簡述數(shù)字相機的工作原理及特點

一、數(shù)碼相機的魅力


與傳統(tǒng)相機相比，數(shù)碼相機有許多誘人的魅力，例如“即拍即得”，剛剛拍攝的照片立即可以顯示在相機的顯示屏上，比沖洗膠卷不知快了多少倍，如果照片不滿意還可以馬上刪掉重拍，這多虧“記錄介質(zhì)可重復使用”的功勞，而使用普通膠卷可就不能讓你這么隨意了。購買數(shù)碼相機的費用較高，但當你拿出一筆資金購買以后，使用時的花費則較少，不像過去買膠卷時還要掂量掂量。另外“圖像可加工”也是其特點之一，數(shù)碼相機拍攝的照片可以直接送入電腦進行處理，這意味著我們可以利用自己的電腦和打印機快速地加工得到稱心如意的照片。數(shù)碼相機的這些特點都是由它的基本原理和結(jié)構(gòu)所決定的，了解其中的道理能使我們在選購和使用數(shù)碼相機時更加得心應手。
目前，市場上常見的照相機不外乎三種，即使用膠卷的傳統(tǒng)相機、使用APS（Advanced Photo System）膠卷的“先進攝影系統(tǒng)”相機以及不使用膠卷的數(shù)碼相機。從外表看，有一些品牌的數(shù)碼相機與傳統(tǒng)照相機沒有什么兩樣；從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，數(shù)碼相機和先進的傳統(tǒng)相機都使用了大量電子元器件，但它們之間的不同之處是用于拍攝景物的感光介質(zhì)不同。傳統(tǒng)相機使用膠卷感光將景物變?yōu)檎掌?，而?shù)碼相機使用光電轉(zhuǎn)換器件將景物轉(zhuǎn)變?yōu)槟鼙浑娔X直接處理的數(shù)字圖像，因為有這一層因緣關(guān)系，數(shù)碼相機更像電腦的一個外部設備，而電腦的強大功能反過來又為數(shù)碼相機增輝添色。
數(shù)碼相機和計算機可以構(gòu)成以下圖像處理系統(tǒng)：
數(shù)碼相機通過鏡頭拍攝人物或景物，又將這個圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字的圖像文件，通過軟盤、PC卡或者電纜轉(zhuǎn)送至計算機，經(jīng)計算機處理之后再送往打印機、顯示器或者直接上網(wǎng)。數(shù)碼相機最受電腦發(fā)燒友和記者的青睞，發(fā)燒友可以隨心所欲地處理照片，記者則使用數(shù)碼相機與便攜式電腦、移動式電話組成小型的流動記者站。在香港回歸慶典上，新華社記者僅用10分鐘就將照片發(fā)回了新華社香港分社。數(shù)碼相機完成了過去不可能辦到的事情，受人寵愛也就理所當然了。
數(shù)碼相機中存儲器的作用是保存數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，這如同膠卷記錄光信號一樣，不同的是 存儲器中的圖像數(shù)據(jù)可以反復記錄和刪除，而膠卷只能記錄一次。存儲器可以分為內(nèi)置存儲器和可移動存儲器，內(nèi)置存儲器為半導體存儲器，安裝在相機內(nèi)部，用于臨時存儲圖像，當向計算機傳送圖像時須通過串行接口等接口。它的缺點是裝滿之后要及時向計算機轉(zhuǎn)移圖像文件，否則就無法再往里面存入圖像數(shù)據(jù)。早期數(shù)碼相機多采用內(nèi)置存儲器，而新近開發(fā)的數(shù)碼相機更多地使用可移動存儲器。這些可移動存儲器可以是3.5英寸軟盤、PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。這些存儲器使用方便，拍攝完畢后可以取出更換，這樣可以降低數(shù)碼相機的制造成本，增加應用的靈活性，并提高連續(xù)拍攝的性能。存儲器保存圖像的多少取決于存儲器的容量（以MB為單位），以及圖像質(zhì)量和圖像文件的大小（以KB為單位）。圖像的質(zhì)量越高，圖像文件就越大，需要的存儲空間就越多。顯然，存儲器的容量越大，能保存的圖像就越多。一般情況下，數(shù)碼相機能保存10到200幅圖像。
LCD（Liquid Crystal Display）為液晶顯示屏，數(shù)碼相機使用的LCD與筆記本電腦的液晶顯示屏工作原理相同，只是尺寸較小。從種類上講，LCD大致可以分為兩類，即DSTN-LCD（雙掃扭曲向列液晶顯示器）和TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）。與DSTN相比，TFT的特點是亮度高，從各個角度觀看都可以得到清晰的畫面，因此數(shù)碼相機中大都采用TFT-LCD。LCD的作用有三個，一為取景、二為顯示、三為顯示功能菜單。
先說取景。由于LCD顯示的就是從CCD上接收到的影像，所以使用LCD觀察要拍攝的景物，取景不合適時可以馬上調(diào)整，避免了普通傻瓜相機使用光學取景器帶來的視差，不會出現(xiàn)人物在取景框之外時拍攝到半個腦袋的現(xiàn)象。再說顯示，LCD使我們能立即得知拍攝的效果，當遇到人物閉眼等情況時，刪掉重拍即可，完全避免了使用傳統(tǒng)膠卷在沖洗之后后悔的煩惱。最后談一談顯示功能菜單，數(shù)碼相機有許多功能供用戶選擇，例如清晰度、曝光方式、曝光補償、快門速度、測光方式等等，如果各個功能都設定成按鈕，那數(shù)碼相機就變成了復雜無比的怪物了。使用LCD可以簡單地解決這些問題，就像普通高級單反相機中的LCD一樣，使用少量按鈕就能控制和實現(xiàn)多種功能。


數(shù)碼相機的輸出接口主要有計算機通訊接口、連接電視機的視頻接口和連接打印機的接口。常用的計算機通訊接口有串行接口、并行接口、USB接口和SCSI接口。若使用紅外線接口，則要為計算機安裝相應的紅外接收器及其驅(qū)動程序。如果你的數(shù)碼相機帶有PCMCIA存儲卡，那么可以將存儲卡直接插入筆記本電腦的PC卡插槽中。軟盤是最常見和最經(jīng)濟的存儲介質(zhì)，有些數(shù)碼相機就使用軟盤作為存儲介質(zhì)。直接把軟盤從數(shù)碼相機中取出，插入計算機軟盤驅(qū)動器即可把圖像文件傳送到計算機中。

數(shù)碼相機的發(fā)展反映在多個方面，以非專業(yè)的數(shù)碼相機為例，它的像素數(shù)在不斷提高，新功能層出不窮，原有功能也日臻完善。在像素數(shù)方面，從5年前的41萬逐步發(fā)展到81萬、100萬、150萬。新近富士公司推出的FinePix2900已經(jīng)達到230萬像素，分辨率也達到1800×1200。在功能方面有全景功能與全景拼接功能、攝像功能、數(shù)字變焦功能、直接打印功能、顯微拍攝功能等等。而原有的功能也更加完善，如聚焦精度不斷提高、曝光方式大為改進、鏡頭的質(zhì)量也在提高、彩色LCD的尺寸變大、像素數(shù)增加等。
總之，數(shù)碼相機在直接繼承了傳統(tǒng)相機的各種技術(shù)之后，又具有了傳統(tǒng)相機所不具備的許多功能。它開辟了多媒體應用的新的領(lǐng)域，使得過去不能或不敢想像的事情成為了現(xiàn)實，最為一般用戶關(guān)心的價格也在性能不斷提高的同時不斷下降。數(shù)碼相機在走近出版工作者、記者、網(wǎng)頁開發(fā)人員、多媒體制作人員的同時也離普通用戶越來越近。