照相機(jī)的工作原理

與傳統(tǒng)相機(jī)相比，數(shù)碼相機(jī)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(jī)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(fù)使用”的功勞，而使用普通膠卷可就不能讓你這么隨意了。購(gòu)買數(shù)碼相機(jī)的費(fèi)用較高，但當(dāng)你拿出一筆資金購(gòu)買以后，使用時(shí)的花費(fèi)則較少，不像過去買膠卷時(shí)還要掂量掂量。另外“圖像可加工”也是其特點(diǎn)之一，數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片可以直接送入電腦進(jìn)行處理，這意味著我們可以利用自己的電腦和打印機(jī)快速地加工得到稱心如意的照片。數(shù)碼相機(jī)的這些特點(diǎn)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?cè)谶x購(gòu)和使用數(shù)碼相機(jī)時(shí)更加得心應(yīng)手。
目前，市場(chǎng)上常見的照相機(jī)不外乎三種，即使用膠卷的傳統(tǒng)相機(jī)、使用APS（Advanced Photo System）膠卷的“先進(jìn)攝影系統(tǒng)”相機(jī)以及不使用膠卷的數(shù)碼相機(jī)。從外表看，有一些品牌的數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)照相機(jī)沒有什么兩樣；從內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，數(shù)碼相機(jī)和先進(jìn)的傳統(tǒng)相機(jī)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(jī)使用膠卷感光將景物變?yōu)檎掌鴶?shù)碼相機(jī)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?yàn)橛羞@一層因緣關(guān)系，數(shù)碼相機(jī)更像電腦的一個(gè)外部設(shè)備，而電腦的強(qiáng)大功能反過來(lái)又為數(shù)碼相機(jī)增輝添色。
數(shù)碼相機(jī)和計(jì)算機(jī)可以構(gòu)成以下圖像處理系統(tǒng)：
數(shù)碼相機(jī)通過鏡頭拍攝人物或景物，又將這個(gè)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(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理之后再送往打印機(jī)、顯示器或者直接上網(wǎng)。數(shù)碼相機(jī)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(jī)與便攜式電腦、移動(dòng)式電話組成小型的流動(dòng)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(jī)完成了過去不可能辦到的事情，受人寵愛也就理所當(dāng)然了。
數(shù)碼相機(jī)中存儲(chǔ)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(hào)一樣，不同的是 存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)可以反復(fù)記錄和刪除，而膠卷只能記錄一次。存儲(chǔ)器可以分為內(nèi)置存儲(chǔ)器和可移動(dòng)存儲(chǔ)器，內(nèi)置存儲(chǔ)器為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，安裝在相機(jī)內(nèi)部，用于臨時(shí)存儲(chǔ)圖像，當(dāng)向計(jì)算機(jī)傳送圖像時(shí)須通過串行接口等接口。它的缺點(diǎn)是裝滿之后要及時(shí)向計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移圖像文件，否則就無(wú)法再往里面存入圖像數(shù)據(jù)。早期數(shù)碼相機(jī)多采用內(nèi)置存儲(chǔ)器，而新近開發(fā)的數(shù)碼相機(jī)更多地使用可移動(dòng)存儲(chǔ)器。這些可移動(dòng)存儲(chǔ)器可以是3.5英寸軟盤、PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。這些存儲(chǔ)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(jī)的制造成本，增加應(yīng)用的靈活性，并提高連續(xù)拍攝的性能。存儲(chǔ)器保存圖像的多少取決于存儲(chǔ)器的容量（以MB為單位），以及圖像質(zhì)量和圖像文件的大?。ㄒ訩B為單位）。圖像的質(zhì)量越高，圖像文件就越大，需要的存儲(chǔ)空間就越多。顯然，存儲(chǔ)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(jī)能保存10到200幅圖像。
LCD（Liquid Crystal Display）為液晶顯示屏，數(shù)碼相機(jī)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(diǎn)是亮度高，從各個(gè)角度觀看都可以得到清晰的畫面，因此數(shù)碼相機(jī)中大都采用TFT-LCD。LCD的作用有三個(gè)，一為取景、二為顯示、三為顯示功能菜單。
先說(shuō)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(shí)可以馬上調(diào)整，避免了普通傻瓜相機(jī)使用光學(xué)取景器帶來(lái)的視差，不會(huì)出現(xiàn)人物在取景框之外時(shí)拍攝到半個(gè)腦袋的現(xiàn)象。再說(shuō)顯示，LCD使我們能立即得知拍攝的效果，當(dāng)遇到人物閉眼等情況時(shí)，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(jī)有許多功能供用戶選擇，例如清晰度、曝光方式、曝光補(bǔ)償、快門速度、測(cè)光方式等等，如果各個(gè)功能都設(shè)定成按鈕，那數(shù)碼相機(jī)就變成了復(fù)雜無(wú)比的怪物了。使用LCD可以簡(jiǎn)單地解決這些問題，就像普通高級(jí)單反相機(jī)中的LCD一樣，使用少量按鈕就能控制和實(shí)現(xiàn)多種功能。


數(shù)碼相機(jī)的輸出接口主要有計(jì)算機(jī)通訊接口、連接電視機(jī)的視頻接口和連接打印機(jī)的接口。常用的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)安裝相應(yīng)的紅外接收器及其驅(qū)動(dòng)程序。如果你的數(shù)碼相機(jī)帶有PCMCIA存儲(chǔ)卡，那么可以將存儲(chǔ)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(jì)的存儲(chǔ)介質(zhì)，有些數(shù)碼相機(jī)就使用軟盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)。直接把軟盤從數(shù)碼相機(jī)中取出，插入計(jì)算機(jī)軟盤驅(qū)動(dòng)器即可把圖像文件傳送到計(jì)算機(jī)中。

數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展反映在多個(gè)方面，以非專業(yè)的數(shù)碼相機(jī)為例，它的像素?cái)?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?cái)?shù)方面，從5年前的41萬(wàn)逐步發(fā)展到81萬(wàn)、100萬(wàn)、150萬(wàn)。新近富士公司推出的FinePix2900已經(jīng)達(dá)到230萬(wàn)像素，分辨率也達(dá)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(jìn)、鏡頭的質(zhì)量也在提高、彩色LCD的尺寸變大、像素?cái)?shù)增加等。
總之，數(shù)碼相機(jī)在直接繼承了傳統(tǒng)相機(jī)的各種技術(shù)之后，又具有了傳統(tǒng)相機(jī)所不具備的許多功能。它開辟了多媒體應(yīng)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(shí)，最為一般用戶關(guān)心的價(jià)格也在性能不斷提高的同時(shí)不斷下降。數(shù)碼相機(jī)在走近出版工作者、記者、網(wǎng)頁(yè)開發(fā)人員、多媒體制作人員的同時(shí)也離普通用戶越來(lái)越近。