文档介绍：数码照相机
------之光学变焦与数码变焦
在我们接触数码相机时,许多机型都会出现光学变焦以及数码变焦的概念。对于刚刚接触数码相机,并准备作出选购的消费者来说,往往只是看到两者均能够将远处物体放大,而无法具体的分辨出两者的实质区别。这样往往导致具体选购的抉择出现失误。事实上,光学变焦是数码相机镜头的一个极为重要的参数,它和数码变焦存在着本质上的区别。
两者的区别不但体现出它们的工作原理上,在最终的成像效果上,两者也会有明显的差别。单单从成像质量来说,光学变焦比数码变焦优秀很多。但是数码变焦由于成本低廉,也广泛配备在消费级数码相机中。而且,随着图象处理技术的提高,数码变焦的效果也有所改善,例如索尼SmartZoom数码变焦技术,就是一个较为实用的数码变焦技术。
光学变焦与数码变焦的各自原理
光学变焦
要了解光学变焦的原理,首先我们来看看镜头成像的过程。在我们的初中物理课上,老师都会给我们做放大镜成像的试验,燃烧的蜡烛通过放大镜会在白板上清晰地投影出来,同时随着放大镜的前后移动,燃烧的蜡烛在白板上影像的大小会发生变化。这既是相机成像的原理,也是光学变焦的原理所在。相机的光学变焦就是通过改变镜头中焦点的位置,来改变进入镜头光线的角度,从而使同一距离的被摄物体在感光元件上变得更大,或者让更远的物体能够更清晰得聚焦在感光元件上。
上面是相机成像简单的平面图,光学变焦就是通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置,改变镜头焦距的长短,并改变镜头的视角大小,从而实现影像的放大与缩小。上图中,红色三角形较长的直角边就是相机的焦距。当改变焦点的位置时,焦距也会发生变化。例如将焦点向成像面反方向移动,则焦距会变长,图中的视角也会变小。这样,视角范围内的景物在成像面上会变得更大。这就是光学变焦的原理。
数码变焦
数码变焦在原理上理解起来就比较复杂一些。就现在的主流技术来看,数码变焦是利用影像处理器将感光元件中某一区域的感光单元所获得的图象信息进行单独的放大。但是,这种单纯的放大事实上和图象处理软件中的局部放大是完全一样的,完全没有任何使用价值。现在,许多厂商的数码相机内部已经含有图象演算软件,它可以在图象放大,细节损失的同时,将每个像素周边的像素特点进行分析,并用分析所得的数据在该像素周边增加像素,实际上就是所谓的“插补”成像。这在一定程度上可以减轻局部放大对图象质量的影像,但事实上,这种减轻往往是非常有限的。
我们将数码相机的成像结构进行简化可以获得上图。在数码变焦时,被摄物体通过镜头在感光元件上的投影成像的大小并没有改变。只是,相机内部软件通过对感光元件中央部分的像素进行截取,并且使用内置软件进行放大以及插补,从而达到将影像放大的效果。这样的过程就是我们在数码相机中常看到的数码变焦。
光学变焦和数码变焦的具体应用
光学变焦
既然光学变焦的优势如此明显,它在数码相机中的应用当然也就非常普及了。事实上,现在市面上的消费级数码相机中,百分之九十五以上的机型都配备了光学变焦。而且随着技术的发展以及镜头制作成本的降低,10倍、12倍甚至15倍光学变焦的消费级数码相机已经出现在市场上了。但是,一般来说,光学变焦倍率越大,价格往往就越高。而且,对于长焦镜头来说,焦距越大,镜头的成像质量往往就会有所降低。
事实上,为了兼顾实用、成本以及成像质量等多方面的因素,