單鏡反光機的原理和結構

2021-07-03 04:48:21 字數 4659 閱讀 5317

數碼單鏡反光機的全稱是數碼單鏡頭反光相機(digital single lens reflex),縮寫為dslr。數碼單鏡反光機專指使用單鏡頭取景方式對景物進行拍攝的一種照相機,拍攝者使用相機背後的光學取景框進行觀察,通過觀察安裝在相機前段的鏡頭所提供的視覺角度的大小進行拍攝。

在單鏡反光機的結構中,作為重要的是照相的反光鏡和相機上端圓拱結構內安裝的五面鏡或五稜鏡。拍攝者正是使用這種結構從取景器中直接觀察到鏡頭的影像。由單鏡頭反光相機的構造圖可以看到,光線透過鏡頭到達反光鏡後,折射到上面的對焦屏,並結成影像,透過接目鏡和五稜鏡,拍攝者就可以在取景器中看到外面的景物。

這個過程有點像人們透過窗戶看到外面的世界,窗戶的大小便是人們看到外面景物的範圍。

當拍攝者看到自己滿意的角度和拍攝內容的時候,既可以按動快門。按動快門的過程就是乙個拍攝和成像的過程,術語稱為**。不管是膠片單鏡反光機還是數碼單鏡反光機,**原理是完全相同的。

在按下快門的瞬間,反光鏡向上彈起,膠片前面的快門幕簾同時開啟,通過鏡頭的光線(影像)投射到感光部件上,使膠片或數位相機的感光元件**。在按下快門的這一瞬間,光學取景器中會出現黑屏的情況(黑屏的時間根據快門的快慢而不同),之後反光鏡立即恢復原狀,取景器中再次可以看到影像(此時已經完成了一次**)。

單鏡反光機的這種構造,決定了鏡頭在相機的結構中占有相當重要的地位。使用這種相機的最大優勢是攝影師在光學取景器中看到的取景範圍和感光元件的影像實際拍攝範圍基本一致。攝影師使用不同的鏡頭配置可以達到很好的拍攝效果,從具有衝擊力的7.

5mm魚眼鏡頭到長達1600mm以上的超級遠攝遠鏡頭,都可以安裝在同一臺相機上,從而拍攝出效果迥異的**。此外,單鏡反光機在一定程度上消除了旁軸相機的取景視覺差異,使攝影師可以更精確地控制取景範圍,選擇最完美的拍攝角度。

單鏡反光機的劣勢:

1.體積龐大,不方便攜帶

2.相機的製造難度很大,工藝苛刻,**高

3.鏡頭雖然種類多,但同樣體積龐大

4.和旁軸相比快門操作瞬間有片刻的黑幕

相機擁有乙個很奇妙的成像結構,無論是數碼單鏡反光機還是旁軸相機,抑或是大畫幅相機,他們的成像原理實際上都是簡單的小孔成像。

小孔成像原理,是指景物透過有針孔的暗箱時,會在其內部的平面上產生乙個左右、上下顛簸的影響。如果在暗箱和進光點相對應的乙個平面上放置乙個可儲存影像的感光元件,這個暗室就可以成為乙個簡單的相機。針孔的大小決定了進光量的多少,因而決定了成像的時間。

這種傳統方式留下的影像不夠清晰,而且沒有對景深的認為控制。使用鏡頭的意義就在於替代這個暗室中的小孔。鏡頭可以控制進光量,同時還可以通過對焦距的控制來決定存留影像的視覺範圍。

數碼單鏡反光機按照以下步驟生成影像。

1.使用dslr拍攝**的時候,影響會通過鏡頭直接照射到dslr的感光元件上。

2.dslr經過一段時間的**後,光線二極體受到光線的照射,激發釋放出電荷,感光元件的電訊號由此產生。

3.控制感光元件的晶元利用感光元件中的控制訊號線路對光電二極體產生的電流進行控制,由電流傳輸電路輸出,感光元件會將一次成像產生的電訊號收集起來,統一輸出。經過放大和濾波後的電訊號被送到a/d(模/數轉換器),由a/d將此時的模擬訊號轉換為數碼訊號,數值的大小和電訊號,數值的大小和電訊號的強度即電壓的高低成正比,最後就形成了真正意義上的數字**,此時的資料保證了最原始的數字**的細節和面貌沒有經過任何的加工。

4.原始的數字**會被輸出到數字訊號處理器。在訊號處理器中,這些影象資料將經過色彩校正、白平衡處理(這一步依據dslr中的設定而進行,不同品牌的設定有著很大的區別)等後期處理,並且編碼為dslr可以讀取的資料格式後儲存下來。

5.將最終產生的**儲存在dslr的儲存介質裡。

快門構件

相機**時間的長短是通過快門實現的。快門和光圈配合使用,其用途是控制相機內部感光元件的進光量。在光線條件相同時,要想獲得正確的**,如果光圈設定的很小,需要較長時間的**,而光圈設定的較大時,則需要較短的時間。

光圈 光圈是鏡頭內部的乙個控制光線進光量的元件。光圈開啟的大小是通過乙個可調整的控制器實現的,通常光圈採用多片結構,它類似於人類瞳孔的結構,可以很輕鬆地關閉和開啟。光圈數值用f值表示(有時採用小寫的f),光圈的數值越小,光圈越大,進光量也越大。

鏡頭體系

鏡頭是單鏡反光機的眼睛,它的內部由各種透鏡組成。每乙個品牌的數碼單反都有著龐大的鏡頭系統,每套系統中的鏡頭種類繁多,常見的有廣角鏡頭、中焦鏡頭、微距鏡頭、長焦鏡頭等。這些產品的用途各異,影友可以根據拍攝需要和自己的經濟實力選擇合適的鏡頭產品。

什麼是對焦

dslr的對焦是指相機通過電子及機械設定,根據被攝物體的遠近,調節鏡頭內的透鏡和感光元件的距離,使被攝物體通過鏡頭後在感光元件上清晰成像。對焦過程中,dslr的拍攝物件由模糊到清晰,最終對焦成功,這一過程叫做對焦。

手動對焦

手動對焦是指認為轉動鏡頭對焦環來實現對焦的過程。這種對焦方式很大程度上依賴人眼對對焦屏影像的判別和拍攝者對相機使用的熟練程度,甚至是拍攝者的視力。在自動對焦技術誕生之前,照相機都是使用這種對焦方式完成調焦的操作。

雖然現在的數位相機可以實現自動對焦,但畢竟原始的東西才是最穩定可靠,因此手動對焦作為日常使用的備選功能的備選功能依然被保留下來並將長期存在。

自動對焦

自動對焦(auto focus)又被稱為「自動調焦」,縮寫為af。自動對焦技術早以在攝影器材中得到普及,也是dslr使用者廣泛使用的對焦方式。自動對焦系統根據所獲得的距離資訊驅動鏡頭調節相距,從而完成對焦操作。

對影友們來說,自動對焦比手動對焦更快速、更準確、更方便,但它在光線很弱的情況下可能無法工作。自動對焦使相機使用者在拍攝過程中基本不用為對焦耗費更多注意力,從而能夠把心思更多地應用在取景和構圖上。另外,由於自動對焦具有快速、準確的特點,在需要抓拍和拍攝運動物體時,它也更為有效。

dslr取景器中擁有多個對焦點可以選擇,這種設定主要針對拍攝的主體在畫面中可能位於不同的位置而設計。比較先進的dslr可以選擇11點甚至更多的焦點進行對焦,而大多數入門級dslr使用的是5點對焦或7點對焦。

數碼單反vs膠片單反技術進步帶來革命

成像方式

膠片單鏡反光機是使用銀鹽膠片為感光材料的單反照相機。可分為35mm照相機(常稱135照相機)、120照相機、126照相機、中畫幅照相機和大畫幅照相機等。135照相機使用35mm膠片(這種規格的底片是目前市面上最為普及的一種膠片產品),其拍攝的標準畫幅為24mmx36mm,一般每個膠卷根據規格不同可以拍照36張、24張或12張。

數碼單鏡反光機的成像使用的光學感測器一般有ccd、cmos、super ccd、foveon x3等多個品種,存在這些不同產品的主要原因是不同品牌的數碼單鏡反光機使用不同的技術,規格方面也分為aps-c、aps-s、全畫幅(24mmx36mm)、4/3等幾個不同畫面比例的畫幅系統。

進入鏡頭的光線首先被感光元件分為r(紅)、g(綠)、b(藍)3個顏色,然後通過設定在相機內部的處理晶元的計算處理,被轉換成相應的數字檔案格式,並被記錄在相機內部的儲存結構裡。

**的預覽回放

數碼單鏡反光機的背部都安裝有乙個彩色的液晶顯示屏(lcd),這個液晶顯示屏不僅可以回放剛剛拍攝的**,而且也為相機的設定和選單提供了乙個顯示的空間。通過這個直觀的彩色顯示空間,影友們可以有效地進行功能設定,操作相機。

成像方式

膠片單鏡反光機是使用銀鹽膠片為感光材料的單反照相機。可分為35mm照相機(常稱為135照相機)、120照相機、110照相機、126照相機、中畫幅照相機和大畫幅照相機等。135照相機使用35mm膠片(這種規格底片是目前市面上最為普及的一種膠片產品),其拍攝的標準畫幅為24mm*36mm,一般每個膠卷根據規格不同可拍照36張、24張或12張。

數碼單鏡反光機的成像使用的光學感測器一般有ccd、cmos、super ccd、foveon x3等多個品種,存在這些不同產品的主要原因是不同品牌的數碼單鏡反光機使用不同的技術,規格方面也分為aps—c、aps—s、全畫幅(24mmx36mm)、4/3等幾個不同畫面比例的畫幅系統。

進入鏡頭的光線首先被感光元件分為r(紅)、g(綠)、b(藍)3個藍色,然後通過設定在相機內部的處理晶元的計算處理,被轉換成相應的數字檔案格式,並被記錄在相機內部的儲存結構裡。

**的預覽回放

數碼單鏡反光機的背部都安裝有乙個彩色的液晶顯示屏(lcd),這個夜景顯示屏不進可以回放剛剛拍攝的**,而且也為相機的設定和選單提供了乙個顯示的空間。通過這個直觀的彩色顯示空間,影友們可以有效地進行功能設定,操作相機。

雖然之前的高檔膠片相機也有相應的顯示資料的夜景視窗,但他們單色的配置顯然無法與當今數碼單鏡反光機的23萬色、2.5英吋的lcd相提並論。

儲存介質的不同

傳統的膠片相機使用的儲存介質是銀鹽膠片,這種儲存介質依賴膠片傳統的物理特性,其儲存能力已經經過了時間的印證。現在經常可以看到的,老**展覽中,那些珍貴的底片,在良好的儲存條件下可以儲存上百年的時間。

數碼單鏡反光機使用的儲存介質是儲存卡,最常見的種類有cf、sd、xd以及微型硬碟。這些使用矽結構的儲存卡,有著體積小、重量輕、容量大、讀寫速度快、可重複寫入等特點,這些特點決定了數碼單鏡反光機的使用成本要遠遠小於膠片產品。在**儲存方面,使用和計算機相機的儲存介質,以資料檔案的形式在計算機的硬碟或者資料光碟上儲存。

感光元件就像是傳統攝影中的底片,它能夠將光線轉換成電荷訊號,承擔著生成影像的責任,而這一功能是通過電子元件的特性來實現的。

傳統底片是利用光線直接在銀鹽層上發生化學反應,將光線中的亮度和顏色記載在底片上。數位相機則是經過一定規律的運算,把感光元件採集的電荷訊號轉換為可見的電子格式後儲存在數位相機的儲存器上,最後通過自帶的液晶顯示器顯示閱覽效果。

相比於傳統膠片單鏡反光機使用的化學顯影凡是,這個過程實際上是純物理的過程,感光元件就是將光轉化為電荷訊號的介質。現在的光學感測器的效能相當優秀,在很多指標上已經可以和膠片的成像質量相媲美,甚至更加出色。

ccd感光元件

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