【攝影師】照相機的種類

自攝影術發明以來，照相機千變萬化，讓人目不暇接，牌號大概有幾百種，型號更是不計其數。我們可以大致按以下幾種方式分類：

1、按成像方式分

（1）、膠片成像照相機

膠片成像照相機採用負片或彩色反轉片作為感光材料，感光後利用化學手段，藉助顯影、定影過程得到紙質照片或彩色正片。膠片成像照相機的成像方式已非常成熟，成像質量很高。但是如今，已經流行了160多年的膠片成像照相機收到數碼成像照相機的巨大衝擊。

國產海鷗135照相機

收藏級海鷗4B雙反國產經典120膠片機

也叫數位照相機，利用光電原理和數位技術成像並處理照片。該類照相機的歷史不長，但發展勢頭迅猛，性能也日益完善，而且，在其性能不斷完善的同時，製造成本和售價不斷下降，因此普及速度大大加快。

2、按取景方式分

（1）、單鏡頭平視取景照相機

也叫旁軸取景照相機，平視即眼睛貼著取景器取景，旁軸就是取景軸與攝影中心軸不在同一軸上。國產的58-2型、海鷗KJ-1均屬此類相機，知名度最高的為德國菜卡M3。20世紀50年代以前，它曾經是主流照相機。20世紀70年代後期起開始流行的電子控制的135袖珍照相機，也採用這種旁軸取景結構。這種照相機的優點是沒有反光板上下翻動而產生的震動，啟動快門時機震很小；閃光攝影時，快門時間全部同步。這種照相機的缺點，早期推出的這類照相機是利用雙影重合原理聚焦，不是太方便，取景和拍攝視差較大；大部分該類照相機不能更換鏡頭。

（2）、單鏡頭反光照相機

單反，也就是單鏡頭反光。採用這種技術的照相機只有一個鏡頭，這個鏡頭既負責攝影也用它來取景。這樣一來就能基本上解決視差造成的照片質量下降的問題。而且用單眼相機取景時來自被攝物的光線經鏡頭聚焦，被斜置的反光鏡反射到聚焦屏上成像，再經過頂部起脊的「屋脊稜鏡」反射，攝影者通過取景目鏡就能觀察景物，而且是上下左右都與景物相同的影像，因此取景、調焦都十分方便。在攝影時，反光鏡會立刻彈起來，鏡頭光圈自動收縮到預定的數值，快門開啟使膠片感光；曝光結束後快門關閉，反光鏡和鏡頭光圈同時復位。這就是相機中的單反技術，現在的數位相機採用這種技術後就成為了專業級的數碼單眼相機。

（3）、雙鏡頭反光照相機

它採用雙鏡頭結構，兩個鏡頭上下排列，固定在鏡頭架上，上面的鏡頭用於取景，下面的鏡頭用於拍攝。觀察被攝體時，必須豎起遮光罩，俯視照相機。此外，防護罩中的放大鏡有助於齊胸觀察聚焦屏。

3、按底片尺寸分

（1）、135照相機

135是相機型號，由135膠捲得名。135膠捲是一種高度為35mm的兩邊打孔的卷狀感光膠片，亦稱35毫米膠捲，或萊卡(Leica)型膠捲。柯達公司從1895年開始研製膠片，第一種編為101，至1916年依次編至130，1934年生產的24×36mm膠片編號為135，即135為此種膠片的序列編號。底片尺寸為23×36mm,橫佔八個齒孔。

（2）、120照相機

120照相機是因使用120膠捲而得名。"120 "是一種規格膠捲的商品編號，沒有什麼特殊意義。底片尺寸有64×45mm、60×60mm、60×70mm、60×90mm等幾種。

（3）、專業技術照相機

（1）民用照相機

（2）特殊用途照相機

航天相機

航拍相機

水下照相機

特殊用途的照相機種類繁多，例如有拍攝立體照片的立體照相機，有用於水下攝影的水下照相機，有用於當時觀看拍攝效果的一次成像照相機，還有專門拍攝大型會議合影的轉頭照相機。此外，還有用於軍事偵察和醫學研究的各種專業照相機。

（1）按感光電子晶片分

感光元件在材質大體上可以分為兩類，一類是CCD（電荷藕合）元件；而另一類是CMOS（互補金屬氧化物導體）器件。在早期的高端相機上一般採用的都是CCD感光元件，它的優點是低感畫質出色，以及細節表現精緻，但隨之而來的問題就是CCD傳感器的製造工藝複雜，生產的成本要比CMOS高出很多。正因為這樣，在目前的數碼單眼相機中大多數採用的都是CMOS傳感器，它相比於CCD來說結構相對簡單，生產成本也要低很多，並且經歷了長時間的發展，目前的CMOS畫質並不比CCD差，甚至在高感成像方面還要優於CCD傳感器。

①CCD型數位照相機

CCD是一種較為成熟的感光影像傳感器，分為面陣式和線陣式兩種晶片。

1)面陣式CCD晶片，因其有較大的面積，並能快速曝光獲取影像，可以拍攝動態的景物和使用閃光燈，但其掃描精度有限，主要用於可攜式照相機。

2)線陣式CCD晶片，感光像素在傳感器上布局嚴密，拍攝時一行一行地掃描景物，逐行勻速曝光。採用此種CCD晶片的數字後背稱為掃描式數字後背。它優點是可以獲得影像解析度高的、較大的數字文件，但是感光和存儲慢，不能拍運動物體，也不能用閃光燈拍攝。掃描式數字後背主要與大畫幅機身和鏡頭配套使用，適合拍攝靜物、產品廣告等。

②CMOS型數位照相機

CMOS（互補金屬氧化物導體）器件，CCD和CMOS在製造上的主要區別是：CCD是集成在半導體單晶材料上，而CMOS是集成在被稱做金屬氧化物的半導體材料上，工作原理沒有本質的區別。

CCD只有少數幾個廠商例如索尼、松下等掌握這種技術。而且CCD製造工藝較複雜，採用CCD的攝像頭價格都會相對比較貴。事實上經過技術改造，目前CCD和CMOS的實際效果的差距已經減小了不少。而且CMOS的製造成本和功耗都要低於CCD不少，所以很多攝像頭生產廠商採用的CMOS感光元件。

成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。而CMOS的產品往往通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好，由於自身物理特性的原因，CMOS的成像質量和CCD還是有一定距離的。但由於低廉的價格以及高度的整合性，因此在攝像頭領域還是得到了廣泛的應用。

CCD是目前比較成熟的成像器件，CMOS被看作未來的成像器件。因為CMOS結構相對簡單，與現有的大規模集成電路生產工藝相同，從而生產成本可以降低。從原理上，CMOS的信號是以點為單位的電荷信號，而CCD是以行為單位的電流信號，前者更為敏感，速度也更快，更為省電。現在高級的CMOS並不比一般CCD差，但是CMOS工藝還不是十分成熟，普通的 SMOS 一般解析度低而成像較差。

目前的情況是，許多低檔入門型的數位相機使用廉價的低檔CMOS晶片，成像質量比較差。普及型、高級型及專業型數位相機使用不同檔次的CCD，個別專業型或準專業型數位相機使用高級的CMOS晶片。代表成像技術未來發展的X3晶片實際也是一種CMOS晶片。

（2）按影像傳感器畫幅尺寸分

這類影像傳感器面積比較小，經常使用本身平面的對角線長度來標誌其尺寸，如1/2.5或1/1.7英寸。這種小尺寸傳感器的數位照相機，多用在1000萬像素以下卡片機中。拍得的圖像製作10英寸×8英寸的照片效果尚可。但近年來隨著電子晶片技術的改進，此類微型傳感器也可獲得超越千萬像素的圖像。

長寬比為3:2，畫幅尺寸為24.9mm×16.6mm。由於這個尺寸影像傳感器晶片的面積是135型膠片畫幅的一半左右（有228mmx15.5m、23.5mmx15.6mm、28.7mmx19.1mm等多種)，畫幅長寬比約是3:2。通常此類APS-C型感光傳感器的總像素一般都可達到1200萬，攝得的圖像相當可用，用於一般攝影比賽和媒體報導已經足夠。它的感光傳感器堪利價廉物美，所以有許多準專業的單反照相機(如奧林巴斯E-3和佳能60-D-M2型之類)都採用它。CCD和CMOS以135型膠片24mx36mm的畫框尺寸為依據，像素可達到1200萬-2500萬，是數碼單反照相機中的高端產品採用的影像傳感器。這種數位照相機可使用原來膠片照相機的鏡頭，鏡頭焦距數與其標明的一致。由於影像傳感器面積大，有效像素多，可以攝得影像解析度高的大數字文件。如佳能5D-M2和尼康D-3X等照相機。CCD以120型膠片的44mmx33mm的畫框尺寸為依據，像素可達到4000萬以上，是數碼單反照相機中的高端產品採用的影像傳感器。PENTAX-645型照機號稱「畫神」，其感光圖像傳感器面積相當於拍攝16幅120型底片全畫幅，它比135型膠片全畫幅還要大。不僅能攝得優良畫質，而且操作也簡便，受到專業攝師的青睞。賓得pentax 645D
它是傳統120型中畫幅照相機和大畫幅照相機後背的數字版，也就是將原來裝膠片的地方更換成圖像電子傳感器。數字後背不能單獨工作，要連接中畫幅和大幅照相機的鏡頭、機身配套使用。它由影像傳感器、模/數轉換器、數位訊號處理器、液晶顯示屏、數字存儲槽、數字輸出接口及相應軟體構成。數字後背通常採用面陣式CCD，尺寸為36mmx48mm，像素為2000萬---4000萬。採用線陣式CCD，尺寸可達72mmx96mm，像素可達13000萬。數字後背生成的數字文件較大，解析度高，影像品質好。採用大尺寸數字後背，拍攝效已經非常接近(甚至超越)膠片的畫質。但由於其影像傳感器面積大，成本高，數字後背一般價格昂貴。目前市場上掃描式數字後背有 Phase(飛思)、 Sinar(仙娜)、Ieaf(利圖)、 Imacon(易邁康)等國際品牌。一般來說在感光元件中有三個參數是需要我們去重點關注的，分別是傳感器的材質、尺寸以及有效像素。材質有CCD、CMOS兩種，傳感器的尺寸也是其重要的一個考量指標。一般來說在同代工藝水平下，感光元件的好壞是和其尺寸大小成正比的，尺寸越大，成像質量也就越好，但同時製作的成本也要昂貴很多。需要注意的是像素越高代表著圖片的細膩程度越高，但並不能說像素等同於畫質，在上面的三個參數中，和畫質關係最為密切的不是像素，而是傳感器的尺寸。

　　首先我們來說說全畫幅，當相機過渡到數碼時代時，人們延續了膠片時代的標準，將採用與135膠捲相同尺寸的感光元件的數碼單眼相機稱為「全畫幅數位相機」。所以全畫幅數碼單眼相機的感光元件尺寸為36×24mm。

全畫幅單反感光元件 

　　有別於膠片時代的膠捲，數位相機的傳感器在製造成本上要比膠捲昂貴許多倍，為了降低製造成本，以進一步搶佔中低端市場，相機廠商開始使用較小尺寸的感光元件，但問題也就隨之而來了。在一些低端的卡片相機上，廠商們出於成本考慮，將傳感器做的非常小，例如1/2.3英寸的傳感器，它的尺寸僅為6.16×4.62mm，在面積上只達到全畫幅的3.2%。或許廠商認為把它叫做全畫幅的3.2%不夠好聽，所以將其叫做1/2.3英寸，又是分數又是英寸，無非就是想讓它聽起來更大一些。

　　需要注意的是，說明書上標註的傳感器尺寸例如1/2.3英寸，它並不是傳感器的某一條邊的長度，而是傳感器對角線的長度（並且包含器件封裝外殼的寬度，實際的還要更短），一般來說的單眼相機傳感器長寬比為3:2，卡片相機長寬比為4:3，通過勾股定理我們可以很容易的算出傳感器真實的長寬數值。下面通過一個表格向大家詳細展示所有常見的傳感器大小。

格式

長度（mm）

寬度（mm）

對角線

面積

全畫幅

36

24

43.27

864.00

佳能APS-H

27.9

18.6

33.53

518.94

尼康DX

23.6

15.8

28.40

372.88

佳能APS-C

22.3

14.9

26.82

332.27

佳能1.5英寸

18.7

14

23.36

261.80

4/3英寸

17.3

13

21.64

224.90

尼康 1系列

13.2

8.8

15.86

116.16

富士2/3英寸

8.8

6.6

11.00

58.08

1/1.7英寸

7.76

5.82

9.70

45.16

1/2.3英寸

6.16

4.62

7.70

28.46

1/3.2英寸

4.13

3.05

5.13

12.60

各畫幅傳感器大小對比

　　原來卡片相機的傳感器尺寸竟然只有這麼小。這也是為什麼大尺寸感官元件的單眼相機畫質比卡片相機好的根本原因。

　　有些單眼相機採用的是大尺寸的APS-C畫幅感光元件，而有些卡片相機採用的是1/2.3英寸感光元件，雖然它們可能都擁有1800萬像素，但是區別在於二者的單個像素寬度不同。APS-C畫幅、1800萬像素感光元件的每一個像素寬約為4.3微米，而1/2.3英寸、1800萬像素感光元件的每一個像素寬約有1.68微米。

同像素、不同畫幅傳感器畫質對比

　　單個像素越寬代表每個像素點的面積越大，通常情況下像素點的面積越大其捕捉的光子越多，感光性能越好，越不容易產生噪點。而像素點面積越小，所獲得的信息量自然也就少了，為了對其加以補償就必須加大電信號，而這麼做又容易產生噪點。這就是為什麼單眼相機在夜晚的拍攝能力要比卡片相機好很多。當然隨著科技的不斷發展，諸如背照式CMOS傳感器的出現，這種差距也在慢慢的縮小，雖然離質變還有很長的路，但是我們有理由為之期待。

背照式CMOS原理圖

　　相機感光元件的尺寸不同還給我們帶來了一個關於鏡頭焦距轉換倍率的問題。由於目前大部分數位相機的感光元件小於全畫幅，故數位相機鏡頭的等效焦距比全畫幅相機鏡頭的實際焦距大得多。為說明這種差異，於是引入了焦距轉換係數（Focal Length Multiplier）這一概念。如50mm的標準鏡頭裝到焦距轉換係數為1.5的數碼單眼相機上，實際焦距則為75mm。在實際使用時數位相機的感光元件越小，其鏡頭焦距轉換係數越大。

格式

對角線

焦距倍數

全畫幅

43.27

1.0

佳能APS-H

33.53

1.3

尼康DX

28.40

1.5

佳能APS-C

26.82

1.6

佳能1.5英寸

23.36

1.9

4/3英寸

21.64

2.0

尼康 1系列

15.86

2.7

富士2/3英寸

11.00

3.9

1/1.7英寸

9.70

4.6

1/2.3英寸

7.70

5.6

1/3.2英寸

5.13

8.4

　　上面的就是各個畫幅相機的鏡頭焦距轉換係數，在計算等效焦距時只需要將鏡頭的實際焦距乘以轉換係數即可得出該相機的實際拍攝焦距。

　　說了這麼多關於傳感器尺寸大小的區別，為了能給讀者更加直觀的感受，筆者在下面給出了不同尺寸傳感器的實拍樣張，大家可以點擊圖片查看大圖。

全畫幅相機拍攝樣張

APS-C畫幅相機拍攝樣張

4/3畫幅相機拍攝樣張

1/1.7英寸相機拍攝樣張

1/2.3英寸相機拍攝樣張

　　從樣張中我們能很明顯的感受到不同尺寸傳感器拍攝效果的不同，全畫幅相機拍攝出來的照片更加細膩清晰，成像質量很高；而相對而言，用小尺寸相機拍攝出來的照片在細節的表現力方面以及暗部的噪點控制方面做的就不是那麼的完美。

　　當然也並不是說小尺寸的感光元件毫無優勢，畢竟感光元件的尺寸縮小了，與之對應的相機體積也可以做的很小。我們就拿賓得Q來說，如果沒有裡面那塊1/2.3英寸的小尺寸感光元件，相信它無論如何都不會做的這樣小巧。

賓得Q

　　拋開尺寸優勢，小尺寸的感光元件在製造成本以及功耗水平上也都會比大尺寸的傳感器低很多。就拿製造成本來說，之所以數位相機能夠走進千家萬戶，之所以我們花一千多塊錢就能買到一臺數位相機，很大程度上就是因為小尺寸的感光元件製造成本低。這點對於數位相機的普及還是有很大意義的。

·小尺寸傳感器路在何方？

　　伴隨著近幾年來單眼相機價格的逐步降低，三千多元的價格就能購買一臺入門級的單眼相機，這樣低的售價無疑對傳統卡片相機產生了很大的衝擊。儘管這樣，但筆者依然認為小尺寸相機還是有它存在空間的。雖說從畫質上看，卡片相機比不過單眼相機，但是它可以充分發揮其小巧輕便的優勢，在相機的可玩性以及內置功能的豐富度上超越單眼相機。

 

Lomo濾鏡效果

 
微縮景觀效果

 

單色調效果   

 
水彩畫效果

　　除此之外卡片式DC出眾的便攜性也是很大的一個亮點，相信誰也不願意帶著一臺沉重單眼相機去爬山吧。良好的便攜性使得我們可以隨時將相機帶在身上，以免錯過那些精彩的瞬間，真正做到對生活的一種記錄。

往期連結

1、攝影技藝發展史略

2、攝影原理和工藝