別把單眼相機想複雜了,一文帶你弄懂它的工作原理

2021-01-06 光繪藝術攝影

數位相機是一種集眾多技術於一體的高科技設備,對於學習攝影的人來說,要想熟練地使用數位相機,就必須對它的結構與工作原理有一定的了解。在了解數位相機工作原理前,首先要深入了解相機的內部結構。

數碼單眼相機結構剖析

數碼單眼相機的構造源於膠片單眼相機,其基本構造是相似的,最大的差別就在於:傳統膠片相機使用膠捲記錄影像,膠捲是記錄影像的載體,而數位相機則使用圖像傳感器感光然後將影像存儲在CF卡、SD卡等存儲卡裡。本文重點了解一下數碼單眼相機的基本結構。

主機板

相機主機板多為多邊形電路板,上面安裝了組成數位相機的主要電路系統,主要用於搭載各種電子元件,不同功能的光電元件連接實現數據的快速傳遞。

圖像傳感器

又叫感光元件,是由半導體集成的電子元件,取代了傳統底片,把收集到的光線在圖像傳感器內被轉換為電子信號,是數位相機的心臟。目前數位相機的核心成像部件有CMOS和CCD兩種,單眼相機多用CMOS較多。

影像處理器

集成在相機主機板的一個大型的集成電路晶片,用於對圖像傳感器接收到的信號進行計算,並將其轉換為人眼可見的圖像數據,是進行圖像處理的部分。並根據相機的指令對圖像進行多種加工處理,完成數碼圖像的壓縮、顯示和存儲。

反光板

將鏡頭入射的光線反射至取景器的元件,為攝影師取景提供方便。反光板可上下翻動,在拍攝前一瞬間升起。

快門單元

快門單元安裝在圖像傳感器前端,攔截從鏡頭射入的光線,通過打開的時間長短控制感光元件的感光量。

五稜鏡

位於相機的前端,其作用是將對焦屏上左右顛倒的圖像矯正過來,使取景目鏡看到的圖像與人眼直接看到的景物方位完全一致。

光圈單元

光圈單元位於鏡頭內,是一個用來控制進光量的裝置。光圈結構通常由多個光圈葉片組成,並根據設定來決定孔徑大小。

自動對焦系統

相機自動驅動鏡頭調整焦點並完成精確對焦,這種技術被稱為自動對焦。自動對焦系統在攝影技術發展歷程中具有裡程碑的意義。數碼單眼相機自動對焦系統十分複雜,且功能強大,對焦系統的性能已成為劃分數碼單眼相機檔次高低的重要標準之一。

數位相機工作原理

了解完數位相機的基本結構後,我們來比較一下數碼單眼相機和傳統膠片相機的工作原理。

傳統膠片相機:外界影像——鏡頭——膠片感光——影像記錄在膠片上(潛影)——膠片衝洗——底片——放大製作

數位相機:外界影像——鏡頭——圖像傳感器(CCD或CMOS)感光——光學信號轉換為模擬電子信號——存儲——直接輸出或放大製作

從以上工作流程可以看出,傳統膠片相機裝入膠捲後便可進行拍攝,外界影像通過鏡頭轉化成潛在影像記錄在膠片上,經過化學處理後膠片上的潛在影像才能變成真實影像。

數位相機用圖像傳感器取代了膠片,外界影像通過鏡頭進入相機,鏡頭內的光圈單元控制進光量的多寡,之後光線到達反光板,反光板以45度角將光線傳到五稜鏡上。五稜鏡通過兩塊獨立的鏡片將對焦屏上左右顛倒的圖像矯正過來,再傳到取景目鏡中。

當我們半按快門時,相機內的自動對焦系統會輔助鏡頭調整焦點並完成精準對焦,同時反光板上抬,讓光線進入傳感器,這時進入二次曝光,快門在此時將打開,根據打開的時間長短再次控制曝光量,這時光線才進入傳感器感光記錄影像。這便是數碼單眼相機的一次完整工作流程。

雖然相機的構造發生了翻天覆地的變化,但小孔成像原理仍是相機的核心技術。了解了數位相機的構造和工作原理後,在後續的學習中將幫助你更快地理解ISO、快門速度和光圈大小三個變量之間的關係,攝影創作將變得更加得心應手。本文圖片皆來源於網絡,如有侵權,請聯繫作者,馬上刪除。

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