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數碼相機

數碼相機(又名:數字式相機 英文全稱:Digital Camera 簡稱DC),是一種利用電子傳感器把光學影像轉換成電子數據的照相機。數碼相機與普通照相機在膠卷上靠溴化銀的化學變化來記錄圖像的原理不同,數字相機的傳感器是一種光感應式的電荷耦合-{zh-cn:器件;zh-tw:組件}-(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)。在圖像傳輸到計算機以前,通常會先儲存在數碼存儲設備中(通常是使用閃存;軟磁盤與可重復擦寫光盤(CD-RW)已很少用于數字相機設備)。
工作原理

數碼相機是集光學、機械、電子一體化的產品。它集成了影像信息的轉換、存儲和傳輸等部件,具有數字化存取模式,與電腦交互處理和實時拍攝等特點。光線通過鏡頭或者鏡頭組進入相機,通過成像元件轉化為數字信號,數字信號通過影像運算芯片儲存在存儲設備中。數碼相機的成像元件是CCD或者CMOS,該成像元件的特點是光線通過時,能根據光線的不同轉化為電子信號。數碼相機最早出現在美國,20多年前,美國曾利用它通過衛星向地面傳送照片,后來數碼攝影轉為民用并不斷拓展應用范圍。

數碼相機功能示意圖

優點

1、拍照之后可以立即看到圖片,從而提供了對不滿意的作品立刻重拍的可能性,減少了遺憾的發生。

2、只需為那些想沖洗的照片付費,其它不需要的照片可以刪除。

Sony數碼相機(7張)

3、色彩還原和色彩范圍不再依賴膠卷的質量。

4、感光度也不再因膠卷而固定,光電轉換芯片能提供多種感光度選擇。
缺點

1、由于通過成像元件和影像處理芯片的轉換,成像質量相比光學相機缺乏層次感。

2、由于各個廠家的影像處理芯片技術的不同,成像照片表現的顏色與實際物體有不同的區別。

3、由于中國缺乏核心技術,后期使用維修成本較高。

發展簡史
1.誕生背景

數碼相機的歷史可以追溯到上個世紀四五十年代,1951年賓·克羅司比實驗室發明了錄像機(VTR),這種新機器可以將電視轉播中的電流脈沖記錄到磁帶上。到了1956年,錄像機開始大量生產。它被視為電子成像技術產生。

二十世紀六十年代美國宇航局(NASA)在宇航員被派往月球之前,宇航局必須對月球表面進行勘測。然而工程師們發現,由探測器傳送回來的模擬信號被夾雜在宇宙里其它的射線之中,顯得十分微弱,地面上的接收器無法將信號轉變成清晰的圖像。于是工程師們不得不另想辦法。1970年是影像處理行業具有里程碑意義的一年,美國貝爾實驗室發明了CCD。當工程師使用電腦將CCD得到的圖像信息進行數字處理后,所有的干擾信息都被剔除了。后來“阿波羅”登月飛船上就安裝有使用CCD的裝置,就是數碼相機的原形。“阿波羅”號登上月球的過程中,美國宇航局接收到的數字圖像如水晶般清晰。

在這之后,數碼圖像技術發展得更快,主要歸功于冷戰期間的科技競爭。而這些技術也主要應用于軍事領域,大多數的間諜衛星都使用數碼圖像科技。
2.發明

1975年,在美國紐約羅徹斯特的柯達實驗室中,一個孩子與小狗的黑白圖像被CCD傳感器所獲取,記錄在盒式音頻磁帶上。這是世界上第一臺數碼相機獲取的第一張數碼照片,影像行業的發展就此改變。30年過去了,第一臺數碼相機背后的發明者來到中國,為我們回顧那段歷史,也用他敏銳地洞察力展望數碼影像的未來。

Canon數碼相機(8張)

賽尚(Steven Sasson)1973年碩士畢業后即加入柯達,成為一名應用電子研究中心的工程師。1974
年,他擔負起發明“手持電子照相機”的重任。次年,第一臺原型機在實驗室中誕生,他也成為“數碼相機之父”。

這個項目的目的是不用膠片來拍攝影像,其原型產品只有1萬像素,成像非常粗糙。談到那段歷史,賽尚還記憶猶新:“在當時,數碼技術非常困難,CCD很難控制,A/D轉換器也很難制造,數碼存儲介質難于獲取,而且容量很小。當時沒有PC,回放設備需要量身定做。這些難點讓我們用了1年的時間才安裝完這臺相機。”

數碼相機對當時的柯達而言是一個很小的項目,由于決定采用數碼方式,所以相機中沒有太多移動的機械,賽尚和兩個技術工程師就完成了這個項目。在選擇可以移動的數碼存儲介質時,賽尚希望其存儲量可以與35mm膠卷的拍攝數量差不多,所以最后采用了通用的卡式錄音磁帶,基本可以存儲相當于一個膠卷的30張照片。“很多技術在當時是非常新鮮的,這臺原型機的電路板可以打開,一邊拍攝,一邊調整。”賽尚仿佛又回到了實驗室中。

“當原型機第一次展示給投資者時,他們詢問這種產品何時可以成為消費者品,我回答,大概是15~20年這種產品才會走進普通消費者家庭。”賽尚的判斷相當準確,數碼相機的發展是一條漫長的道路,在1970末到80年代初,柯達實驗室產生了1千多項與數碼相機有關的專利,奠定了目前數碼相機的架構和發展基礎,讓數碼相機一步步走向現實。1989年,柯達終于推出了第一臺商品化的數碼相機。

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