照相機中傳感器影響相機的什么性能

數(shù)碼相機的工作原理是：首先通過鏡頭接收光線，然后被稱為CCD（電耦合元件）的攝影元件（有時也使用CMOS傳感器）將所接收的光線轉(zhuǎn)換成電信號，最后將電信號作為數(shù)據(jù)記錄到內(nèi)置存儲器和存儲卡中。在數(shù)碼相機的基本性能中，像素數(shù)、攝影元件、變焦倍率和鏡頭亮度這幾個技術(shù)指標(biāo)最為關(guān)鍵。
一、像素數(shù)
　　在數(shù)碼相機的規(guī)格和廣告中最先映入人們眼簾的描述一般就是它的像素數(shù)。所謂像素數(shù)，可以理解為在攝影元件上設(shè)置的像柵格一樣的東西。而光線的顏色和強度則能夠以這種柵格為單位接收到相機中。所以，柵格越細(xì)（也就是像素越多），照片的顆粒就越細(xì)，相應(yīng)地拍攝對象的細(xì)節(jié)部分就表現(xiàn)得越好。
　　但在廣告上、樣本上、說明書上、相機上標(biāo)出的數(shù)據(jù)有時卻是不一樣的，明明一個400萬像素的數(shù)碼相機，拍攝的圖像文件尺寸怎么算也只有390萬像素，這里面是不是該有什么標(biāo)準(zhǔn)呢？
確實，在以前，我們看到這些像素數(shù)的數(shù)據(jù)時還要在心里仔細(xì)盤算，因為圖像傳感器的技術(shù)發(fā)展非常迅猛，原有的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了許多漏洞。JCIA(Japan Camera Industry Association，日本照相機工業(yè)協(xié)會)于2001年7月發(fā)布了《數(shù)碼相機規(guī)格標(biāo)注指導(dǎo)》，嚴(yán)格規(guī)范了各種標(biāo)稱方式的名稱、內(nèi)容，以謀求能夠為一般消費者提供可以作為挑選數(shù)碼相機依據(jù)的指標(biāo)。
　　新標(biāo)準(zhǔn)的要點是，作為表現(xiàn)數(shù)碼相機性能的指標(biāo)，將優(yōu)先標(biāo)記“有效像素數(shù)”，一般消費者在購買數(shù)碼相機時，應(yīng)以有效像素數(shù)作為選購的依據(jù)。新的標(biāo)準(zhǔn)適用于從2001年9月1日開始銷售的數(shù)碼相機。JCIA希望這一標(biāo)準(zhǔn)能夠成為全球數(shù)碼相機業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。
　　下面我們把用戶可能在選擇時遇到的像素數(shù)指標(biāo)羅列如下，使用戶在評判時有所依據(jù)。
（1）有效像素數(shù)（Number of Effective Pixels）
　　它在規(guī)范中被指定為數(shù)碼相機描述性能時最優(yōu)先提及的指標(biāo)。根據(jù)物理學(xué)光衍射原理， 在相機的光通道(取像孔)被廠家固定下來后，在CCD上成像時外緣部分會形成衍射現(xiàn)象，導(dǎo)致圖像模糊。為了提高圖像質(zhì)量，我們就會放棄在這部分像素點上的成像內(nèi)容，這樣一來，成像單元(像素點)就沒有百分之百地被利用， 導(dǎo)致實際利用像素數(shù)沒有提供的那么多，這樣被利用的絕大部分像素數(shù)就是“有效像素數(shù)”了。這就是為什么我們總在數(shù)碼相機的說明資料中?？吹健坝行袼財?shù)”的原因。
（2）總像素數(shù)（Number of Total Pixels）
　　這是圖像傳感器本身的規(guī)格，是傳感器上所有像素的數(shù)目。在設(shè)計一系列產(chǎn)品時，可能采用同樣的鏡頭和CCD，但最終在市場上要依靠像素數(shù)和外圍設(shè)計區(qū)分檔次，所以目前一些數(shù)碼相機鏡頭的成像范圍要小于CCD面積，只能利用部分CCD的像素。因此，我們常?？梢钥吹接行袼財?shù)小于總像素數(shù)的情況。
（3）記錄像素數(shù)（Number of Recorded Pixels）
　　這是最終記錄在存儲媒體上的靜態(tài)圖像中所包含的像素數(shù)。一些采用插補、智能像素擴充技術(shù)產(chǎn)生的高分辨率圖像也可以按照這個標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)出，因此，對一些采用獨特布局或是算法的CCD的數(shù)碼相機來說，記錄像素數(shù)代表了其性能的重要一面。當(dāng)然，廠家會標(biāo)注出采用何種技術(shù)產(chǎn)生的這些像素。
（4）輸出像素數(shù)（Number of Output Pixels）
　　這是通過輸出轉(zhuǎn)換后，數(shù)碼相機產(chǎn)生的圖像中包含的像素數(shù)。這個指標(biāo)和記錄像素數(shù)有些類似，但它是最終傳遞到計算機中的圖像分辨率，與存儲媒體中的數(shù)據(jù)略有不同。
　　看了以上這些指標(biāo)，你是不是心中有數(shù)了呢？找一款數(shù)碼相機的樣本看看可能會更直觀一些。其實也不必太深究它們的含義，目前比較新的數(shù)碼相機（2001年7月以后上市）都把有效像素數(shù)作為最明顯的指標(biāo)。在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)之下，我們也就更容易選擇符合自己需求的產(chǎn)品了。
二、攝影元件
　　另外，攝影元件（CCD）尺寸也很重要。如果像素數(shù)相同，攝影元件越大，每個像素的尺寸就越大。像素尺寸越大，所能處理的數(shù)據(jù)量就會增加，從而就能夠區(qū)別微細(xì)光線的顏色和強度，也就能夠生成層次感豐富的照片。
　　中檔數(shù)碼相機一般使用尺寸在1/2.7～1/1.5英寸的CCD，但是高級單反相機有的會超過1英寸。
　　當(dāng)前的數(shù)碼相機上CCD的直徑大小常見的尺寸有：2/3英寸和1/1.8英寸等。在一塊CCD板上如果集成了200萬個光電成像單元，那我們就說這款數(shù)碼相機就是200萬個像素的。所以當(dāng)CCD板的大小和集成度固定下來后，像素點就變成絕對概念了。在集成度一樣的前提下，CCD尺寸越大的數(shù)碼相機像素數(shù)就越高，當(dāng)然分辨率也就越大，價格就越貴。
三、變焦倍率
（1）鏡頭焦距
　　鏡頭焦距是相機鏡頭最重要的特性之一，為了讓傳統(tǒng)攝影者很容易地了解消費級數(shù)碼相機鏡頭焦距的意義，我們常常將其轉(zhuǎn)換成135相機的等值焦距。鏡頭焦距指的是平行的光線穿過鏡片后，所匯集的焦點至鏡片間的距離。基本上，若是被攝體的位置不變，鏡頭的焦距與物體的放大率會呈現(xiàn)正比的關(guān)系。
　　即：放大率＝影像尺寸/被攝體尺寸光學(xué)變焦
　　例如，Nikon CoolPix 990數(shù)碼相機的鏡頭焦距為38～115mm(相當(dāng)于135相機)，我們便說它是3X的光學(xué)變焦。原始的鏡頭焦距為38mm，經(jīng)過鏡頭系統(tǒng)的伸縮改變，最大可以將鏡頭焦距調(diào)整到115mm。在相同的拍攝距離下，可以將被攝體放大3倍。
（2）數(shù)碼變焦
　　今日的數(shù)碼相機已經(jīng)演進(jìn)成小型的計算機一般，內(nèi)部含有操作系統(tǒng)，可以執(zhí)行既定的程序。透過程序的演算及光學(xué)系統(tǒng)的配合，我們可以將被攝體再做局部放大，以插補的方式仿真出光學(xué)變焦的效果。數(shù)碼變焦必然會損耗掉影像的品質(zhì)，在一般的拍攝狀況下，我們都不建議使用數(shù)碼變焦的功能。但我們也知道“較差的相片”勝過“沒有相片”，在某些特殊狀況下，我們還是會動用“數(shù)碼變焦”的功能。
（3）光學(xué)變焦 VS 數(shù)碼變焦
　　光學(xué)變焦的影像品質(zhì)勝過數(shù)碼變焦，請盡量采取光學(xué)變焦的功能。光學(xué)變焦及數(shù)碼變焦的計算如下。
　　若一相機的光學(xué)變焦為3X，數(shù)碼變焦為4X，則該相機合并運用光學(xué)變焦及數(shù)碼變焦功能，可以達(dá)到12X的放大能力(盡管這不太實際)。
（4）定焦與變焦
　　無論是什么品牌的相機，變焦的功能同樣還是會造成影像品質(zhì)的損耗，因此，同級的數(shù)碼相機/鏡頭系統(tǒng)，定焦鏡頭所拍攝的結(jié)果，應(yīng)該比變焦鏡頭還要銳利。另一方面，定焦鏡頭較易設(shè)計，成本較低，但是在構(gòu)圖時，則沒有變焦鏡頭那么方便。
　　對于數(shù)碼相機來說，變焦倍率越大，遠(yuǎn)景拍攝就越方便。但相應(yīng)地鏡頭就越大，價格也就越高。
　　如果只是把數(shù)碼相機用作記錄用途，而采用盡可能輕便的產(chǎn)品的話，可以選擇無變焦功能的產(chǎn)品。而稍微需要一點變焦功能的話，有3倍左右的變焦功能也就足夠用了。
　　但是，規(guī)格中也許會出現(xiàn)“光學(xué)變焦倍率”和“數(shù)碼變焦倍率”兩項。其中體現(xiàn)鏡頭性能的是“光學(xué)變焦”。“數(shù)碼變焦”是指將部分圖像裁剪出來進(jìn)行放大的功能。所以，利用數(shù)碼變焦進(jìn)行放大的越多，畫質(zhì)就越差。
四、鏡頭亮度
　　“F值”表示鏡頭亮度。不用閃光燈在中午進(jìn)行拍攝時，達(dá)到F4.5左右就足夠了。但是當(dāng)經(jīng)常在傍晚時分或光線昏暗的室內(nèi)拍攝時，最好達(dá)到F3.5或F2.8左右。
雖說如此，鏡頭的性能并不能僅由規(guī)格來判斷。模糊度、色彩表現(xiàn)性能以及外部光量和像差等數(shù)據(jù)并不寫在規(guī)格中。另外，攝影目的和個人興趣不同，喜好也就不同。這方面最好是參考雜志上刊登的測試報告。
五、其他需要注意的地方
　　對數(shù)碼相機的易用性影響較大的規(guī)格包括從打開電源到可以拍攝之間的啟動時間、可連續(xù)拍攝的最短時間，以及從按下快門到快門關(guān)閉之間的時滯。為了不放過任何拍攝時機，顯然這些指標(biāo)的數(shù)值越小越好