數(shù)碼相機(jī)CCD攝像頭曝光后的內(nèi)部信號(hào)是怎么傳遞的求答案

鏡頭接收光線，然后被稱為CCD(電耦合元件)的攝影元件(有時(shí)也使用CMOS傳感器)將所接收的光線轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后將電信號(hào)作為數(shù)據(jù)記錄到內(nèi)置存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)卡中。
電荷藕合器件圖像傳感器CCD(Charge Coupled Device)，它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)
據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)需要和想像來(lái)修改圖像。
互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒(méi)什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶N(帶?電) 和 P(帶+電)級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn)， 這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使CMOS在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過(guò)于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱的現(xiàn)象。
我花了幾十分鐘來(lái)試圖找到一個(gè)思路。
首先數(shù)碼圖像的格式，其原始形態(tài)為RAW格式數(shù)據(jù)。
找到raw格式數(shù)據(jù)的生成方式:
RAW文件即CCD(或CMOS，本文以CCD為例)原始數(shù)據(jù)文件。傳統(tǒng)化學(xué)攝影中，膠片在相機(jī)中曝光形成潛影，經(jīng)沖洗處理后即是肉眼可見(jiàn)的圖像，而數(shù)碼相機(jī)曝光后，CCD所記錄的是一組電信號(hào)，是每個(gè)感光單元積聚電荷的多少，是以一組8位或10位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，只反映照射到感光單元上光線的強(qiáng)度，本身并不包含色彩等直觀的圖像信息，RAW文件就是按一定順序把每個(gè)感光單元的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，因此，嚴(yán)格地說(shuō)RAW文件并不是圖像文件，而是一個(gè)數(shù)據(jù)包，因?yàn)樗呛虲CD硬件密切相關(guān)的，不知道CCD的物理參數(shù)(感光單元行列排布、濾色鏡排列等)，就無(wú)法將它轉(zhuǎn)換成圖像，所以不存在一個(gè)通用的程序來(lái)打開(kāi)它，需要用專門的圖像轉(zhuǎn)換工具將它轉(zhuǎn)換為通用格式的圖像文件。------RAW文件是“毛坯”，我們可以任意的調(diào)整色溫和白平衡，進(jìn)行創(chuàng)造性類似“暗房”的制作，而且不會(huì)造成圖像質(zhì)量的損失，保持了圖像的品質(zhì)。相機(jī)通過(guò)場(chǎng)景拍攝， RAW只會(huì)記錄光圈、快門、焦距、ISO等數(shù)據(jù)，并未對(duì)所拍攝的圖片進(jìn)行任何加工，為圖像保存了完整的數(shù)據(jù)，RAW格式它能夠給每個(gè)像素點(diǎn)更深的數(shù)字深度，為攝影師的創(chuàng)作保留了很大的空間，攝影師通過(guò)后期對(duì)圖像色彩調(diào)節(jié)，提高整張照片的圖像色彩質(zhì)量，存儲(chǔ)文件大小也只有相對(duì)應(yīng)TIFF文件的一半左右，從存儲(chǔ)空間節(jié)省上講要比TIFF有明顯的優(yōu)勢(shì)。我們?nèi)绾文塬@取到RAW格式的圖片呢，首先必須有一臺(tái)支持RAW格式的數(shù)碼相機(jī)如SONY旗艦新品DSC-R1，在拍攝前將數(shù)碼相機(jī)圖像格式設(shè)置為RAW格式，設(shè)置完RAW格式后，相機(jī)除了ISO、快門、光圈、焦距之外，其它設(shè)定對(duì)RAW文件一律不起作用，因?yàn)樯士臻g、銳化值、白平衡、對(duì)比度、降噪等所有操作將在電腦中由你自己控制調(diào)整。
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傳統(tǒng)CCD每個(gè)像素只能感光一種顏色，根據(jù)感光的強(qiáng)度不同轉(zhuǎn)換成不同的數(shù)字，不同的ccd這一數(shù)字范圍是不同的，早期的8bit，到現(xiàn)在的10bit，12bit。8bit就是一個(gè)點(diǎn)感光從最暗到最亮分為256個(gè)層次，10bit就是1024個(gè)層次，以此類推。假設(shè)300萬(wàn)像素每個(gè)像素包含10bit的數(shù)字信息，那么它的未壓縮的raw文件大小
3，000，000 * 10bit = 30，000，000 bit = 3，750，000byte = 3662.1K = 3.58M
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因此任何一個(gè)RAW Converter(如Photoshop的Camera RAW Plugin，Bibble、Phrase One C1 Pro、RawShooter essentials 2005，各廠商自帶的Raw轉(zhuǎn)換軟件等)的作用就是將這些像素所記錄的亮度信息轉(zhuǎn)換成為肉眼所能看見(jiàn)的顏色信息，不同的制造商是采用不同方式排列傳感器矩陣上的RGB或CMY
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RAW文件是每個(gè)相機(jī)制造商的一種專有格式，有時(shí)也是每款不同型號(hào)相機(jī)的專有格式，這些文件是無(wú)損失壓縮的。當(dāng)數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行曝光時(shí)，CCD(或是CMOS)會(huì)以電平的高低來(lái)記錄每個(gè)像素點(diǎn)的光量，然后數(shù)碼相機(jī)再將這些電信號(hào)轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，一般被記錄為12位或14位的數(shù)據(jù)。如果相機(jī)記錄了12位或14位的數(shù)據(jù)，那就意味著每個(gè)像素點(diǎn)有4096(2的12次方)或16384(2的14次方)種不同的亮度級(jí)別。(目前還沒(méi)有一種圖像芯片可以記錄真正的16位數(shù)據(jù))
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"產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像"我覺(jué)得不算斷章取義吧，電信號(hào)的紀(jì)錄應(yīng)該是由芯片完成的而不是CCD本身，它只是產(chǎn)生電信號(hào)的裝置。參照下面資料:
對(duì)于相機(jī)的成像來(lái)說(shuō)，除了鏡頭和感光器之外，還有一個(gè)核心部件至關(guān)重要，那就是影像處理器。如果我們把鏡頭比作眼睛中的晶狀體，把感光器比作眼睛中的視網(wǎng)膜，那么影像處理器就可以看作是大腦。鏡頭用來(lái)采集光線，感光器把采集到的光線轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，而影像處理器則把這些數(shù)字信號(hào)加以處理，最終轉(zhuǎn)化成圖像。
證明這個(gè)說(shuō)法沒(méi)錯(cuò)。
您提問(wèn)看起來(lái)簡(jiǎn)單，您想知道的卻是很專業(yè)的問(wèn)題……
所有回答從簡(jiǎn)
影像處理器讀取，相機(jī)的大腦。再回答就是芯片級(jí)問(wèn)題了。無(wú)論是處理器的維修還是研制，都不是個(gè)人能解決的了。