《新闻摄影教程（第五版）》第十二章 照相机的基本知识

第三部分新闻摄影技术第十二章照相机的基本知识本章要点1.了解照相机的成像原理､成像过程与基本构造｡2.学习操作､使用和维护多种类型的照相机｡3.了解照相机操作方法｡4.了解感光元件和影像存储的基本知识｡5.了解白平衡设定的意义与方法｡6.了解对焦装置,掌握聚焦方法｡目录第一节照相机成像原理及分类第二节照相机的操作与维护第三节照相机的基本装置第一节

照相机成像原理及分类照相机成像原理及分类一､照相机的成像原理与人的视觉系统二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程三､照相机的分类（一）焦距､像距与物距照相机的基本成像原理,就是凸透镜成像的原理｡焦距是从凸透镜光学中心点O到焦点F的距离,像距就是凸透镜光学中心点O到景物成立的实像点B之间的距离,物距就是物体位置点A到凸透镜光学中心点O之间的距离｡这三个概念在照相机成像系统中的意思与凸透镜成像一致｡摄影中的像距就是指镜头光学中心到感光元件之间的距离,物距就是指被摄景物到镜头光学中心的距离,摄影上简称“摄距”｡A点就是摄影上的“聚焦点”,也称“合焦点”｡一､照相机的成像原理与人的视觉系统（一）焦距､像距与物距从上述原理和相机实际构造情况来看,像距相对于摄距来说很小｡从镜头到感光元件的距离一般只有3~10厘米,而摄距在25厘米以上,绝大多数在200厘米以上,那么像距与摄距的比值一般远小于1∶20,所以拍照瞬间,相机只要震动0.01毫米,就相当于被摄景物震动0.2毫米以上,造成整个照片的虚化,景物边缘不清晰｡要想使照片清晰,必须设法减轻拍照瞬间相机的震动｡人手在拍照时晃动是绝对的,因此在拍照时,应当保持正确的姿势,尽量减少相机的晃动,缩短曝光时间,从而减少拍照瞬间相机晃动的绝对值｡一､照相机的成像原理与人的视觉系统（二）照相机成像系统与人的视觉系统加拿大学者麦克卢汉认为所有的媒介都是人体某种功能的延伸｡从这个观点来看,照相机既是人眼功能的延伸,也是人记忆系统的延伸,帮助人们看得更多､更清晰,记住不想忘记的瞬间｡相机各部件与人类视觉系统的器官功能一一对应:眼球相当于镜头;瞳孔相当于镜头里的光圈,控制进光面积;眼皮相当于相机的快门,控制进光时间;视网膜相当于相机的感光元件,控制感光速度､成像面积;大脑相当于相机的存储卡和中央处理单元,忘记相当于删除,回忆相当于回看｡人眼成像过程类似照相机成像过程,照射到景物上的光线,反射后通过瞳孔(光圈)､眼皮(快门),到达视网膜(感光元件),完成感光后成像,记忆在大脑里｡所有抵达视网膜的光线也不是全部被吸收,视网膜的吸光率也是可变的,相当于感光元件的感光度数值高低｡一､照相机的成像原理与人的视觉系统（二）照相机成像系统与人的视觉系统从以上分析得出,曝光量受光线强度､被摄景物的反光率､光圈､快门(曝光时间)､感光度的影响,可以简单理解为这五个因素的乘积,曝光量=感光元件的感光度×光圈大小×快门速度(曝光时间)×光线强度×被摄景物反光率,其中任何一个因素为零,其结果都是零,都完成不了曝光｡自然界中,绝大多数场景的整体反光率是18%,照相机设计的目的就是按景物中18%反射率的中灰亮度调节曝光,能最大限度地获取丰富的影调､层次｡这种照片就是所谓正常亮度的照片,此时的曝光量就是正常曝光量,是所有曝光量的基准值,相机自动曝光所取得的曝光量就是这个值,可以简单地认为是一个恒定值｡其实人眼看到最习惯亮度的景象时,视网膜的吸光总量也是基本一样的｡人眼在看景物时,在视线上的景物清晰度是不一样的,只有眼睛盯住的那个地方最清晰,距离这个点的距离越远,清晰度越差,这种现象与摄影上的景深特点相同｡景深就是指被摄景物中,沿着镜头轴线的方向,能产生较清晰影像的最近点至最远点的距离｡这种距离大,称为景深大;这种距离小,称为景深小,一般以主观第一眼的感觉为准｡一､照相机的成像原理与人的视觉系统(一)单反相机单反相机是胶片时代单镜头反光式取景照相机(SingleLensReflexCamera,SLR)的简称,它只有一个镜头,光线通过镜头照射到反光镜上,运用五棱镜反光的原理来取景｡使用数字感光元件记录影像的相机,称为数码单反相机(DigitalSingleLensReflexCamera,DSLR)｡“单镜头”就是指摄影曝光光路和取景的光路共用一个镜头,不像旁轴取景器相机或者双镜头反光相机,取景光路是另一个镜头或在另一条轴线上,从而造成视差｡“反光式取景”是指相机内置一块平面反光镜,取景时反光镜落下,将透过镜头的光线反射到磨砂玻璃对焦屏中,再通过一块聚光透镜并在五棱镜中反射,最终图像出现在取景器(又称目镜)中｡按下快门,在快门开启的同时,主反光镜以O点位置为轴心,向上升至水平位置,光线从主反光镜下面,通过快门,到达感光材料或感光元件上,图像被记录下来，与取景器上所看到的一致。二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程(一)单反相机二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程(一)单反相机拍摄完成瞬间,主反光镜沿着原路返回,快门关闭,所以记录一个影像,有4个机械动作,会发出4个声音,但是人们能够听到的最多只有两个声音,这是因为人的听觉器官——耳朵只能分辨间隔长于0.1秒的声音,而反光镜的抬升和快门开启,几乎是同步完成的,时间间隔极短,两个声音被感知成一个声音;反光镜的回落与快门关闭,也是几乎同步完成,两个声音也被感知成一个声音｡只有当快门时间长于1/10秒时,人们才能听到两个声音,短于1/15秒,基本上就只能听成1个声音了｡单反相机的最大特点是利用机身内部的反光镜把经镜头进入的光线分开｡光线被分别传送至影像传感器和取景器,同时还被传送至自动对焦(AF)专用的相位差传感器,因为相位差传感器可向拍摄物体高速对焦,所以单反相机比普通相机的拍摄速度快,不会错过希望拍摄的瞬间｡二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程（二）单电相机单电相机就是单镜头电子取景器相机,其电子取景器(ElectronicViewFinder,EVF)取代了单反相机中的光学取景器,它将不透明的主反光镜,改成了透光率90%以上的固定反光镜,拍摄时反光镜不用抬起,光线直接能穿过半透镜,通过快门抵达感光元件,因而减少了两次震动｡电子取景器的优势,一是改善了相机的稳定性能;二是减轻了相机的重量;三是通过电子取景器,能预览曝光补偿､直方图､白平衡效果等,按快门之前就能看到拍出照片的样子,从而提高拍摄成功率､减少回放次数｡此外,在拍摄视频时,聚焦速度也得到了提高｡电子取景器的缺点是:光电转换需要时间,因此,看到的景物稍有延时,不完全符合人眼观看的习惯,而且耗电量也比较大｡二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程（三）微单反相机微单反相机(也称微单相机)就是微型单镜头反光相机,比一般单反相机更加轻便､小巧,也可以更换镜头,画质和功能也很接近单反相机｡微单相机采用与单反相机相同规格的传感器,取消了单反相机上的光学取景器构成元件,因为没有五棱镜与反光镜等结构,大大缩小了镜头卡口到感光元件的距离,因此,微单相机的机身比单反更加小巧,也不影响拍摄质量,从而保证成像画质与单反相机相似｡但是,这种设计无法直接通过镜头看到景物,只得另外设置一个取景窗,或者通过电子屏幕来取景,所以不如单反相机操控方便｡单反相机的使用人群主要是既想相机小巧,又想要获得非常好的画面效果的摄影爱好者,专业摄影工作者也常常将微单反相机作为备用相机｡手机摄影功能的成像原理和微单反相机相似,但是因为手机所用的感光元件面积较小,其成像质量自然也比不上微单反相机｡二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程（四）无反相机无反(Mirrorless)相机即无反光板相机,也称半透镜相机｡无反相机与单反相机的区别就在于有无反光镜｡早在胶片单反相机时期,佳能等厂商便设计出采用半透镜技术的无反相机,目的是要在超高速连拍时,消除传统单反相机反光板上下运动所产生的振动､延迟､取景器全黑时间过长等缺陷｡2013年10月16日,索尼公司首次正式发布两款全画幅无反相机A7､A7R｡两款相机最大的不同之处在于A7R搭载了一块3600万像素传感器,较为便宜的A7为2400万像素,但支持相位差检测对焦,连拍速度也更快｡从外观上看,它们几乎相同,均配备了替代单反五棱镜结构的EVF(电子取景)机顶取景装置｡美国《时代周刊》评选出的2018年十大年度电子产品,富士X-T3无反相机位列第三,它具有2600万像素,10比特4K/60p视频录制等功能也非常出色,机身还配备了手动拨盘,被评价为“结合了科技与怀旧的设计”｡二､单反相机､单电相机､微单反相机和无反相机的成像过程(一)按感光元件面积大小分类这种划分是相机分类的最主要形式｡感光元件面积大小是影响相机成像质量的决定性因素,也是照相机系统配套的重要参数｡感光元件面积越大,被摄景物在相同距离和焦距的情况下,成像就越大,放大到同样尺寸时,所需放大倍率越小｡同一档次的相机,所用感光元件面积越大的相机,成像质量越好｡感光元件面积的大小,影响整个相机系统的所有部件大小,直接决定相机的便携性,因此选用相机要根据自己的用途和拍摄目的来决定,不必攀比或追求奢华｡三､照相机的分类(一)按感光元件面积大小分类1.135相机在胶片时代,135相机是指使用135胶卷的相机,每个135胶卷一般可以拍摄36张图片,每一个画幅的尺寸是24毫米×36毫米｡数字摄影时代,也将使用135感光元件的相机称为135相机,所用感光元件面积的标准大小也是24毫米×36毫米｡但是,由于感光元件价格昂贵,为了降低成本,照相机企业便生产了多种尺寸的画幅较小的感光元件｡人们将数字感光元件面积达到或接近24毫米×36毫米的数字相机,称为全画幅相机;面积接近15.0毫米×22.5毫米的相机,称为半画幅相机(APS-C或APC);还有其他更小尺寸的数字感光元件｡135相机体积较小,便于携带,操作灵便,非常适合抓拍,是新闻摄影工作者最常用的器材,本教材也将重点介绍135数码相机｡如无特别声明,所有操作技巧､成像原理及特点等,均以传感器尺寸为24毫米×36毫米的135数码相机为例｡三､照相机的分类(一)按感光元件面积大小分类2.120相机在胶片时代,120相机是指使用120胶卷的相机,120胶卷的每一个画幅的尺寸是60毫米×60毫米｡数字摄影时代,也将使用60毫米×60毫米感光元件的相机称为120相机,其实际成像有效面积为56毫米×56毫米｡120相机拍摄的画幅尺寸更大,影像质量高,在放大后效果也更好,一般用于商业人像摄影､广告摄影或艺术摄影｡三､照相机的分类(一)按感光元件面积大小分类3.大型座机大型座机使用大幅底片或大尺寸感光元件,感光元件面积一般为101.6毫米×127毫米(4英寸×5英寸)或更大,主要用于追求极高画质影像的商业摄影或风光摄影等｡三､照相机的分类（二）按照相机镜头数量分类按相机上镜头数量划分,有单镜头相机和双镜头相机｡相机机身上只有一个镜头的相机,称为单镜头相机;有两个镜头的相机,就是双镜头相机｡单镜头相机,人眼取景和相机成像时,使用同一个镜头,取景和成像范围基本一致,视差极小;双镜头相机,一个镜头用于取景,另一个镜头聚光成像,因为两个画面不在同一条轴线上,所以有明显的视差,因此在使用时要格外注意,避免因视差现象导致的拍摄失败｡三､照相机的分类（三）按取景器分类照相机的取景器有光学取景器和电子取景器两种｡光学取景器利用被摄景物的自然亮度,透过取景器观看景物,其视觉效果更符合人眼正常的观看习惯｡电子取景器则把被摄景物呈现在电子屏幕上,人眼通过电子屏幕取景,常见的有电子显示屏､外置独立取景器等｡外置独立取景器是个单独的部件,拍照时才安装在机身上,图像更大､更明亮､更清晰,广泛运用于商业摄影｡三､照相机的分类（四）按取景方式分类按取景方式来划分,有单反平视式取景和旁轴式取景两种照相机｡单反平视是单镜头反光相机的取景方式,取景的视线和相机成像的光路在同一条轴线上,基本没有视差现象｡旁轴式取景器相机在机身上专门配置了一个取景孔,装置简单,减轻了机身的重量,使相机更加便于携带｡三､照相机的分类第二节

照相机的操作与维护照相机的操作与维护一､照相机的操作二､照相机的维护摄影记者一般都会像爱护自己的眼睛一样爱护照相机,注意保养相机,确保机身和镜头清洁､电力充足或有备用电池､有备用存储卡或存储空间充分｡现场抓拍是新闻摄影的主要技法,摄影记者每一次采访拍摄,都要力求达成“看到､想到､拍到”的完美统一,掌握正确的相机操作方法,才能得心应手地快速抓拍｡在拍摄时,正确合理地操作相机,熟练掌握照相机的功能和各项摄影技术,才能及时捕捉典型瞬间,从而拍摄到高质量的照片｡第一,摄影记者都有一个专门的相机包,包里还常备有干燥剂,一些不常用的镜头平时最好放在相机包里,既能够防止尘土及其他污染,又可以防雨防潮｡如果冒雨或冒雪拍摄,最好还要备上一个合适的防雨套｡第二,照相机都有背带,平时最好将相机挂在脖子上或者缠绕在手上,确保相机不会掉落或不慎从手中滑落｡一､照相机的操作为了便于拍摄操作且确保相机不会滑落,摄影记者常将相机背带缠在手臂上(右)(盛希贵摄)一､照相机的操作第三,照相机是摄影记者“手中”的工具,一般情况下,摄影记者都是右手紧握相机､食指操作快门;左手托住镜头,操作对焦和变焦｡专业照相机在手持部位(手柄位置)都有专门设计,便于持稳相机｡在新闻现场,摄影记者常常还要在走动或者行进过程中拍摄,一定要用右手扶住相机,以免因剧烈晃动导致磕碰,损坏相机或镜头｡2017年9月12日,《光明日报》记者周官正在“华中屋脊”神农架进行国家公园系列专题采访｡拍摄过程中,一只金丝猴爬上了他的肩膀(吴春林摄)一､照相机的操作第四,为了寻求独特的拍摄角度,摄影者的姿势可能五花八门,站着､蹲着､躺着都可以｡但是,要想能够持稳相机,脚下必须站稳,两臂尽量夹紧｡如果用慢门拍摄,则应尽可能找到支撑身体的墙壁､立柱､大树或巨石等,还有可以用来支撑手臂的桌面､平台等｡必要的时候,最好用单脚架或三脚架来确保相机操作稳定｡第五,要想拍摄到清晰的影像,必须准确或精确对焦;还要选择适当的快门速度,在使用慢于1/60秒的快门速度时,必须持稳相机,避免因相机晃动造成影像模糊｡在弱光条件下,在可能或允许的情况下,还要用闪光灯进行拍摄或者使用三脚架｡第六,训练有素的摄影记者都会养成一些好的习惯,比如,取下镜头盖或置换镜头时,随手将其放在摄影背心或衣服口袋里,但最好还是放在摄影包里妥善保管,避免磕碰,防止丢失｡一､照相机的操作照相机是精密仪器,除了拍摄时必须规范化操作,日常也需要悉心保养和维护｡错误的操作方式或维护不当都可能导致照相机机身和镜头受损｡在使用相机的过程中,难免沾染污渍､灰尘､指纹､汗液等,如果长期不处理,既影响机身外观,又会造成进一步污染｡规范操作､细心保养,才能保证成像质量和拍摄效果,并且能够延长相机的使用寿命｡清理照相机必须用专用工具和物品,如专用气吹子､小毛刷､清洁布､镜头清洁剂､镜头纸等｡如果镜头内部或取景器等机身内部发现脏迹､霉斑或灰尘,则应送照相机专修店,请专业人员清理｡二､照相机的维护（一）更换镜头的注意事项在实际拍摄中,一个镜头往往无法满足拍摄需求,经常需要更换镜头｡更换镜头时,要认真按照使用说明书来操作,不可粗暴地使蛮力,尽量轻拿､轻放､轻柔地操作,保护好相机和镜头的卡口;更换镜头时还要尽量抓紧时间,一方面为了不影响抓拍,另一方面也要尽可能地避免灰尘进入照相机内部｡二､照相机的维护（二）存储卡的保养插入或拔出存储卡时,一定要先关机,然后再操作,否则会对存储卡和照相机都造成伤害｡中途断电,对存储卡也会有影响,所以,在删除､保存或升级存储卡时,一定要看电量是否充足｡二､照相机的维护（三）电池的保养目前,大多数相机使用锂电池,如果长时间不使用照相机,应将电池取出,每隔两三个月还要对电池进行一次充放电,使锂离子处于活动状态,以免失去活性,有效保证电池能量和使用寿命｡锂电池没有记忆效应,反复充电不会对电池造成严重损害｡电池和充电器都应使用质量有保障的品牌,确保电力充沛;充电时也要注意安全｡二､照相机的维护（四）镜头不要长时间对着强光过强的光线汇聚和持续感光,可能产生强大的电荷,对感光元件造成伤害,影响使用寿命｡如果需要对着强光拍摄,应尽量选择小光圈､高速快门｡二､照相机的维护（五）机身的清洁照相机的机身一般用合金和高强度的工程塑料制造,大部分高端机型还在手柄处使用了蒙皮覆盖｡采访拍摄难免身处脏乱差或尘土飞扬的恶劣环境,照相机也会沾染到一些污渍或灰尘｡清理机身外壳也应使用上述专门用于清理照相机的物品｡在清理塑料机身时,忌用酒精等有机溶剂擦拭,以免损害外壳,造成损伤或褪色;相机手柄的蒙皮处也不要使用有机溶剂擦拭,但可以使用皮革清洁剂清理污渍｡二､照相机的维护（六）防湿热和霉变照相机必须防水､防潮,除非照相机本身具有防水功能｡淋雨､落水或过分潮湿的环境都会使照相机某些部位产生锈斑或滋生霉菌,从而致使相机的电器件失灵,或者导致短路,烧坏线路板｡一旦发生上述情况,必须尽快送专修店维修｡在雨水充沛的区域和阴雨连绵的时节,特别在湿热环境下,或空气湿度过大､温差很大的时候,使用完相机之后,要及时用专业用品擦拭相机表面,然后将照相机放置于干燥通风､无阳光直射的环境之下,最好放置于放入了干燥剂的密封袋或其他容器内储存,并定期检查保存状态｡二､照相机的维护第三节

照相机的基本装置照相机的基本装置一､快门二､感光元件与影像的存储三､白平衡及其设定四､对焦装置与对焦方法一､快门(一)快门与快门速度快门是照相机的重要结构之一,用来控制光线在感光材料或感光元件上停留的时间,即曝光时间｡其结构､形式及功能是衡量照相机质量的重要指标｡除了某些老式相机有“镜间快门”——将快门设在镜头里面,绝大多数照相机的快门都在机身上面｡快门速度又叫快门时间,单位是“秒”｡常见的快门速度有:30､15､8､4､2､1､1/2､1/4､1/8､1/15､1/30､1/60､1/125､1/250､1/500､1/1000､1/2000､1/4000､1/6000､1/8000,乃至万分之一秒等｡这些数字每差一倍,快门速度就相差“一档”｡数字越小,曝光时间越短,越有利于拍摄运动物体､捕捉高速瞬间｡当快门时间短于1/500秒时,可以把人们日常见到的运动瞬间凝固下来｡数字越大,曝光时间越长｡当快门时间长于1/8秒,长达数秒或数分钟时,便可以拍出运动物体虚化的轮廓,比如夜晚车辆行驶的灯光拉长的轨迹,水滴､雪花降落时拉长的线条,溪水或瀑布流动拉长成为“布面”的效果等｡一､快门(一)快门与快门速度如果需要进行快门速度标示最慢速度以外更长时间的曝光,例如数分钟､数十分钟乃至数小时,就要用“B门”了｡用B门进行拍摄时,要使用三脚架和快门线来保持相机的稳定｡按下快门钮,快门便开启,开始曝光;直到松开快门钮时,快门才关闭,曝光时间可以根据拍摄需要进行人工控制,当然也需要用计时器来计时｡一般而言,快门速度的时间范围越大越好,但是使用焦距在135毫米以内的镜头拍摄静物､人物(包括行人)等常规对象时,最常用的快门速度在1/60秒到1/250秒之间,这些快门速度也是在没有“防抖系统”的情况下,摄影师手持照相机拍摄时,能够确保相机不晃动的快门时间｡只有在弱光条件下摄影或要追求慢门拍摄效果时,才会用1/15秒以下的快门时间;当用300毫米以上长焦距镜头拍摄或者拍摄高速动体时才会用到1/500秒或1/1000秒以上的快门速度｡拍摄时使用的镜头焦距越长､镜头体积越大,快门时间就要越快,才能确保相机稳定;拍摄动体,还要考虑动体本身的运动速度,动体自身运动速度越快,拍摄时快门时间也要越快,比如拍摄飞机飞行表演,就要用数千分之一秒的快门速度｡一､快门(一)快门与快门速度镜头焦距与快门速度选择之间的关系是:快门速度应为所用镜头焦距的倒数,比如说镜头的焦距为100毫米,那么持稳相机能拍摄到清晰图片的最长曝光时间为1/100秒｡当然,经过长久练习后,训练有素的摄影师手持相机的稳定性能够适当提高｡如前所述,为了减轻快门开闭过程中引起的震动,单电相机和微单反相机采用了半透明的固定反光镜,部分单反相机采取了反光镜预升功能——在快门开启之前就把反光镜提升并锁定,配合使用三脚架､快门线或遥控器,最大幅度地减少曝光时的震动｡一些照相机还有专门的“防抖装置”,例如索尼､宾得等品牌的部分相机,在感知抖动后,能够通过改变感光元件的位置或角度,来减弱轻微震动,从而保证成像的清晰｡一､快门（二）连拍速度和连拍总张数快门连拍速度就是每秒可以连续拍摄到的照片的数量｡对于常常需要抢抓瞬间的新闻摄影记者,尤其是体育摄影记者而言,连拍速度非常重要｡典型的新闻瞬间稍纵即逝,不可能再现,连拍速度越快,定格的瞬间越多,拍摄到“决定性瞬间”的成功概率就越高｡连拍总张数因相机档次不同差异很大｡一般入门级单反数码相机的连拍总张数少于5张/秒;中端单反数码相机为6~10张/秒;专业级单反数码相机则可以达到12张/秒,甚至更多｡例如,佳能专业级照相机EOS1DXMarkII连拍速度最高可达16张/秒,可以连续拍摄,直到存储卡存满为止;尼康D5照相机连拍速度最高12张/秒,可一次性连续拍摄画面200幅左右｡一､快门（三）快门寿命相机快门无论是机械装置还是电子装置,都有劳损过度失去准确性的时候,快门寿命就是快门能够精确控制曝光时间的开启次数,也就是所能拍摄的照片总张数,这个数值当然是数量越多越好｡一般而言,入门级单反相机的快门寿命为6万次左右,中档单反相机为15万次左右,高级单反相机在30万次以上｡一､快门（四）视频拍摄功能视频拍摄功能已经成为照相机的重要功能之一,并且带来了微视频的兴盛｡德国专业测评媒体DPReview评选出的2019年度最佳消费级视频相机富士X-T3具备4K/60功能,能以10位拍摄4K/60p素材,液晶屏像素约104万,连拍速度达到了约30帧/秒｡2018年新推出的尼康Z7可以拍摄精彩的4K/30P超高清视频,还能录制包含音频的全高清1080P120p/100p帧的4倍或5倍慢动作视频,丰富了视频拍摄与表现手法｡二､感光元件与影像的存储用于摄影拍摄的感光材料分为胶片和数字感光元件两大类｡数字感光元件,也称为数码图像传感器,其品质是影响数码照相机成像质量的决定性因素｡目前,还有少部分人仍使用胶卷拍摄图片,绝大多数人都使用数码照相机,本教材只介绍数字感光元件｡数字感光元件主要有两种类型:CCD图像传感器和CMOS图像传感器｡二者在成像过程､集成性､速度和噪声等方面各有其优缺点｡CCD图像传感器,即电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice,CDD),是一种半导体器件｡作为一种光数转化元件,CCD图像传感器能像胶片一样记录影像｡CCD图像传感器上有许多排列整齐的电容,能感应光线,将影像转变成数字信号并记录下来｡CCD图像传感器上植入的微小光敏物质称作像素(pixel),一块CCD图像传感器上包含的像素数越多,所存储的影像分辨率也就越高｡互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)是一种制造芯片的技术工艺,也被应用于制作数码影像器材的数字感光元件,尤其是画幅规格较大的单反数码相机的数字感光元件｡二､感光元件与影像的存储感光元件又分为不同的画幅尺寸,36毫米×24毫米尺寸的称为全画幅;画幅小于36毫米×24毫米的称为非全画幅｡在专业单反领域,半画幅的大小约为22毫米×15毫米,称作APS-C(AdvancedPhotoSystemtype-C)画幅,即C型先进摄影系统,是数码相机所使用的图像传感器的常见规格｡目前,数码单反相机的CCD图像传感器和CMOS图像传感器很多都是“APS-C”画幅尺寸｡全画幅的面积是半画幅的2.3倍左右,使用同样焦距的镜头时,全画幅会有更广的视角｡画幅尺寸也影响成像视角,全画幅镜头可以在非全画幅相机上使用,而非全画幅镜头在全画幅相机上使用会出现暗角｡画幅尺寸还影响景深,画幅越大,相同条件下的景深范围也越大｡截至目前,图像传感器都是平面的,今后也可能会出现曲面图像传感器等新型传感器,或许能够给数码相机等摄影器材的生产和使用带来新的便利｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件1.感光元件的像素和面积提起数码相机,人们首先想到的便是多少万像素｡各大照相机生产厂家也在不遗余力地强调自己的产品像素数量多､成像质量高｡现在,手机照相系统已经可以达到5000万像素,而数码单反相机的主流像素数仅在3000万像素的水平,甚至更低,但是,众所周知,手机摄影的成像质量却远远无法与单反相机的成像质量相媲美,为什么呢?因为感光元件成像质量的高低不仅受感光元件上的像素总数的影响,还受感光元件面积大小的影响｡通俗来说,感光元件的图像质量是由像素数量和单个像素的大小决定的,单个像素的面积(或者体积)越大,其成像质量越高,单纯拿像素数量来比较没有意义｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件1.感光元件的像素和面积像素数量就是数码相机的分辨率｡它是由相机感光元件上的光敏元件数目所决定的,一个光敏元件就对应一个像素｡因此像素越多,意味着光敏元件越多,相应的成本就越高｡数码相机的影像分辨率,有几组数字供选择:1024×768,1600×1200,2048×1536……每一组数字中,前一个数字表示在照片的长度方向上所含的像素点数,后一数字表示在宽度方向上所含的像素点数,两者的乘积,就是总像素数｡例如,1600×1200=1920000≈2000000,就是200万(像素)｡这200万就是数码相机感光元件的总像素数｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件（１）最大像素数｡最大像素数(maximumpixels)是数字感光元件所具有的像素总数,这个数据包含了感光器件的非成像部分的像素｡（２）有效像素数｡有效像素数(effectivepixels)是真正参与感光成像的像素数｡例如,DPReview评选出的2018年度最佳高端相机尼康Z7的有效像素为4575万｡（３）单个像素的成像质量｡如前所述,单个像素的面积(或者体积)越大,其成像质量越高,因此人们没有必要只追求总像素｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件新闻摄影报道要第一时间发稿,迅速传播信息,报刊和网络是最主要的传播媒介,对总像素数要求不高,因而对感光元件总像素数的要求也不高,一般来讲,2000万左右的像素就足够了,尤其是对于网络传播而言,若总像素过高,图片数据量过大,会影响网络传输的速度｡但是,专业新闻摄影工作对单个像素的成像质量要求却较高,并要保证在高感光度设置情况下的成像质量｡比如日本佳能公司的旗舰相机EOS1DXMarkII,其总像素仅为2150万,有效像素2020万,还达不到某些手机的像素总数,却具有优异的成像品质､极好的操作性和可靠性,因此成为许多专业纪实摄影师和摄影记者的首选相机｡对于普通摄影爱好者或家庭摄影用户,1000万像素已经足够了,因为家中的电脑显示器分辨率有限,一般仅为1366×768至1920×1200,这样的分辨率用于显示像素过高的图片时,图片也会被压缩至屏幕的大小,还会因影像清晰度过高而失真｡用手机发微信､微博时,600万像素的影像就足够了｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件2.感光元件与感光速度感光速度又称“感光度”｡国际标准化组织(ISO)制定了感光度标准,用以标明胶卷､胶片､相纸等感光材料对光线的敏感程度或反应速度,也是制造胶卷､胶片､相纸等行业的技术标准｡在胶卷､胶片时代,感光速度又称“片速”｡数码摄影时代,依然借用了“感光度”的概念,来标明感光元件记录光线的速度,也称作“吸光率”｡国际标准化组织在1979年公布了感光度标准,“ISO100”读作“ISO100度”｡ISO数值越大,相机对光线越敏感｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件感光度有高低之分,高或低也各有利弊,应根据具体拍摄需要加以选择｡一般而言,低感光度成像质量高,但只适合在较好的光线条件下拍摄｡高感光度设置可以在弱光条件下拍摄,但是成像质量相对较差｡低感光度是指ISO100及以下的感光度设置,例如ISO50或者ISO25｡中等感光度指ISO200~800的感光度设置｡高感光度是指ISO800及以上的感光度设定,例如ISO1600､ISO3200､ISO6400､ISO12800、ISO25600､ISO51200､ISO102400等｡高感光度和更大感光度范围是数字摄影技术的持续追求｡2018年8月,日本尼康公司推出Z6和Z7全画幅微单相机,其中,Z6的感光度范围达到ISO100~51200(可扩展至ISO50~204800);Z7的感光度范围则达到ISO64~51200(可扩展至ISO32~102400)｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件如果将人眼的感光能力换算为ISO感光度值,大约只在ISO25~15000,不及某些感光元件的感光度适应范围,但是,人类大脑的计算和优化能力是感光元件和照相机不能比拟的｡光线弱的时候,人眼感光度会自动提高,但是,看到的景物影像质量会下降｡数码相机的感光度是通过调整感光元件的灵敏度或者合并感光点来实现的,也就是说是通过提升感光器件的光线敏感度或者合并几个相邻的感光点来达到提升感光度的目的｡感光元件都有固定的反应能力,提升数字感光元件的感光度是通过强行提高每个像素点的亮度和对比度,或者使用多个像素点共同完成原来由一个像素点完成的任务｡无论是胶卷(片),还是数字感光元件,感光度ISO值过高,都会带来成像质量的降低,表现为颗粒粗糙､噪点增加､清晰度下降､色彩还原差､景物边界线模糊等｡因此,在拍摄实践中,一般都会选择中､低感光度值设定,来确保影像质量｡只有在万不得已的情况下,或者为了特殊需要,才会选择较高的感光度值｡二､感光元件与影像的存储(一)数字感光元件根据“曝光量=感光度×光圈大小×快门速度(曝光时间)×光线强度×被摄景物反光率”这样一个参考公式,快门速度(曝光时间)=曝光量÷(感光度×光圈大小×光线强度×被摄景物反光率),当感光度高的时候,快门速度(曝光时间)就可以提高,可以抓拍高速动体,也有利于持稳相机｡感光度可调节的范围越大,其他几个影响曝光的因素可选用的组合也就越多,有利于增强拍摄的灵活性和可操作性,尤其在弱光条件下,或者在禁用闪光灯的场合,只能选择高感光度设定进行拍摄｡因此,高感光度时的成像质量和感光度的最高值,是衡量相机品质的重要参考指标｡二､感光元件与影像的存储(二)影像的存储1.图像的存储格式图像存储有不同的格式,不同格式各有其用,也各有利弊,应根据需要选择设定｡（１）RAW图像格式｡RAW图像格式就是“数码底片”,是图像传感器得到的原始数据,是未经处理､压缩的格式,数据量最大,画质也是“原版底片”即“原始图像编码数据”｡RAW格式是一种“无损失数据”格式,记录了光圈､快门､焦距､ISO等数据,未对所拍摄的影像进行任何加工,保存了完整的影像数据,为后期处理保留了很大的空间｡RAW文件就是“毛坯”,可以用软件调整色温等,进行类似“暗房加工”的创造性制作,而且不会造成图像质量的损失,保持了图像的品质｡正是因为RAW格式后期可以创作的空间太大,为了确保新闻图片的真实性,新闻媒体或新闻摄影比赛都会要求摄影师必须以JPG格式拍摄图片,杜绝后期人工处理,否则不予采用｡JPG､TIFF等图像格式是数码相机在RAW图像格式的基础上,调整白平衡､饱和度等参数后生成的图像数据｡二､感光元件与影像的存储(二)影像的存储（２）JPEG图像格式｡JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)图像格式,扩展名是“JPG”｡JPG是一个可以提供优质图像的文件压缩格式,设置为JPG格式时,所拍摄的影像在照相机内部已经通过影像处理器加工完毕,可以直接使用,应用范围最广,所有的图像载体均可以读取｡不足之处是:由照相机自动生成的JPG格式,受照相机图像处理器的性能影响比较大,后期再创作空间比较小｡JPG通过去除多余的数据,减少储存大小,通常压缩比率在10∶1至40∶1｡JPG可以大幅节省存储卡的空间,从而增加拍摄图片的数量,并加快影像存储的速度,也能加快连续拍摄的速度,因此广泛运用于新闻摄影｡JPG还可细分为不同的压缩率,比如超精细JPG(large,L,最高像素)､精细JPG(medium,M,中等像素)､标准JPG(small,S,最低像素)等等,JPG容积越大,包含的影像信息就越多,细节越丰富,但占据的储存空间也越大｡二､感光元件与影像的存储(二)影像的存储（３）TIFF图像格式｡TIFF(TaggedImageFileFormat)图像格式扩展名是“TIF”或“TIFF”｡TIFF是一种非失真的压缩格式(最高2~3倍的压缩比),部分高端相机才具备,性能与无损压缩的RAW差不多｡这种压缩是文件本身的压缩,即把文件中某些重复的信息采用一种特殊的方式记录,文件可完全还原,并能保持原有影像的颜色和层次,优点是图像质量好,不需要专门的图像处理软件｡TIFF属于专业的通用性图片格式,是影像专业媒体(如画册印刷等)使用最广泛的图像格式,兼容性比RAW格式高,但占用空间大｡二､感光元件与影像的存储(二)影像的存储2.影像存储与存储卡数字照相机所拍摄的影像——无论是静止影像,还是视频,都存在存储卡中｡数码照相机都要插入存储卡才能够拍摄,就像胶片相机必须装上胶片或胶卷拍摄一样｡专业级的数码单反相机会配置两个卡槽,用两张卡同时记录一张照片,互为备份,确保数据存储安全｡例如,日本产佳能EOS1DXMarkII采用CF存储卡与CFast存储卡的双卡槽;尼康D5则提供XQD型或CF型两种存储卡供选择,相机的双卡槽装置可安装两张XQD卡或者两张CF卡｡一般情况下,摄影记者都会选择存储速度快､容量大的存储卡,保证存储速度和容量跟得上拍摄速度｡当然,选用适当容量的存储卡或准备几个容量不是很大的存储卡换着用,也不失为更明智的选择｡存储卡容量太大,总是拍不满,输出影像也更麻烦｡三､白平衡及其设定(一)白平衡的原理根据光源的色温设定白平衡(WhiteBalance),是确保被摄景物色彩还原的重要设置之一｡确保影像中的白色得到准确还原,其他颜色就能够正确呈现｡白色光是由红､绿､蓝三种色光按比例混合所形成的光线｡一般来讲,夏季晴天状态下,每天8:30—16:00时段的太阳光就是白光,也是人眼最常见､最熟悉､最习惯的光线,被默认为白色光｡在白光照射下,物体本身的固有色所反射出的颜色就是人们看见的色彩｡人们对于色彩的辨识与光线强度､光源特点密切相关｡在夜晚,由于光线总体较弱,基本上所有的景物都会失去原有色彩,无论是色彩斑斓的花儿,还是多彩的城市建筑,都只能呈现为灯光的颜色｡每一天中的不同时段(特别是日出､日落前后,色温接近灯光的颜色,红､橙色偏多,呈现为暖色调)和不同光源(人造光和自然光､日光和月光等)条件下,受到不同光线的照射,人眼会看到同一物体呈现为不同颜色｡当现场光的颜色与人们心理预期的颜色不一致时,就会造成偏色,产生色差现象——看见的颜色与物体固有色不同,只有根据光源具体情况调整白平衡设定,才能确保拍摄到的影像色彩还原正确｡三､白平衡及其设定(二)色温白平衡与色温紧密相关｡色温是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法,19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文(LordKelvin,1824—1907)所创立｡他制定的一整套色温计算法沿用至今,因此,计量单位为“K”(开尔文)｡开尔文温度和摄氏温度的换算关系为1∶1,也就是1K=1℃｡从理论上讲,色温是指将绝对黑体从绝对零度(-273℃)开始加温,随着温度的变化,会呈现为不同的颜色,所以被借用来定义光线的颜色｡比如,当绝对黑体温度在2800K时,呈现为白中带黄的颜色,这种光的色温就是2800K;烛光､钨丝灯泡的光线的颜色就是偏黄色的暖色调,色温大约就是2800K｡常见光源的色温参考值,详见表｡三､白平衡及其设定(二)色温三､白平衡及其设定（三）胶卷与色温在数字摄影时代来临之前,胶卷是最主要的摄影感光材料｡彩色胶卷的色温是在生产过程中预先设定的,根据光源的不同,分为灯光型(3200K左右)和日光型(5600K左右)两种彩色胶卷｡彩色胶卷的类型必须与拍摄现场光源的色温一致,才能正确还原被摄景物的颜色｡但是,拍摄对象复杂多变,光源的色温也变化多端,为了正确呈现被摄景物的色彩,在拍摄过程中就要用滤色镜或滤色片来矫正色温,在后期放大或扩印照片时也要进行校色,才能使被摄景物的色彩得到正确还原｡三､白平衡及其设定（四）数字感光元件的白平衡数码相机利用电路改变不同色光所产生的电信号增益的方法来调整色温,不需要再加用滤光镜｡数字感光元件调整白平衡的模式有三种:自动白平衡､分档设定白平衡和手动设定白平衡｡相机不同,设定白平衡的方式也不同｡专业级数码相机兼有前述三种白平衡调节模式,入门级数码单反相机､数码卡片相机､手机摄影功能一般都采用自动白平衡和分档设定两种模式来调节白平衡｡几种白平衡设定模式四､对焦装置与对焦方法对焦(focusing)也叫“对光”“聚焦”,是指通过照相机的对焦装置对准焦点,即确定拍摄距离的过程｡必须准确对焦,才能拍摄到清晰的影像｡拍摄时的对焦方式有两种:手动对焦和自动对焦｡在自动对焦技术出现之前,手动对焦是摄影基本功之一｡现在,照相机和手机大都具有自动对焦功能｡自动对焦技术为体育摄影､动体拍摄和快速抓拍提供了极大的便利,手动对焦应用得越来越少了,但是,在光线微弱难以自动对焦､景物对比度不够､隔着玻璃拍摄等情况下,手动对焦还是必须的;在拍摄风景､人像等题材,或微距摄影时,手动对焦也能够更大程度地发挥摄影师的主观能动性,通过选择对焦,拍摄出更具有创造性的好图片｡四､对焦装置与对焦方法（一）手动对焦手动对焦(manualfocus,MF)就是手动操作镜头的聚焦环,调准拍摄距离,从而使拍摄出来的影像清晰的对焦方式｡手动对焦方式要依赖眼睛对聚焦屏上影像清晰程度的判断来确定对焦点｡直到20世纪90年代,大部分相机是使用手动对焦来完成调焦操作的｡现在许多135数码相机､120数码相机､大画幅相机还具有手动对焦的功能｡135相机一般仅保留磨砂玻璃和距离刻度两种手动对焦模式,以配合不同的拍摄需要｡采用磨砂玻璃式对焦,目测磨砂玻璃屏上的影像,如果清晰,就表示对焦准确,如果模糊就是对焦不准;距离刻度式对焦,通过目测被摄景物到相机的距离,把焦点对准相机镜头相应的距离刻度,距离刻度有英尺和米两种计量单位,通常采用不同颜色来标记｡四､对焦装置与对焦方法（二）自动对焦自动对焦(autofocus,AF)是利用被摄物体反射的光线被照相机的传感器接受,通过相机的中央处理器进行处理,带动电动对焦装置进行对焦的方式｡自动对焦又分为主动式对焦和被动式对焦,现在的数码单反相机两种方式都有｡1.主动式对焦主动式对焦是指相机主动发出红外光或超声波到达被摄体,相机上的接收器接收反射回来的红外光或超声波来判断距离,对准焦点｡对于斜面､光滑面和透明的对象,主动式对焦会很困难;对于亮度大､距离远､吸光率高的被摄体,主动式对焦也很困难｡四､对焦装置与对焦方法（二）自动对焦2.被动式对焦被动式对焦是通过照相机直接接收､分析来自景物的反射光,进行自动对焦的方式｡这种自动对焦方式的优点是自身无须具备发射系统,因而耗电少,有利于相机小型化,还能透过玻璃进行对焦;对于具有一定亮度､远处亮度大或处于逆光状态的被摄体,其都能很好地完成自动对焦｡其缺点是在拍摄细线条的被摄体时对焦较为困难;在低反差､弱光等条件下,自动对焦也有困难;拍摄运动物体､含偏光的被摄体､黑色物体､镜面时,自动对焦也很困难｡单反相机大都采用被动式自动对焦的方式,对焦还受最大光圈值的限制,在最大光圈小于F8时,自动对焦就有困难｡为了解决这个问题,大多数单反相机都有自动对焦辅助光(autofocusaidlights)发射器,能够发射红外､条纹光束,针对不同质地的被摄体来完成自动对焦｡在光线足够亮时,对焦辅助光会自动关闭｡对焦辅助光发射窗位于机身的右侧,所以在手持照相机时,要注意避免挡住发射窗｡专业级照相机的机身上一般都没有辅助光发射窗,只能利用闪光灯上的发射窗来发射辅助光进行自动对焦｡四､对焦装置与对焦方法(三)自动对焦点(自动对焦目标区域)自动对焦,就是指拍摄过程中,照相机能够自动对准目标区域内的景物进行对焦｡在拍摄取景的时候,具有自动对焦功能的照相机的取景屏上都有一些长方形的自动对焦点,也就是自动对焦目标区域｡由于该目标区的实际面积仅为约2.5平方毫米,所以一般不会发生远近两个物体同时出现在自动对焦目标区内的情况｡1.自动对焦点的数量相机自动对焦点的数量越多,越有利于对焦点在整个取景画面中的分布,也更加有利于画面布局｡照相机自动对焦点的数量也是衡量其品质的重要指标之一｡一般来说,低端相机的自动对焦点都在20个以下,中端相机的自动对焦点则多于50个,而高端相机的自动对焦点多于60个｡例如,德国专业测评媒体“DPReview”评选出的2018年度最佳中端相机和年度最佳产品的索尼Alphaa7Ⅲ全画幅相机的对焦点数为425点｡四､对焦装置与对焦方法(三)自动对焦点(自动对焦目标区域)2.对焦点的类型对焦点类型分为“一”“十”“双十”“米”“井”字形等｡每台单反照相机的对焦模块中,都有许多对焦传感器,这些传感器是以“线”的形式排列的｡水平方向的传感器对纵向线条敏感,竖直方向的传感器对横向线条敏感｡“一字”对焦就只布置了水平(或竖直)方向传感器的对焦点,它对纵向线条对焦时,对横向线条无法对焦,反之亦然｡相比“一字”,“十字”就是布置了水平和竖直两个传感器的对焦点｡这样横向和纵向线条就都能对焦,大大增加了对焦的可靠性和准确性｡“双十字”就是再增加一个“十字”,“米字”就是在“十字”的基础上再增加两条斜线,这样,就使得自动对焦更加精确了｡照相机的“十字”“米字”对焦点越多,对焦精度和速度就越高｡四､对焦装置与对焦方法(三)自动对焦点(自动对焦目标区域)2.对焦点的类型对焦精度和速度还和光圈大小有关,光圈越大,对焦精度和速度越高｡尼康照相机自动对焦系统的“十字”对焦都支持F5.6的光圈,而佳能相机的对焦点和镜头的光圈大小有匹配关系,光圈越大,镜头越能发挥自动对焦的性能｡佳能相机的对焦点有不少只在光圈F2.8的时候能正常发挥作用｡尽管自动对焦系统都不支持F8以下的光圈,但是,在使用小于F8的光圈,比如F16､F22等时,照相机仍然能够对焦,这是因为在对焦的时候,相机的光圈都是完全打开的,且以最大光圈工作,直到按下快门,光圈才收缩到预先设置的大小｡四､对焦装置与对焦方法(三)自动对焦点(自动对焦目标区域)3.对焦点的分布判断自动对焦的精度和效率,不仅要看对焦点的数量,还要看对焦点的分布情况｡如果对焦点仅仅分布在中间10%左右的范围,数量再多也不利于构图｡