做和传统照相影像与数码照相图像的优点与用途二

传统照相影像与数码照相图像的优点与用途(二)

2 数码照相成像原理与用途

数码照相机机身前都安装有光学镜头、取景框、快让等零部件，操作方法也同传统相机差不多。最大的不同是数码相机背后安装有光电电荷耦合转换器件CCD，拍摄影像时，利用光学镜头使景物聚焦到CCD上。在光线照射下，CCD像素由于电荷分布的变化而产生电流，光线越强，电流就越大。将电流转换“0”或“1”这样的二进制代码（图像代码）存于存储器中，这就相当于传统相机中的曝光过程，为了产生彩色图像，还要使光线经过一组红、绿、蓝滤光片、再分别落到CCD像素上，经信号复合产生彩色图像。显然，CCD像素的数目越多，图像的分辨率越高，每幅图像所占的存储空间也越大，实际上，由于每幅图像所占的存储空间太大（通常每幅图像为数百KB到MB），因此许多数码相机都将图像信息压缩之后存储在机内存储器记忆棒上。

接下来是将数运输行业也可能受益码相机上的图像转接入计算机进行处理用户满意后再转入打印机进行打印，最后获得一幅优美的图像（数码相片可制大幅图像）。

2．1 CCD光电电荷耦合转换器件

CCD即光电电荷耦合转换器件，是在金属氧化物-半导体器件的基础上发展起来的，目前已成为一种非常成熟的固态图像传感器。CCD除用于俘获处理和影像传感外，还可用于信息处理和信息存储、影像分析和处理，光学公司生产的二维CCD主要供静止电子照相使用，在柯达公司开发的有：

2．1．1 全帧CCD影像传感器

CCD传感器由许多相同的基本单元（像素）组成，每个像素中都有光敏区和存储区，光敏区生成光电子，累积的电荷转移到存储区，然后通过移位存储器输出。

全帧CCD是光敏单元兼合存储单元的影像俘获器件，它的影像俘获过程分两部分，即积分和读出。在积分区内，光子产生的电子在成影像单元内累积，每个CCD像素积累的电子数相应于影像的照度，在读出区每个像素所积累的电荷被转移到输出电路。此类CCD制作简单、使用方便、信号小，但在读出时不能见光，因此在相机中需使用机械快门，蓝光谱响应也低。

传感器的每个像素上都可加上彩色滤光片而构成彩色成像传感器，用这种照相方法制作的染料滤光片阵列称为CFA，因为人眼对绿细部位最敏感，所以CFA中感绿单元的数量是感红和感蓝单元的两倍。

当照度太大时，像素中产生的电荷超过该像素的容量时，多余电荷就会串入相邻像素，造成影像模糊，而横向溢流（COD）的功能就是在电荷饱和前就将多余电荷泄出。

业余静止照相中使用的CCD都带COD，因为景物情况无法控制。在照相条件可为保证系统的使用寿命及可靠性控制的工业和科学上使用的相机就不带COD。它的灵敏度高，像素容量大。

2．1．2 6.4M像素影像传感器

柯达专业数字相机DCS200C使用1029×1526顺序扫描CCD俘获影像，机内硬盘驱动器存储影像，百万像素电子相机输出彩色硬盘，质量远远超过静止视频相机的水平。

在相机镜头前加上一个旋转滤色片轮，使CCD传感器顺序接收红、绿、蓝影像，这样只要1片单色CCD就能俘获彩色影像，这样的彩色顺序俘获方式分辨率高，色再现好。但由于振动等原因，相机与景物之间为相对运动，当红、绿、蓝影像组成影像时，会发生套色不准的问题，因此只适用拍摄静止景物。

最适用于静止照相影像的俘获吕是全帧CCD，全帧结构的优点是顺序扫描占用率高，噪音低，动态范围宽，像素密度高。

拍摄或扫描画像进入计算机的图像可在相应图像处理软件配合下进行处理，在Windows平台加工处理图像是非常方便的。因为该平台下开的发图像加工软件品种多，功能全，可进行人们所能想到的各项处理加工。如要使所制作投影片达到照片像质水平，使其色彩纷呈，图像精美，效果非凡，Adobe Photoshop软件在目前是最佳选择。Photoshop软件是世界上最先开发的图像软件之一，具有功能强大，易于操作等特点。该软件至少可对图像文件进行以下处理和修整。

2．2．1 亮度、反差调整：可对整个或局部图像的亮度、反差进行任意调整，从而表现出不同影像效果及传统技法的效果。

2．2．2 颜色调整：可调整颜色等级，去除不需要的颜色，直观地对颜色的偏色，饱和度进行调整、校正，轻而易举地使正像、负像相互转换。

2．2．3 消除灰雾、斑点、红眼：利用图像处理软件可方便地消去画面上的瑕疵，并可对图像锐度进行调整。

2．2．4 改变图像质地：使图像产生各种变形，从而得到具有非同寻常又别具一格的创新艺术图像，变形的格式很多，如：移位(displace)--使图像的像素向不同方向移位，挤压变形(Pinch)--将图像向内或向外挤压，坐标变还助其增加电子产品封装的密度换变形(Polar coordinates)--将图像坐标从直角坐标换为极坐标或极坐标换为直角坐标。方形物体变为圆形，将文字或物体三维化产生鼓起效果等等。

2．2．5产生各种绘画风格：可将图像处理得到风格各异的绘画效果，主要有柔焦效果(diffuse)--使图像变得似透过磨砂玻璃的模糊朦胧效果（使画面富有诗意）；浮雕效果(emboss)--用于图像背景上使图像中的物体产生凸出或凹下的浮雕效果；模压效果(extrude)--将图像转化为系列三维立方体或锥体，可用来改变图像或生成特殊的三维背景，其立方块或锥体扇面的大小、突起高度可人为选定；勾边效果(findedges)--使图像看起来像被铅笔勾画过轮廓一样；积木效果(tiles)--将图像处理成积木拼接的效果；风效(wind)--增加一些小水平线生成风的效果，风向、风效的强弱可任人选择；点画效果(pointillize)--将一个图像分成随机的点，产生一种如同点画作品的效果；镂刻凹版效果(mezzotint)--生成使原始图像最接近的镂刻凹版图像；碎片化效果(fragment)--使图像产生不聚焦效果，多用于快速形成不聚焦背景以能够在上面粘贴实物，使实物突出醒目等等。

2．2．6 其它：如模拟各种物质拍摄效果和模拟传统暗房技法加工效果等待。

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