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单反DC


单反数码相机指的是单镜头反光数码相机，即Digital数码、Single单独、Lens镜头、Reflex反光的英文缩写DSLR。目

前市面上常见的单反数码相机品牌有：尼康、佳能、宾得、富士等。

　　工作原理：

　　在单反数码相机的工作系统中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱

镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物。与此相对的，一般数码相机只能通过LCD屏或者电子取景器(EVF)看到所拍摄

的影像。显然直接看到的影像比通过处理看到的影像更利于拍摄。

　　在DSLR拍摄时，当按下快门钮，反光镜便会往上弹起，感光元件(CCD或CMOS)前面的快门幕帘便同时打开，通过镜头

的光线便投影到感光原件上感光，然后后反光镜便立即恢复原状，观景窗中再次可以看到影像。单镜头反光相机的这种构

造，确定了它是完全透过镜头对焦拍摄的，它能使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，它的取景范围和实际拍摄范

围基本上一致，十分有利于直观地取景构图。

　　主要特点：

　　单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优点，是普通数码相机不能比拟的。

　　另外，现在单反数码相机都定位于数码相机中的高端产品，因此在关系数码相机摄影质量的感光元件(CCD或CMOS)的面积

上，单反数码的面积远远大于普通数码相机，这使得单反数码相机的每个像素点的感光面积也远远大于普通数码相机，因此每

个像素点也就能表现出更加细致的亮度和色彩范围，使单反数码相机的摄影质量明显高于普通数码相机

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CCD
　　电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device)，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成

电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而

可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位

组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所

产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
　　CCD和传统底片相比，CCD更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和

色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD的组

成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。目前有能力生产CCD的公司分别

为：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。
　　目前主要有两种类型的CCD光敏元件，分别是线性CCD和矩阵性CCD。线性CCD用于高分辨率的静态照相机，它每次只

拍摄图象的一条线，这与平板扫描仪扫描照片的方法相同。这种CCD精度高，速度慢，无法用来拍摄移动的物体，也无

法使用闪光灯。
　　矩阵式CCD，它的每一个光敏元件代表图象中的一个像素，当快门打开时，整个图象一次同时曝光。通常矩阵式CCD

用来处理色彩的方法有两种。一种是将彩色滤镜嵌在CCD矩阵中，相近的像素使用不同颜色的滤镜。典型的有G-R-G-B和

C-Y-G-M两种排列方式。这两种排列方式成像的原理都是一样的。在记录照片的过程中，相机内部的微处理器从每个像

素获得信号，将相邻的四个点合成为一个像素点。该方法允许瞬间曝光，微处理器能运算地非常快。这就是大多数数码

相机CCD的成像原理。因为不是同点合成，其中包含着数学计算，因此这种CCD最大的缺陷是所产生的图象总是无法达到

如刀刻般的锐利。

CMOS
　　互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary metel-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线

变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在

CMOS上共存着带N(带–电)和 P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点,这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于

频繁而会产生过热的现象。
　　除了CCD和CMOS之外，还有富士公司独家推出的SUPER CCD，SUPER CCD并没有采用常规正方形二极管，而是使用了

一种八边形的二极管，像素是以蜂窝状形式排列，并且单位像素的面积要比传统的CCD大。将像素旋转45度排列的结果

是可以缩小对图像拍摄无用的多余空间，光线集中的效率比较高，效率增加之后使感光性、信噪比和动态范围都有所提

高。
　　传统CCD中的每个像素由一个二极管、控制信号路径和电量传输路径组成。SUPER CCD采用蜂窝状的八边二极管，原

有的控制信号路径被取消了，只需要一个方向的电量传输路径即可，感光二极管就有更多的空间。SUPER　CCD在排列结

构上比普通CCD要紧密，此外像素的利用率较高，也就是说在同一尺寸下，SUPER CCD的感光二极管对光线的吸收程度也

比较高，使感光度、信噪比和动态范围都有所提高。
　　那为什么SUPER CCD的输出像素会比有效像素高呢？我们知道CCD对绿色不很敏感，因此是以G-B-R-G来合成。各个

合成的像素点实际上有一部分真实像素点是共用，因此图象质量与理想状态有一定差距，这就是为什么一些高端专业级

数码相机使用3CCD分别感受RGB三色光的原因。而SUPER　CCD通过改变像素之间的排列关系，做到了R、G、B像素相当，

在合成像素时也是以三个为一组。因此传统CCD是四个合成一个像素点，其实只要三个就行了，浪费了一个，而SUPER

CCD就发现了这一点，只用三个就能合成一个像素点。也就是说，CCD每4个点合成一个像素，每个点计算4次；SUPER

CCD每3个点合成一个像素，每个点也是计算4次，因此SUPER CCD像素的利用率较传统CCD高，生成的像素就多了。

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最大像素英文名称为Maximum Pixels，所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。插值运算通过设在数码相机内部的

DSP芯片，在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法，在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。插

值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。
　　在市面上，有一些商家会标明“经硬件插值可达XXX像素”，这也是相同的原理，只不过在图像的质量和感光度上

，以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。
　　最大像素，也直接指CCD/CMOS感光器件的像素，一些商家为了增大销售额，只标榜数码相机的最大像素，在数码相

机设置图片分辨率的时候，的确也有拍摄最高像素的分辨率图片，但是，用户要清楚，这是通过数码相机内部运算而得

出的值，再打印图片的时候，其画质的减损会十分明显。所以在购买数码相机的时候，看有效像素才是最重要的。

有效像素数英文名称为Effective Pixels。与最大像素不同，有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。最高像素的

数值是感光器件的真实像素，这个数据通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来

的值。以美能达的DiMAGE7为例，其CCD像素为524万(5.24Megapixel)，因为CCD有一部分并不参与成像，有效像素只为

490万。
　　数码图片的储存方式一般以像素(Pixel)为单位，每个象素是数码图片里面积最小的单位。像素越大，图片的面积

越大。要增加一个图片的面积大小，如果没有更多的光进入感光器件，唯一的办法就是把像素的面积增大，这样一来，

可能会影响图片的锐力度和清晰度。所以，在像素面积不变的情况下，数码相机能获得最大的图片像素，即为有效像素

。
　　用户在购买数码相机的时候，通常会看到商家标榜“最大像素达到XXX”和“有效像素达到XXX”，那用户应该怎样

选择呢？在选择数码相机的时候，应该注重看数码相机的有效像素是多少，有效像素的数值才是决定图片质量的关键。

图像分辨率为数码相机可选择的成像大小及尺寸，单位为像素。常见的有640×480像素；1024×768像素；1600×1200

像素；2048×1536像素。像素数越小，图像的面积也越小相应的其容量也越小。在实际应用中，大的像素可用于高质量

的大幅面输出。在成像的两组数字中，前者为图片长度，后者为图片的宽度，两者相乘得出的是图片的像素，长宽比一

般为4：3。在大部分数码相机内，可以选择不同的分辨率拍摄图片。

数码相机能够拍摄最大图片的面积，就是这台数码相机的最高分辨率，通常以像素为单位。在相同尺寸的照片(位图)下

，分辨率越大，图片的面积越大，文件(容量)也越大。通常，分辨率表示成每一个方向上的像素数量，比如640×480等

。
　　图像包含的数据越多，图形文件的长度就越大，也能表现更丰富的细节。但更大的文件也需要耗用更多的计算机资

源，更多的内存，更大的硬盘空间等等。在另一方面，假如图像包含的数据不够充分(图形分辨率较低)，就会显得相当

粗糙，特别是把图像放大为一个较大尺寸观看的时候。所以在图片创建期间，我们必须根据图像最终的用途决定正确的

分辨率。这里的技巧是要首先保证图像包含足够多的数据，能满足最终输出的需要。同时也要适量，尽量少占用一些计

算机的资源。
　　分辨率和图象的像素有直接的关系，我们来算一算，一张分辨率为640×480像素的图片，那它的分辨率就达到了

307，200像素，也就是我们常说的30万像素，而一张分辨率为1600×1200的图片，它的像素就是200万。这样，我们就

知道，分辨率的两个数字表示的是图片在长和宽上占的点数的单位。一张数码图片的长宽比通常是4：3。
　　附：分辨率是用于度量位图图像内数据量多少的一个参数。通常表示成ppi(每英寸像素Pixel per inch)和dpi(每

英寸点)。 Ppi和dpi(每英寸点数)经常都会出现混用现象。从技术角度说，“像素”(P)只存在于计算机显示领域，而

“点”(d)只出现于打印或印刷领域，请读者注意分辨。

光学变焦英文名称为Optical Zoom，数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码相机的光学变焦方式与传统35mm相机

差不多，就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。
　　在买数码相机的时候，很多用户都会问，什么是数码变焦，什么是光学变焦，下面，我们就用图示来解释一下。
　　光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，如下图，视觉

和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。
　　显而易见，要改变视角必然有两种办法，一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说，这就是光学变焦。通过改变变

焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短在目前的数码

摄影中，这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，

从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。
　　所以我们看到，一些镜头越长的数码相机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。我们看到市

面上的一些超薄型数码相机，一般没有光学变焦功能，因为其机身内根部不允许感光器件的移动，而像索尼F828、富士

S7000这些“长镜头”的数码相机，光学变焦功能达到5、6倍。
　　如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍-5倍之间，即可把10米以外的物体拉近至5-3米近；也有一些数码相机拥

有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够

增大摄录机的光学变焦倍数。如果光学变焦倍数不够，我们可以在镜头前加一增倍镜，其计算方法是这样的，一个2倍

的增距镜，套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上，那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4

倍变为2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。

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数码相机与传统相机最大的一个区别就是它拥有一个可以及时浏览图片的屏幕，称之为数码相机的显示屏，一般为液晶

结构(LCD，全称为Liquid Crystal Display)。数码相机显示屏尺寸即数码相机显示屏的大小，一般用英寸来表示。如

：1.8英寸、2.5英寸等等，目前最大的显示屏在3.0英寸。数码相机显示屏越大，一方面可以令相机更加美观，但另一

方面，显示屏越大，使得数码相机的耗电量也越大。所以在选择数码相机时，显示屏的大小也是一个不可忽略的重要指

标。

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光圈（英文名称为Aperture）是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。表

达光圈大小我们是用f值。
　　光圈f值=镜头的焦距/镜头口径的直径
　　从以上的公式可知要达到相同的光圈f值，长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。
　　完整的光圈值系列如下:
　　f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64
　　这里值得一题的是光圈f值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多，而且上一级的进光量刚是下一级的一倍，例

如光圈从f8调整到f5.6，进光量便多一倍，我们也说光圈开大了一级。对于消费型数码相机而言，光圈f值常常介于

f2.8 - f16。，此外许多数码相机在调整光圈时，可以做1/3级的调整。
　　光圈及快门优先
　　进阶级以上的数码相机除了提供全自动(auto)模式，通常还会有光圈优先(aperture priority)、快门优先

(shutter priority)两种选项，让你在某些场合可以先决定某光圈值或某快门值，然后分别搭配适合的快门或光圈，以

呈现画面不同的景深(锐利度)或效果。
　　光圈先决曝光模式
　　由我们先自行决定光圈f值后，相机测光系统依当时光线的情形，自动选择适当的快门速度(可为精确无段式的快门

速度)以配合。设有曝光模式转盘的数码相机，通常都会在转盘上刻上’a’字母来代表光圈先决模式(见图四)。光圈先

决模式适合于重视景深效果的摄影。
　　由于数码相机的焦距比传统相机的焦距短很多，使镜头的口径开度小，故很难产生较窄的景深。有部份数码相机会

有一特别的人像曝光模式，利用内置程序令前景及后景模糊。

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在传统胶卷相机上ISO代表感光速度的标准，在数码相机中ISO定义和胶卷相同，代表着CCD或者CMOS感光元件的感光速

度，ISO数值越高就说明该感光材料的感光能力越强。ISO的计算公式为S=0.8/H(S感光度，H为曝光量)。从公式中我们

可以看出，感光度越高，对曝光量的要求就越少。ISO 200的胶卷的感光速度是ISO 100的两倍，换句话说在其他条件相

同的情况下，ISO 200胶卷所需要的曝光时间是ISO 100胶卷的一半。在数码相机内，通过调节等效感光度的大小，可以

改变光源多少和图片亮度的数值。因此，感光度也成了间接控制图片亮度的数值。
　　在传统135胶卷相机中，等效感光值是相机底片对光线反应的敏感程度测量值，通常以ISO数码表示，数码越大表示

感旋光性越强，常用的表示方法有ISO 100 、400 、1000等，一般而言，感光度越高，底片的颗粒越粗，放大后的效果

较差，而数码相机为也套用此ISO值来标示测光系统所采用的曝光，基准ISO越低，所需曝光量越高。
　　传统照相机本身是无感光度可言的，因为感光度只是感光材料在一定的曝光、显影、测试条件下对于辐射能感应程

度的定量标志。使用过传统相机的人，都知道胶卷最重要的指标就是感光度———通俗一点就是衡量胶卷需要多少光线

才能完成准确曝光的数值。我们在照相机商店买的100、200、400的胶卷，数字表示的就是感光度。感光度一般用ISO值

表示，这个数值增大，胶卷对光线的敏感程度也增，这样就可以在不同的光线进行拍摄。像ISO100的胶卷最适合在阳光

灿烂的户外进行拍摄，而ISO400的胶卷则可以在室内或清晨、黄昏等光线较弱的环境下拍摄。
　　但是，由于照相机与普通照相机不同，他的感光器件是使用了CCD或者CMOS，对曝光多少也就有相应要求，也就有

感光灵敏度高低的问题。这也就相当于胶片具有一定的感光度一样，数码相机厂家为了方便数码相机使用者理解，一般

将数码相机的CCD的感光度(或对光线的灵敏度)等效转换为传统胶卷的感光度值，因而数字照相机也就有了“相当感光

度”的说法。
　　用通常衡量胶片感光度高低的眼光来看，目前数字照相机感光度分布在中、高速的范围，最低的为ISO50，最高的

为ISO6400，多数在ISO100左右。对某些数字照相机来说，感光度是单一的，加之CCD的感光宽容度很小，因而限制了它

们的在光线过强或过弱条件下的使用效果。另外一些数字照相机相当感光度有一定的范围，但即使在所允许范围内，将

感光度设置得高或低，拍摄效果亦有所区别，平时拍摄应将它置于最佳感光度上这一档上。和传统相机一样，低ISO值

适合营造清晰、柔和的图片，而高的ISO值却可以补偿灯光不足的环境。
　　在光线不足时，闪光灯的使用是必然的。但是，在一些场合下，例如展览馆或者表演会，不允许或不方便使用闪光

灯的情况下，可以通过ISO值来增加照片的亮度。数码相机ISO值的可调性，使得我们有时仅可通过调高ISO值、增加曝

光补偿等办法，减少闪光灯的使用次数。调高ISO值可以增加光亮度，但是也可能增加照片的噪点。
　　由下图看出，ISO值高的图片会比ISO值低的图片亮，但是同时，也容易增加噪点。