为4:3，于是样张的垂直线条的绝对值通过计算可得：1,600 x 1.333 = 2,133。
　　聪明的读者看到这里一定会发现：3,200,000（2,133 x 1,500）明显比样张的解像度8,000,000 (3,264 x 2,448)低。其实原因很简单，因为数码相机传感器的颜色过滤排列装置需要对信息进行插值计算，此外，许多照相机的防锯齿滤镜也需要插值计算。然而，在前面提到的Foveon传感器中，图像的解像度与传感器解像度比较接近。光学系统的限制使很多数码相机不得不使用一块小小的传感器来获得锐利的图像，这种做法同样会影响图像的解像度。
5°对角线LPH
　　放大图C为5°对角线的LPH，从图表我们可以读出这个LPH值为1000

　　放大图C：黑白5°对角线在“10”这个位置之前能清晰区分，“10”也是图表中的最大值。因此CP8700的5°对角线LPH为1,000+。
极限LPH值
　　极限LPH值表示在该LPH值的刻度上，黑白线条的开始混合成灰色，两种线条难以区分。

放大图D：在“18”这个位置附近，黑线和白线混合成灰色，因此垂直极限LPH值为1,800。

城市森林

RAW图像格式
RAW图像格式
　　在开始这个专题之前，笔者在这里首先说明一点：RAW并不是一个英文缩写，RAW就是RAW，中文解释是“原材料”或“未经处理的东西”。RAW文件包含了原图片文件在传感器产生后，进入照相机图像处理器之前的一切照片信息。用户可以利用PC上的某些特定软件对RAW格式的图片进行处理。
RAW格式的储存和优势
通过对颜色过滤排列的专题的了解，我们应该知道传统的传感器中，每个象素只负责获得一种颜色。每个象素承载的数据通常有10或12位（12位最常用），而这些数据就能储存到RAW文件里面。照相机内置图像处理器通过这些RAW数据进行插值运算，计算出三个颜色通道的值，输出一个24位的JPEG或TIFF图像。

RAW（10或12位）




红色通道（8位）
绿色通道（8位）
蓝色通道（8位）
TIFF或JPEG（24位）
　　虽然TIFF文件保持了每颜色通道8位的信息，但它的文件大小比RAW更大（TIFF：3×8位颜色通道；RAW：12位RAW通道）。JPEG通过压缩照片原文件，减少文件大小，但压缩是以牺牲画质为代价的。因此，RAW是上述两者的平衡：既保证了照片的画质和颜色，又节省储存空间（相对于TIFF）。一些高端的数码相机更能输出几乎是无损的压缩RAW文件。
RAW的适用性
　　许多图像处理软件可以对照相机输出的RAW文件进行处理。这些软件提供了对RAW格式照片的锐度、白平衡、色阶和颜色的调节。此外，由于RAW拥有12位数据，你可以通过软件，从RAW图片的高光或昏暗区域榨取照片细节，这些细节不可能在每通道8位的JPEG或TIFF图片中找到。
RAW的弊端
　　RAW有一个明显的弊端：随着照相机牌子和型号的不同，它们输出的RAW格式也不同。用户在处理RAW格式图片的时候必须使用厂家提供的专门软件。这为图像处理带来了诸多不便。此外，相对于JPEG和TIFF格式的图片，打开和处理RAW文件要耗费更多的时间。为了解决这个问题，有的数码相机可以让用户拍摄照片的时候同时以RAW与JPEG格式储存照片。随着照相机图像处理速度越来越快，记忆卡容量越来越大而且越来越便宜，上述的做法将不再麻烦了。同时记录JPEG和RAW格式照片，可以让用户使用常规的图像处理软件组织和编辑照片（JPEG）；当需要获得处理精细的照片或需要改善照片缺憾（如白平衡不正确和高光/暗部细节缺失 ）的时候， 用户可以使用RAW解决问题。除此以外，现在越来越多第三方软件制造商制造一些兼容性强的图像处理软件，让多个品牌、多个型号的照相机都能使用同一个软件处理其输出的RAW照片，解决RAW的兼容性问题。Adobe Photoshop CS就是其中一个例子。然而，Adobe Photoshop CS并不能像厂家的专门软件那样，提供全面的RAW处理设定。兼容性不够强仍然是限制RAW格式发展的最大障碍。
色调分离（Posterization）
色调分离（Posterization）




天空平滑的色调级数
带状色调分化，缺乏足够的色调，柱状图的“柱”不是紧密相连
　　当我们在低位数环境（如每通道8位的模式）进行图片处理，如色调转换时，一幅照片上的某个区域可能只由少数有限的色调级数描述，这就形成了清晰的柱状图带状分布，或称为“色调分离”。
降噪技术（Noise Reduction）
降噪技术（Noise Reduction）
　　在过去的几年里面，数码相机工程师们不断研究降低噪点水平的方法。降噪技术的关键是在不影响照片细节、画质的基础上，减少噪点的出现。早期的免费降噪软件往往以牺牲细节和画面锐度为代价，使画面变得平滑，减少噪点，但这个方法让照片看起来像水彩画一样，缺乏细节。
　　下面的放大图说明了各种降噪方法对照片的影响，照片是用准专业级数码相机拍摄的。降噪的结果用彩色放大图和红色通道放大图表示（放大4倍）。如果读者的显示器难以观察到原图的噪点，那么请看红色通道的放大图：
原图
失败的降噪
成功的降噪
红色框区域放大4倍






请留意蓝色天空中的红色噪点，在红色通道观察特别明显
失败的降噪能去掉噪点，但是把屋顶边缘弄模糊了。
成功的降噪不但去掉了噪点，而且让边缘保持了原来的锐度。
原图
失败的降噪
成功的降噪
红色框区域放大4倍






蓝色天空的噪点在红色通道中非常明显
失败的降噪以波浪形的样式消除噪点
成功的降噪不使用波浪形样式降噪，并且保留一些“颗粒”，保持照片锐利度。
JPEG压缩与降噪

　　JPEG以高画质压缩时压缩产生的正方形区域难以察觉。由于噪点也属于画面的细节，降噪会对JPEG的画质产生影响，JPEG的正方形区域变得更加清晰可见。为了避免以上情况出现，我们只好以RAW格式编辑图片。此外，降噪对JPEG画质的影响随着软件的不同而不同，Adobe Photoshop CS中降噪对画质的影响就相对比较小。
长时间曝光降噪

原图

全黑区域

降噪处理
　　长时间曝光会产生“黏附象素”噪点，在全黑的区域，噪点尤其明显。现在很多新型的数码相机都带有内置降噪功能，消除长时间曝光产生的噪点。就算把新型数码相机的降噪功能关闭，长时间曝光所产生的噪点都会比上图少，因为上图是用老式的数码相机拍摄的。
噪点/噪音（Noise）
成因：传感器噪点
　　数码相机传感器中的每个象素上都有一个或者更多光电二极管，光电二极管把落在象素上的光子转化为电子信号，然后计算出颜色值和其他值，最终构成一幅完整的图像。如果同一个象素在同一个进光量下曝光数次，该象素得出的颜色值可能会不尽相同，而这些微小的差异就形成了传感器的噪点。就算在没有光进入传感器的情况下，传感器本身的电子运动也会产生一些信号，就好像把音响设备打开而不播放音乐时，我们听到的“嘶嘶”声……这些额外的信号便是噪音。传感器出现噪音是正常的，因为象素在多次感光后，表面温度会上升，温度上升使光电二极管工作异常，产生噪音。这种噪音被称为“本底噪音”。象素的输出一定要比本底噪音强，才能表达其含有的信息。
后果：图像噪点
　　数码图像的噪点在相同的表面上（如蓝天、阴影……）最为明显，噪点通常表现为单色颗粒状，类似于胶片的颗粒（亮度噪点）和颜色波纹（颜色噪点）。我们在上面已经谈过，噪点随着温度的上升而增加。其实，噪点还受感光度的影响，小型数码相机的颜色噪点正正体现了这一点（下面的图D）。此外，象素面积越小，产生噪点的机会越多－这就是小型数码相机照出来的相片噪点较多的原因（相对于数码单反）。专业级照相机通常拥有高质量的象素和强大的图像处理器，把噪点水平降到最低，甚至在低感光度下没有噪点出现。噪点在红色和蓝色通道上比较显眼，相反，在绿色通道上就不那么容易察觉了。因此，以下图表中的图片以红色通道表示噪点，方便我们分析不同的噪点水平。
蓝天的放大图
A
B
C
D
E
RGB





红色通道





照相机级数
专业级
准专业级
准专业级
准专业级
C图经降噪处理
照相机类型
单反
单反
小型机
小型机
象素大小
大
大
小
小
感光度
100
200
100
800
Red Ch. St. Dev.
1.8
2.5
5.6
22.6
1.4
　　以上红色通道的实例图片很好的说明了不同噪点水平的差别，我们可以看到C图和D图的噪点水平明显高于A，B，E图。E图是C图经过降噪处理后所得的图片，从E图可以看出降噪功能可以有效的减少噪点。
长时间曝光中的“黏附象素”噪点

　　这是另外一种噪点，通常伴随着长时间曝光产生（1妙以上），这些噪点看上去像一些颜色点，面积比象素大，我们称之为“黏附象素”或“热象素”噪点。随着降噪技术的不断进步，长时间曝光噪点在新型的数码相机中已经越来越不明显了
摩尔纹（Moiré）
摩尔纹（Moiré）
　　如果数码相机的解像度不能支持显示被拍摄物体的更多细节，波浪形的摩尔纹便会产生（如放大图A所示）。显示同样场景的放大图B中并没有产生摩尔纹，因为拍摄图B的照相机比拍摄图A的照相机拥有更高的解像度。防锯齿滤镜能有效减少摩尔纹的产生，但它同时会降低画面的锐利度。

A，摩尔纹

B，高解像度时没有摩尔纹
杂乱的非自然痕迹
　　摩尔纹有时候会导致照相机内部的图像处理器产生杂乱的非自然痕迹。

城市森林

相机系统
取景器（Viewfinder）
取景器是摄影者观察想要拍摄的景物的“窗口”。下面我们会介绍4种数码相机常用的取景器。
光学取景器
　　小型数码相机上的光学取景器由一组简单的光学元件组成，这套元件与镜头的光学系统相连，让光学取景器中的影像与进入镜头的影响同步相连。这种取景器体积小巧，但最大的问题是有取景误差。取景器通常置于镜头上方，从光学取景器上看到的影像跟镜头投射在传感器上的影像是不同的，在短距离拍摄中，这种“视差”就更为明显了。一般的光学取景器只能让用户看到镜头实际覆盖范围的80%到90%。如果想准确取景，还是使用无视差的LCD比较好。戴眼睛的朋友在使用光学取景器的时候最好看一下取景器旁是否有屈光度调节，如果有的话会方便不少。

光学取景器与镜头平行，是造成视差的原因

在短距离（如1.5米内）拍摄容易造成视差
非专业数码相机的LCD取景
　　小型数码相机的LCD取景让用户能实时观察到想拍摄的影像，这个影像与镜头投射在CCD上的影像是相同的，不会有视差产生。这种取景方式也叫做“TTL”（Through-The-Lens）通过镜头取景。但我们知道，使用LCD取景是很耗电的，而且在阳光猛烈的时候，我们很难看到LCD上的画面。这就促使我们使用光学取景器或下面将谈到的EVF取景器。另外，数码单反上的LCD并不作取景用，它只能让用户在拍摄后在LCD上观看照片和喜欢作菜单，当然DSLR有自己特有的取景方式，这也将在下文介绍。
数码单反上的光学取景器（TTL）
　　同样是使用光学取景器的数码单反是没有取景视差的，因为它的光学取景器比小型数码相机的精密，而且它的原理是把一块反光镜和菱镜连到传感器上，镜头投射到传感器上的影像就是TTL上看到的影像。当摄影者按下快门的时候，反光镜便会弹起，光线通过镜头进入传感器，传感器开始曝光。由于传感器的限制，多数数码单反的LCD只能用来观看照片回放而不能用于取景拍摄。在DSLR光学取景器的旁边通常还会有一块小小的LCD显示照相机的各项设定及状态，如光圈快门、曝光补偿、白平衡等。

真正程度上的TTL—通过镜头取景。

单反的TTL有屈光度调节功能（右侧滑轮）
小型数码相机上的EVF电子取景
　　电子取景其实是把LCD上的画面传送到数码相机的电子取景器上，因此从EVF看到的影像跟镜头投射到CCD上的影像是相同的，而且与LCD上的影像同步。EVF从根本上来说就是镜头上方一块很小的LCD（直径大约为0.5"，象素大约为235，000），它让用户能更精确地取景，特别是在强光下也不用担心取景困难。EVF吸收了数码单反TTL取景器的众多优点，比如没有视差，但是装有EVF的照相机就不可能多此一举的再装上光学取景器了。

EVF模拟效果图
图片浏览索引（Thumbnail Index）
当用户在回放模式中观看照片时，多数数码相机都提供一种索引浏览功能——即把图片变成指甲大小，在LCD上能同时看到多幅图片（通常显示为2 x 2或3 x 3个方格，用户通常能够自由选择）。用户能通过该索引，使用相机上的按键，选择这些指甲大小的图片，并对其进行其他喜欢作，如隐藏、删除、组织安放置特定文件夹、以幻灯片形式浏览，直接打印……当然随着照相机型号不同，这些功能有所区别。当用户点击某张索引图片时，该图片就会放大到刚好填满LCD的大小，方便用户观看、喜欢作。

典型的3*3索引

让用户对已选择图片进行喜欢作的菜单
记忆卡/储存卡（Storage Card）
数码相机的记忆卡相当于传统相机的胶卷。 它是数码相机内的可移动设备，用于保存图象。记忆卡随着数码相机市场的飞速发展而不断更新，并遵从以下的发展趋势：
更大的容量（以GB计）和更快的读写速度，有利于提供更高图象的清晰度和以无压缩的RAW格式输出图片。
每MB或每GB的单位价格日渐便宜。
为适应越来越小的数码相机，记忆卡体积也随着缩小。
　　储存卡的进步是有目共睹的，唯一令人遗憾的就是记忆卡类型迅速增多，使到记忆卡在不同的相机，读卡器，或其它设备(如PDAs，MP3播放器等)中使用缺乏统一性。下面的图表是多种记忆卡体积的比较：

各种记忆卡的体积(mm)
CompactFlash II / Microdrive－ 42.8 x 36.4 x 5.0＝ 7,790
CompactFlash I －42.8 x 36.4 x 3.3＝ 5,141
Memory Stick－ 50.0 x 21.5 x 2.8 ＝3,010
Secure Digital －32.0 x 24.0 x 2.1 ＝1,613
SmartMedia －45.0 x 37.0 x 0.8 ＝1.332
MultiMediaCard－ 32.0 x 24.0 x 1.4＝ 1,075
Memory Stick Duo －31.0 x 20.0 x 1.6＝ 992
xD Picture Card －25.0 x 20.0 x 1.7＝ 850
Reduced Size MultiMediaCard －18.0 x 24.0 x 1.4 ＝605
CF卡
　　CF卡是一种可*的记忆卡，可以与多种设备兼容。与其它类型的记忆卡相比，CF卡在容量方面也占据着优势。它有着2.2G以上的容量，要求你的相机必须支持FAT32格式.。CF卡有type I 和type II 两种类型，区别主要在于厚度（3.3mm和5.0mm）。type I 广泛用于闪存，而type II 则用于微型硬盘。
微型硬盘
　　微型硬盘是IBM的伟大发明，使用type II 的CF卡，特别提供更为便宜的单位容量价格。正因为微型硬盘含有可移动的部分，这意味着它需要使用更高电量的电池，高耗电产生高热量（结果是引起更多噪音）并且硬盘可能会因为过热而运作不正常。
SM卡
　　SM卡的面积比CF卡大，但比CF卡薄。SM卡容易碰坏，也没CF卡可*。SM卡正逐渐被市场淘汰，因为事实上已经没有新的数码相机支持这类型的记忆卡了。
索尼记忆棒
　　记忆棒是索尼公司首创的一种记忆卡，现在也有其它公司进行生产，例如Lexar Media。而主要的障碍是市场上很少数码相机适用这一类型的记忆卡，尽管这一数字正逐渐增加。因此，如果你以后买了一台其它牌子的数码相机，，你的记忆棒也不一定适用。记忆棒的单位容量的价格相对比较贵，因为在市场上它的竞争较小。尽管记忆棒的容量正不断增加，但在最大容量方面它始终落后于CF卡。现在市场上存在着几种不同类型的记忆棒，例如：有选择功能的索尼记忆棒，Sony Memory Stick Pro, Sony Memory Stick Duo, 和Sony MagicGate.
SD卡
　　由SDA开发的SD卡，是一类精密的记忆卡。允许高速数据传输；并有内置安全功能，增强了数据交换时的安全性（包括音乐版权的保护）。这些优势使得SD卡在价格上高于类似的MMC卡。稍后我们将对MMC卡作进一步的介绍。就像软盘一样，在SD卡旁边也有一个小小的“读写保护”开关。
MMC卡
　　由MMCA （MultiMediaCard Association）开发的MMC卡与SD卡有着相同的面积，但比SD卡薄0.7mm，少了两个插脚。硬件形式的MMC卡适用于SD卡的插槽，大多数（但不是全部）SD设备和数码相机都接受MMC卡。 市面上主要有两种类型的MMC卡：SecureMMC（类似于SD卡）和Reduced Size MMC，请读者在购买之前要检查你的MMC卡是属于哪一规格。
xD卡
　　XD卡是另一种针对超小型的数码相机的记忆卡，由奥林巴斯，富士和东芝公司生产。
其它类型
　　一些旧类型还包括软盘和PCMCIA卡。现已较少有支持3英寸的CD-R或RW的设备的记忆卡已经比较少见了。一些低挡次的数码相机没有可移动的记忆卡，但有内置内存

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动态范围（Dynamic Range）
动态范围（Dynamic Range）
传感器的动态范围
　　动态范围表示图像所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大，所能表示的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。如下图所示：

　　照相机的动态范围越大，它能同时记录的暗部细节和亮部细节越丰富。请读者注意，动态范围与色调范围（tonal range）是不同的。
图像的动态范围
　　当我们用JPEG格式拍摄照片时，照相机图像处理器会以明暗差别强烈的色调曲线记录图像信息。在这个过程中，处理器常常会省去一部分RAW数据上的暗部细节和亮部细节。RAW格式使数码图像保持了传感器的动态范围，并且允许用户以一条合适的色调曲线压缩动态范围和色调范围，使照片输出到显示器或被打印出来后，获得适当的动态范围，适合观看。在色调范围的专题中，我们介绍了一个极端的例子。从这个例子可以看到在32位浮点图像中，较大的动态范围和色调范围是如何被压缩的。
象素大小和动态范围
　　看到这个地方，相信读者都应该清楚：数码相机的传感器是由数以百万个象素组成的，这些象素在传感器曝光的过程中吸收光子，转化成数字信号，然后成像。这个过程就像我们拿数百万个水桶到户外收集雨水。感光区域越光亮，收集的光子量自然越多。在传感器曝光后，传感器按照每个象素收集的光子量不同，赋予它们不连续的值，转化为数字信号（详细请看前面的AD转换器）。没有吸收光子和吸收光子至满载的象素值分别为"0"和"255"，即代表纯黑色和纯白色。下图的传感器只有16个象素，这些象素能在传感器曝光过程中迅速吸收光子。

　　一旦这些象素满载，光子便会溢出。溢出会导致信息（细节）损失，以红色为例，高光溢出使满载红色的象素附近的其他象素的值都变成255，但其实它们的真实值并没有达到255。换句话说，画面的细节发生了损失。在柱状图部分我们已经提到，这样会造成高光部分的信息缺失。另一方面，如果我们减少曝光时间来防止高光溢出，很多用来描述昏暗环境的象素没有足够的时间接收光子量，得出的象素值为0，这样反而会导致昏暗部分的信息缺失。
　　通过上面的说明，我们现在可以了解为什么数码单反会拥有更大的动态范围。原因很简单：数码单反的象素比较大。大的象素不会太快被“填满”，因此描述昏暗环境的象素在描述光亮环境的象素“满载”之前，有更多时间吸收光子，画面细节便会更加丰富。
动态范围的例子




照相机的动态范围与场景的动态范围基本相符。柱状图表明照片有丰富的亮部和暗部细节。




照相机的动态范围比场景的动态范围小。柱状图表明照片缺失亮部细节和暗部细节。




　　照相机的动态范围有限，以牺牲暗部细节为代价获得亮部细节。为了防止高光溢出，数码相机要求用较短的时间让象素曝光，描述暗部的象素没有足够的时间吸收光子量，损失细节。




　　照相机的动态范围有限，以牺牲亮部细节为代价获得暗部细节。为了使暗部象素有充分的曝光时间，数码相机要求用较长的时间让象素曝光，使描述亮部的象素发生高光溢出，损失细节。




　　场景的动态范围比照相机动态范围小，典型的例子是从飞机上拍摄照片。柱状图可以“拉长”到覆盖整个色调范围，得出一幅对比度较强的照片，但是可能在这个过程中发生色调分离。
数码变焦（Digital Zoom）
数码变焦（Digital Zoom）
　　光学变焦使照相者能在照相机镜头的最小与最大焦距之间作出选择。消费级和准专业级数码相机常常还带有数码变焦，下面我们就已一张500万象素准专业级数码相机拍出来的照片为例，谈谈数码变焦。

A，用31mm镜头拍摄的场景

B，用50mm镜头拍摄的场景
　　把焦距从31mm改变为50mm(50/31=1.6X光学变焦)，我们看到的照片所覆盖的场景变小了。在图B中，红色框内的区域就是图A的场景。在两幅图片中，照相机都会为500万象素的照片记录500万象素的信息。

C，1.6倍数码变焦，使解像度下降

D，1.6倍数码变焦所得图像
　　1.6倍数码变焦后的图像只会用到1,600 x 1,200象素的信息，而丢弃剩下的信息(2,560/1.6=1,600 and 1,920/1.6=1,200)。在图C中，照相机捕捉到的场景大小跟图A是相同的，但是图C只用到500万象素中的200万象素！如果数码相机有解像度为 1,600 x 1,200 的拍摄选项，拍摄的照片就会被保存为200万象素的图像。因此我们看到经过数码变焦后的图D，解像度其实只有200万象素，清晰度明显下降。在数码变焦中，照相机图像处理器没有创造额外的信息，所以图D的画质明显比图B低。
到底我们应否使用数码变焦？？
　　既然经过数码变焦后的图像画质会明显下降，那么我们还应不应该使用它呢？如果你的目的是获得图B中的图像信息，使用50mm的焦距当然是最佳选择。但是如果你的照相机只有31mm（或者你已经把光学变焦杆拉到最长焦端，然而你还想zoom得更远），你可以有以下三个选择：
我们推荐的做法是把数码变焦关掉，以照相机的最高象素拍摄，拍摄后再按照你的需要在电脑上修整、放大图片。
如果你的500万象素照相机有输出200万象素照片的选项，就把数码变焦打开，使用1.6倍数码变焦。解像度为1,600 x 1,200的照片会被储存到记忆卡内，而这张200万象素的照片就记录了200万象素的信息。
我们最不推荐使用1.6倍数码变焦的同时而500万象素输出。因为这时候不仅占用了较多的储存卡空间，而且输出照片的后期可调整性大大降低。我们可以想象：把200万象素的信息（如图C）放大成500万象素的图片（如图D），效果是多么糟糕。
　　最后，我们应该在使用数码变焦的时候谨记一点：数码变焦并不能创造镜头捕捉不到的细节，数码变焦的成像与光学变焦的成像是无法相比的。

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感应器/传感器（Sensors）新型Foveon感应器　　我们眼睛里面的锥形细胞对红、绿、蓝三原色特别敏感，我们识别的其他颜色其实也是通过三原色不同比例的搭配而成的。在传统的胶卷摄影中，彩色胶卷上的化学层就是利用红、绿、蓝三原色的原理工作的。新型的Foveon感应器其实也运用着同样的原理。Foveon感应器有三个感应器层来测量三原色。我们在下图可以看到，把三个颜色的图层结合便能得到一张数码照片，每个象素就像正方形的瓦片一样，铺在传感器上，各个象素颜色不同。作为一种新开发的科技，Foveon感应器现在只应用在Sigma SD9和SD10数码单反上，它仍未能解决对光线敏感度低的缺点。 常用的颜色过滤排列感应器　　除了上述的两款数码单反外，所有的数码相机均使用这种颜色过滤排列感应器来测量每个象素接受光线的明亮程度。在以下的图表中，我们可以看到“颜色过滤排列”被置于感应器上部，吸收投射在上面的由三原色组成的光线。每一个象素只负责测量一种主要颜色（红、绿、蓝）之一，而另外两种颜色是根据附近象素的颜色由软件估算出来的。这种做法减低了照片的锐利度和色彩还原真实程度——这就是颜色过滤排列感应器比Foveon感应器落后的地方。然而，随着当今感应器的象素不断提高，锐利度的不足和颜色的失真已经越来越不明显了，不断进步的图片处理系统已经变得更加聪明，照片画质得到了很大的提升。 Active Pixel感应器（CMOS, JFET LBCAST）与CCD感应器比较　　好像用一排水桶收集雨水一样，数码感应器由一系列负责收集光子的象素组成。每个象素收集的光子被光电二极管转化为电荷，接着电荷放大为电压，最终被数码转换器转化成二进制数字信号，因此照相机能处理数据并得出数码图像。　　电荷耦合器件CCD图像传感器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂，速度较慢。APS经光电转换后直接产生电压信号，信号读取十分简单，还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD快得多。CCD与APS的这种差别就像纯平显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）产生图像的差别。　　最常见的APS感应器就是互补金属氧化物半导体图像传感器CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）。CMOS感应器开始只应用在低端的照相机上，但随着科技的发展，CMOS已经被越来越多的高端数码相机使用，例如佳能EOS D60和10D。由于CMOS传感器更快、更小、更便宜、兼容性更强的特性，很多生产电脑芯片的工厂都有能力生产CMOS，这将会使CMOS被运用在更广泛的领域。先前提到的Foveon传感器其实也是在CMOS的基础上发展出来的。尼康公司新型的JFET LBCAST传感器同样属于APS类传感器，但它使用与CMOS不同的晶体管JFET(Junction Field Effect Transistor)。 象素质量/成像质量（Pixel Quality）现在的数码相机生产商在市场上大打“象素战”，这很容易让消费者认为：越高象素就越好。可惜事实并没有如此简单。象素的大小只是影响成像质量的其中一个因素，高象素并不一定意味着好画质。画质的好坏应该说是由以下因素确定的：几何精确度、颜色准确度、动态范围、噪点等。象素质量还受很多光电探测器、镜头和传感器质量、光电二极管大小、照相机各部分协调度、图像处理系统成熟度、图片储存格式等因素影响。几何精确度　　几何精确度（空间精确度）指传感器中象素的位置和镜头与传感器解像度的匹配程度。插值并不会提高几何精确度，因为它并不能创造照相机原象素无法记录的细节地方。颜色准确度　　传统传感器使用的颜色过滤排列系统，通常每个象素上只有一个光线二极管。由于每个颜色通道上的一些象素是由数码相机运算出来的，所以得出的照片颜色难免会有些失真。在传感器中增加象素可占空间能有效减少这种失真。Foveon感应器的每个象素上有三个光电探测器，它能够消除颜色失真，创造更准确的颜色还原。可惜的是，Foveon感应器的灵敏度比不上传统感应器，而且这种技术只有一小部分数码相机享有。动态范围　　象素可占空间的大小和填充因素决定了光电二极管的大小，同时，这对动态范围有巨大影响。高质量的传感器不仅还原照片更精准，而且输出动态范围更的大的图片（象素数据以RAW格式记录）。与富士的超级CCD不同，超级CCD SR在每个象素上使用两个光电二极管，以增加动态范围。一个灵敏的光电二极管能准确测量各种光线甚至影子，而不灵敏的光电二极管只能测量亮光。噪点　　照片中的象素（各个点）有两部分组成：你想看到的—实际景物你不想看到的—噪点越是清楚，越是不显眼。传感器质量和象素在传感器内可占空间对噪点多少影响最大。总结　　到现在为止，还没有一种公认的分数制标准来说明不同类型的传感器和数码相机成像的优劣。例如，300万象素的Foveon型传感器使用了900万个光电探测器，结果是这个传感器的成像要比传统300万象素传感器好，而比传统900万象素的传感器差（在相同感光度设定下比较）。同理，一张以300万象素为基础象素的600万象素富士超级CCD图片，画质会比传统300万象素的图片好，但是比传统600万象素的图片差。一张小型数码相机拍的600万象素图片，画质肯定比数码单反拍的象素相同的图片差……因此，要以“等价”象素来区分画质好坏是不实际的。　　总之，只要你的数码相机能满足你的日常需要（网上共享、在电脑上浏览、打印、出版等），就不要管它有多少象素了。笔者在这里强烈建议各位准备买数码相机的朋友：象素不用高，够用就好了。象素（Pixels）感应器中的象素　　好像用一排水桶收集雨水一样，数码感应器由一系列负责收集光子的象素组成。每个象素收集的光子被光电二极管转化为电荷，接着电荷放大为电压，最终被数码转换器转化成二进制数字信号，因此照相机能处理数据并得出数码图像。　　你知道感应器（如CCD）大小对数码相机的影响吗？为什么轻便型数码相机虽然照片象素跟数码单反差不多，为什么照片画质差别如此巨大呢（特别在噪点控制和动态范围方面）？我们先为读者留下悬念，答案将在以后的内容说明，现在请读者们先关注一下感应器的大小。 典型3、4、5百万象素小型数码相机的感应器大小 典型6百万象素数码单反的感应器大小 典型4百万象素小型数码相机与6百万象素数码单反感应器大小比较数码照片象素　　数码照片就好像电子报表，用行和列记录感应器在每个象素上产生的二进制数值。数码照片的象素在被显示屏显示或打印之前，是不具有实际大小的。例如，在4" x 6"大小的打印中，一张500万象素的图片每个象素只占0.01mm；如果打印8" x 10"的图片，每个象素只占0.05mm。显微透镜（Microlenses）为了克服低“填充系素”的局限，某些数码相机感应器在颜色过滤排列系统上方装有一组显微透镜，目的是使光子从一个较大区域转移到光电二极管的较小区域。 显微透镜像漏斗般使光线从一个较大区域转移到象素中的光电二极管（图中红色部分）； 用电子显微镜观察真正的显微透镜。

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传感器大小（Sensor Sizes）


典型3、4、5百万象素小型数码相机的感应器大小


典型6百万象素数码单反的感应器大小
　　上图形象的表示了典型数码相机传感器与35mm胶片大小的比较。数码单反的传感器一般比较大，它们基本能达到胶片的40%的大小，有的甚至达到100%－即与胶片等大。小型数码相机虽然象素可能与数码单反相若，甚至俾数码单反还要高，可是因为小型dc每个象素所占的空间比数码单反小得多，所以它的画质（特别是噪点控制与动态范围）无法与数码单反相提并论。
传感器类型
　　当我们谈到传感器类型时，经常会用一些分数表示：例如1/1.8" 或 2/3"，这些数值比传感器的实际直径大。这种分类是由50年代电视影像管的一套标准演变过来的。当时最常用的影像管大小为1/2", 2/3"等。这个大小所指的并不是传感器区域的对角线长度，而是指影像管外玻璃壳的长度。工程师们迅速发现像平面的可用区域为特定大小的三分之二，并没有特别原因。但是这项不成文的约定却被保留了下来。其实图像圈直径、传感器大小之间并无任何关系，“三分之二”只是一种习惯而已。

传感器的线性特征（Sensor Linearity）
传感器是一种线性设备。只要象素未被填满，只要传感器接收的光子量加倍，它的输出也会以倍数增加。然而，人的视觉使非线性的，我们在“动态范围”的章节已经谈过，在昏暗的环境中把光亮程度加倍和在明亮的环境中把光亮程度加倍，前者的效果会比后者明显得多，因为我们的视觉愿意把“影子”看得更光和把“高光”看得更暗。




　　左图为传感器的线性反映，右图为人类视觉的非线性反映（动力曲线约为0.45）。例如传感器测量为“127”的值，人的肉眼会认为是“186”。
　　假如我们让感应器曝光直到象素达到最大容量，那么最光亮的象素会输出一个为254的数值（255被省略）。现在我们把入光量平分，即象素将会输出一个为127的数值。这意味着最光点用完了可表示光亮程度的255级色调的一半，而偏偏人的视觉在这个最光点时是最不敏感的。因此，能够表示光亮度最低（最暗）的色调级数只剩下很少。我们平时看到的RAW格式图像通常偏暗（柱状图向左边*）就是这个原因。


　　图中红色曲线表示传感器的线性特征，绿色曲线表示人类视觉的非线性特征。由图中可看出，传感器测量出数值为127的光亮度，人的肉眼会认为光亮度为186。蓝色曲线是一条典型的调整曲线——用以补偿红绿曲线的差异，压缩动态范围，使人类能在显示器或打印照片中看到光亮程度“正常”的照片。
　　因此，数码相机都会利用调整曲线来消除原始数据和视觉特征的差距。为了满足人们的视觉非线性特征，照相机会把更多的色调级数分配到昏暗的区域，把更少的色调级数分配到光亮区域。
　　数码照相机和RAW转换器有时候也会不加修正地使用一种S型曲线以压缩动态范围，满足人类肉眼视觉特征的需要，方便人们观看屏幕和打印出来的照片。