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相機上的圖像形成
2020-09-26
人眼如何運作?
在討論模擬相機和數碼相機上的圖像形成之前,我們首先要討論人眼上的圖像形成。由于攝像機遵循的基本原理已被取走,因此人眼可以正常工作。
當光照射到特定對象上時(shí),在穿過(guò)該對象后會(huì )反射回來(lái)。光線(xiàn)穿過(guò)眼睛的晶狀體時(shí),會(huì )形成特定的角度,并且圖像會(huì )在視網(wǎng)膜的背面(即壁的背面)上形成。形成的圖像被反轉。然后,該圖像由大腦解釋?zhuān)@使我們能夠理解事物。由于形成了角度,我們能夠感知到所看到物體的高度和深度。透視轉換教程對此進(jìn)行了更詳細的說(shuō)明。
如上圖所示,當太陽(yáng)光落在物體上(在這種情況下,物體是人臉)時(shí),它會(huì )反射回來(lái),并且當光線(xiàn)穿過(guò)鏡頭時(shí),不同的光線(xiàn)會(huì )形成不同的角度,并且該物體已形成在后壁上。圖的最后部分表示該對象已被大腦解釋并重新反轉。
現在讓我們將討論回到模擬和數碼相機上的圖像形成。
模擬相機上的圖像形成
在模擬照相機中,圖像形成是由于在用于圖像形成的條帶上發(fā)生的化學(xué)反應。
模擬相機使用35mm的條帶。在圖中用35毫米膠卷暗盒表示。該條涂有鹵化銀(一種化學(xué)物質(zhì))。
模擬相機使用35mm的條帶。在圖中用35毫米膠卷暗盒表示。該條涂有鹵化銀(一種化學(xué)物質(zhì))。
光不過(guò)是被稱(chēng)為光子粒子的小粒子而已,因此,當這些光子粒子通過(guò)相機時(shí),它會(huì )與光帶上的鹵化銀粒子發(fā)生反應,并產(chǎn)生銀,它就是圖像的負片。
為了更好地理解它,請看一下這個(gè)方程。
光子(輕粒子)+鹵化銀?銀?負像。
這只是基礎知識,盡管圖像形成涉及許多其他有關(guān)內部光線(xiàn)通過(guò)的概念,以及快門(mén)和快門(mén)速度,光圈及其開(kāi)口的概念,但現在我們將繼續進(jìn)行下一部分。盡管大多數這些概念已在我們的快門(mén)和光圈教程中進(jìn)行了討論。
這只是基礎知識,盡管圖像形成涉及許多其他有關(guān)內部光線(xiàn)通過(guò)的概念,以及快門(mén)和快門(mén)速度,光圈及其開(kāi)口的概念,但現在我們將繼續進(jìn)行下一部分。盡管大多數這些概念已在我們的快門(mén)和光圈教程中進(jìn)行了討論。
數碼相機上的圖像形成
在數碼相機中,圖像的形成不是由于發(fā)生的化學(xué)反應,而是比這要復雜的多。在數碼相機中,傳感器的CCD陣列用于成像。
通過(guò)CCD陣列成像
CCD代表電荷耦合器件。它是一個(gè)圖像傳感器,像其他傳感器一樣,它可以感應值并將其轉換為電信號。如果是CCD,它將感應圖像并將其轉換為電信號等
CCD實(shí)際上是陣列或矩形柵格的形狀。就像一個(gè)矩陣,矩陣中的每個(gè)單元都包含一個(gè)檢測光子強度的檢查器。
就像模擬相機一樣,在數碼相機的情況下,當光線(xiàn)照射到物體上時(shí),光線(xiàn)會(huì )在撞擊物體后反射回去并進(jìn)入相機內部。
CCD陣列本身的每個(gè)傳感器都是一個(gè)模擬傳感器。當光子入射到芯片上時(shí),光會(huì )作為小電荷保留在每個(gè)光電傳感器中。每個(gè)傳感器的響應直接等于照射在傳感器表面的光或(光子)能量。
由于我們已經(jīng)將圖像定義為二維信號,并且由于CCD陣列的二維結構,因此可以從該CCD陣列獲得完整的圖像。
它的傳感器數量有限,這意味著(zhù)可以捕獲有限的細節。而且,每個(gè)傳感器對撞擊在其上的每個(gè)光子粒子只能有一個(gè)值。
因此,計算并存儲了撞擊(電流)光子的數量。為了準確地測量這些,外部CMOS傳感器還附帶CCD陣列。
像素介紹
CCD陣列的每個(gè)傳感器的值是指單個(gè)像素的值。傳感器數量=像素數量。這也意味著(zhù)每個(gè)傳感器只能有一個(gè)且只有一個(gè)值。
儲存影像
CCD陣列存儲的電荷一次轉換為一個(gè)像素的電壓。借助于附加電路,該電壓被轉換為數字信息,然后被存儲。
每個(gè)制造數碼相機的公司都制造自己的CCD傳感器。其中包括索尼,三菱,尼康,三星,東芝,富士膠片,佳能等
除其他因素外,所捕獲圖像的質(zhì)量還取決于已使用的CCD陣列的類(lèi)型和質(zhì)量。