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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: CCD——英文Charge Couple Device的缩写,中文名称“电荷耦合器件”。 CMOS——英文Complementary Metal-Oxide Semiconductor的缩写,中文名称为“互补金属氧化物半导体”。 2、1)CCD是目前主流的成像器件,主要分为: (1)R-G-B原色CCD:这是数码相机上应用的最多的CCD。 (2)C-Y-G-M补色CCD:早些时候尼康部分数码相机使用过这种补色CCD。 (3)R-G-B-E四色CCD:这是索尼最新发布的CCD,它比RGB原色CCD多出一个E(Emerale,翠绿)的颜色。 2)Super CCD:是日本富士公司的专利技术,中文名称为超级CCD,由CCD演变而成,目前已经发展到第4代。 3)CMOS: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CCD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CCD并没有本质差别。佳能是CMOS阵营的主要支持者。 4)Foveon X3:它的本质也是CMOS,只是其结构与CMOS有较大区别,目前最高像素达到500万。 3、数码相机是怎样成像的? a) 光线透过镜头投射到感光元件表层; b) 光线被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光; c) 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; d) 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; e) 数字影象再被传输到存储卡上保存起来。 4、 CCD有何特点? CCD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: 1) 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CCD。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CCD依然是数码相机的耗电大户——CCD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。 2) 工艺复杂,成本较高。CCD复杂的结构决定了它制造工艺的复杂性,因而到目前为止,CCD还只有为数不多的几家电子产业巨头能生产。 3) 像素提升难度大。CCD前两个缺点也直接导致了这一个缺点,CCD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CCD面积,在大面积CCD上集成更多的感光元件。但是这种方式会导致CCD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CCD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CCD整体的灵敏度和动态范围,影响画质。 5、 CMOS有何特点? CMOS在最近几年的发展速度相当不错,大有与CCD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(Kodak)DCS 14n与佳能(Canon) EOS 1Ds均是采用CMOS成像。 相比CCD,CMOS有两个最突出的优点: 1) 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CCD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CCD有很多限制。 2) 耗电量低。虽然CMOS的滤镜布局与CCD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CCD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CCD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。 。
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CCD既"电子耦合组件"(charged coupled device),是感应光线的电路装置。你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子,铺满在光学镜头后方,当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面时,CCD就会产生电流,将感应到的内容转换成数码资料储存起来。数码相机所标称的像素,就是CCD的像素,CCD有多少像素,照出来的照片就有多少像素。 说到这里,有一个数码相机很重要的参数就不得不提,那就是CCD的尺寸! 说到CCD的尺寸,其实是说感光器件的面积大小,这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积大小,CCD/CMOS面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。CCD/CMOS是数码相机用来感光成像的部件,相当于光学传统相机中的胶卷。 现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1。8英寸、1/2。7英寸、1/3。2英寸四种。CCD/CMOS尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。1/1。8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2。7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%);同样道理,两台500万像素的相机,一台CCD大小是1/1。8英寸的,一台CCD则为1/2。7英寸,1/1。8英寸的要好;同样是两枚同样大小的1/1。8英寸的CCD,一个做成400万像素,一个做成500万像素,那么一般400万像素的那枚成像好一些。。
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CCD称为电荷耦合器件,是当前最流行的光-电转换设备。由于其噪音比早期的雪崩摄像管小,早已成为摄像机的主流感光元件。随着CCD技术的发展,数码相机也出现并流行起来。单就感光性能和噪音而言,CCD目前尚不能与胶片抗衡,但是其优点是CCD天生就是电子化的,很容易数字化,获得图像的代价极低,速度也快,非常便于计算机进行相关处理,因此在专业和业余天文观测上已经逐渐成为主流。CCD图像单帧不会比胶片强,但是可以采用专用软件进行多图片叠加处理、曝光补偿、分色处理、边缘锐化等操作,使最终获得的结果超过同等器材拍摄的胶片。当前寻找彗星或者小行星的技术方向之一就是利用不同时间拍摄相同天区的照片之间的比较来发现位置亮度变化的天体,再从中减去已知天体。这是计算机容易处理的事情,可以实现高度的自动化。