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2  數碼照相成像原理與用途　　數碼照相機機身前都安裝有光學鏡頭、取景框、快讓等零部件，操作方法也同傳統相機差不多。最大的不同是數碼相機背后安裝有光電電荷耦合轉換器件CCD，拍攝影像時，利用光學鏡頭使景物聚焦到CCD上。在光線照射下，CCD像素由于電荷分布的變化而產生電流，光線越強，電流就越大。將電流轉換“0”或“1”這樣的二進制代碼（圖像代碼）存于存儲器中，這就相當于傳統相機中的曝光過程，為了產生彩色圖像，還要使光線經過一組紅、綠、藍濾光片、再分別落到CCD像素上，經信號復合產生彩色圖像。顯然，CCD像素的數目越多，圖像的分辨率越高，每幅圖像所占的存儲空間也越大，實際上，由于每幅圖像所占的存儲空間太大（通常每幅圖像為數百KB到MB），因此許多數碼相機都將圖像信息壓縮之后存儲在機內存儲器記憶棒上?！　〗酉聛硎菍荡a相機上的圖像轉接入計算機進行編輯處理用戶滿意后再轉入打印機進行打印，最后獲得一幅優(yōu)美的圖像（數碼相片可制大幅圖像）?！　?．1  CCD光電電荷耦合轉換器件　　CCD即光電電荷耦合轉換器件，是在金屬氧化物-半導體器件的基礎上發(fā)展起來的，目前已成為一種非常成熟的固態(tài)圖像傳感器。CCD除用于俘獲處理和影像傳感外，還可用于信息處理和信息存儲、影像分析和處理，光學公司生產的二維CCD主要供靜止電子照相使用，在柯達公司開發(fā)的有：　　2．1．1  全幀CCD影像傳感器　　CCD傳感器由許多相同的基本單元（像素）組成，每個像素中都有光敏區(qū)和存儲區(qū)，光敏區(qū)生成光電子，累積的電荷轉移到存儲區(qū)，然后通過移位存儲器輸出。　　全幀CCD是光敏單元兼合存儲單元的影像俘獲器件，它的影像俘獲過程分兩部分，即積分和讀出。在積分區(qū)內，光子產生的電子在成影像單元內累積，每個CCD像素積累的電子數相應于影像的照度，在讀出區(qū)每個像素所積累的電荷被轉移到輸出電路。此類CCD制作簡單、使用方便、信號小，但在讀出時不能見光，因此在相機中需使用機械快門，藍光譜響應也低?！　鞲衅鞯拿總€像素上都可加上彩色濾光片而構成彩色成像傳感器，用這種照相方法制作的染料濾光片陣列稱為CFA，因為人眼對綠細部位最敏感，所以CFA中感綠單元的數量是感紅和感藍單元的兩倍?！　‘斦斩忍髸r，像素中產生的電荷超過該像素的容量時，多余電荷就會串入相鄰像素，造成影像模糊，而橫向溢流（COD）的功能就是在電荷飽和前就將多余電荷泄出?！　I(yè)余靜止照相中使用的CCD都帶COD，因為景物情況無法控制。在照相條件可控制的工業(yè)和科學上使用的相機就不帶COD。它的靈敏度高，像素容量大?！　?．1．2  6.4M像素影像傳感器　　柯達專業(yè)數字相機DCS200C使用1029×1526順序掃描CCD俘獲影像，機內硬盤驅動器存儲影像，百萬像素電子相機輸出彩色硬盤，質量遠遠超過靜止視頻相機的水平?！　≡谙鄼C鏡頭前加上一個旋轉濾色片輪，使CCD傳感器順序接收紅、綠、藍影像，這樣只要1片單色CCD就能俘獲彩色影像，這樣的彩色順序俘獲方式分辨率高，色再現好。但由于振動等原因，相機與景物之間為相對運動，當紅、綠、藍影像組成影像時，會發(fā)生套色不準的問題，因此只適用拍攝靜止景物?！　∽钸m用于靜止照相影像的俘獲呂是全幀CCD，全幀結構的優(yōu)點是順序掃描占用率高，噪音低，動態(tài)范圍寬，像素密度高。　　拍攝或掃描畫像進入計算機的圖像可在相應圖像處理軟件配合下進行處理，在Windows平臺加工處理圖像是非常方便的。因為該平臺下開的發(fā)圖像加工軟件品種多，功能全，可進行人們所能想到的各項處理加工。如要使所制作投影片達到照片像質水平，使其色彩紛呈，圖像精美，效果非凡，Adobe Photoshop軟件在目前是最佳選擇。Photoshop軟件是世界上最先開發(fā)的圖像軟件之一，具有功能強大，易于操作等特點。該軟件至少可對圖像文件進行以下處理和修整?！　?．2．1  亮度、反差調整：可對整個或局部圖像的亮度、反差進行任意調整，從而表現出不同影像效果及傳統技法的效果?！　?．2．2  顏色調整：可調整顏色等級，去除不需要的顏色，直觀地對顏色的偏色，飽和度進行調整、校正，輕而易舉地使正像、負像相互轉換?！　?．2．3  消除灰霧、斑點、紅眼：利用圖像處理軟件可方便地消去畫面上的瑕疵，并可對圖像銳度進行調整?！　?．2．4  改變圖像質地：使圖像產生各種變形，從而得到具有非同尋常又別具一格的創(chuàng)新藝術圖像，變形的格式很多，如：移位(displace)--使圖像的像素向不同方向移位，擠壓變形(Pinch)--將圖像向內或向外擠壓，坐標變換變形(Polar coordinates)--將圖像坐標從直角坐標換為極坐標或極坐標換為直角坐標。方形物體變?yōu)閳A形，將文字或物體三維化產生鼓起效果等等?！　?．2．5產生各種繪畫風格：可將圖像處理得到風格各異的繪畫效果，主要有柔焦效果(diffuse)--使圖像變得似透過磨砂玻璃的模糊朦朧效果（使畫面富有詩意）；浮雕效果(emboss)--用于圖像背景上使圖像中的物體產生凸出或凹下的浮雕效果；模壓效果(extrude)--將圖像轉化為系列三維立方體或錐體，可用來改變圖像或生成特殊的三維背景，其立方塊或錐體扇面的大小、突起高度可人為選定；勾邊效果(findedges)--使圖像看起來像被鉛筆勾畫過輪廓一樣；積木效果(tiles)--將圖像處理成積木拼接的效果；風效(wind)--增加一些小水平線生成風的效果，風向、風效的強弱可任人選擇；點畫效果(pointillize)--將一個圖像分成隨機的點，產生一種如同點畫作品的效果；鏤刻凹版效果(mezzotint)--生成使原始圖像最接近的鏤刻凹版圖像；碎片化效果(fragment)--使圖像產生不聚焦效果，多用于快速形成不聚焦背景以能夠在上面粘貼實物，使實物突出醒目等等?！　?．2．6  其它：如模擬各種物質拍攝效果和模擬傳統暗房技法加工效果等待。