初階培訓(xùn)-數(shù)碼相機基礎(chǔ)知識課件

數(shù)碼相機基礎(chǔ)知識BoboZhou2022/12/30數(shù)碼相機基礎(chǔ)知識BoboZhou1大綱數(shù)碼相機成像原理數(shù)碼相機關(guān)鍵組件大綱數(shù)碼相機成像原理數(shù)碼相機關(guān)鍵組件2在影像生成過程中，數(shù)碼相機中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片的作用類似于人眼、網(wǎng)膜和大腦成像原理在影像生成過程中，數(shù)碼相機中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片3鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)感應(yīng)器接收光信號，轉(zhuǎn)換為模擬電信號，ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號DSP處理影像壓縮、存儲、顯示、相機控制成像原理——原理框圖1鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)成像4采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。MCU將部分相機控制等功能分離出來。DSP處理信號更專業(yè)，提高畫質(zhì)同時提高相機響應(yīng)速率。成像原理——原理框圖2DSPMCU圖像信號輸入按鍵輸入相機控制D-RAMStorageLCDF/W控制I/O接口采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。成像原理——原理框圖2DSPM5關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I/O8.AFLamp6.Storage(SD,CF..)7.Battery3.ASIC/SDRAM/NANDFlash(Inside)2.ImageSensor(CCD/CMOS)關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I6主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達關(guān)鍵組件——鏡頭主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達關(guān)鍵組件——鏡頭7關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息8關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進光量和景深光圈大小的表征——光圈值:F2.8=f/2.8=1:2.8大光圈，短景深小光圈，長景深實際樣張X720關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進光量和景深光圈大小的表征——光圈9關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時間不同曝光時間不同特效關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時10關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模式光圈優(yōu)先(A,AV)快門優(yōu)先(S,TV)程序曝光(P)手動曝光(M)曝光量：由光圈&快門共同配合決定關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模11關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機ISO值ISO值高，感光能力好，易生雜訊，噪點；ISO值低，感光能力差，影像質(zhì)量好

目的：調(diào)節(jié)受光能力與畫質(zhì)之間的平衡關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機ISO值I12PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件——鏡頭小型化鏡頭的技術(shù)特點Olympus旋轉(zhuǎn)式鏡頭PentaxSMCCanonSSCNikonSICFujifilmSEBCZeissT*鍍膜技術(shù)PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件—13BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭smc

PENTAXSLSLens非球面鏡片透光率99.8%SMC鍍膜技術(shù)BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭14新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除炫光,使照片更鮮明增加光線透過率,圖像色彩更豐富逆光也可拍攝高反差的影像新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除15新鏡頭有何不同?滑動式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭超薄極致DCX720/T700滑動式鏡頭系統(tǒng)，機身更小更輕薄新鏡頭有何不同?滑動式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——BenQ新鏡16新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭DCC/X/T系列球面鏡:球面像差形成光斑(光暈),影像朦朧不清非球面鏡:消除球面像差，使結(jié)像焦點重合,結(jié)像鮮艷銳利清楚細膩新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——Ben17CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件)關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CCD圖像傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)相機上的膠片，將光線強弱轉(zhuǎn)換成高低不同的電壓。特點：靈敏度高、噪音?。簧a(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高應(yīng)用：數(shù)碼相機主流市場

感光器件的面積感光器件的色彩深度CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦18CMOS傳感器(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,互補性氧化金屬半導(dǎo)體）特點：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易出現(xiàn)雜點應(yīng)用：手機、攝像頭、數(shù)碼相機低端市場、高端市場關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CMOSCMOS傳感器特點：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易19關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpecificIntegratedCircuits

專用集成電路?圖像處理實現(xiàn)功能

(AE/AWB/AF)

–AE:AutoExposure|自動曝光控制

–AWB:AutoWhiteBalance|自動白平衡偵測

–AF:AutoFocus|自動對焦計算?鏡頭控制(變焦/對焦/快門/光圈)?UI用戶界面控制(雙處理芯片架構(gòu)中由MCU實現(xiàn))?硬件控制

(LCD,USB,Storage..etc)DSP+MCU關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpe20關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動曝光（AE）的實現(xiàn)方法：測光測光目的:使拍攝主體正常曝光

中央重點測光(Center-weightedaveraging)-占屏幕區(qū)30%

點測光(SPOT)-占屏幕區(qū):5~10%

分割測光（或稱平均測光、多點測光）(Multi-Pattern)常見測光模式—依據(jù)拍攝主體的所占屏幕的大小選擇適當(dāng)?shù)臏y光模式關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動曝光（AE）的實現(xiàn)方法：測光21關(guān)鍵組件——

ASIC——AWB北方晴空

2000270040005500650070008000(K)蠟燭光鎢絲燈冷色熒光燈夏日正午陽光

晴天陰天白平衡的目的：使在不同光線環(huán)境下的物體還原其真實顏色物體在不同光線環(huán)境下所顯現(xiàn)的顏色，會帶上所在環(huán)境的色調(diào)關(guān)鍵組件——ASIC——AWB北方晴空200022曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝光狀態(tài)的參考工具關(guān)鍵組件——ASIC——直方圖曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝23正補償EV值相差１表示曝光量相差１倍曝光補償：±2EV，1/3EV（或0.5EV）步進關(guān)鍵組件——ASIC——曝光補償負補償正補償EV值相差１表示曝光量相差１倍關(guān)鍵組件——ASI24關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA–VGA=640x480closedtoDVDquality(720x480NTSC)–QVGA=320x240closedtoVCDquality(352x240NTSC)?30/15fps–fps=framepersecond–Themoreframeratemoviehas,thesmoothermovieperforms關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA25關(guān)鍵組件——BenQASIC/FW/SDRAM綜述BenQDSC目前狀況█BenQE系列(E720/E605等)█

BenQX/T系列(X600/X720/T700等)類型快(3)中(2)慢(1)主要硬件需求啟動速度<1.5s<2s<4s>4s鏡頭,芯片拍攝間隔<1s<5s>6s芯片,F/W連拍模式>2張/s>300萬像素/張>1.5張/s<=300萬像素/張>1張/s=300萬像素/張芯片,F/WAF自動對焦速度<0.8s<1.5s>2s鏡頭,圖像傳感器,芯片,F/W快門時滯<0.1s<0.5s<0.8s芯片,F/W關(guān)鍵組件——BenQASIC/FW/SDRAM綜述BenQ26關(guān)鍵組件——液晶顯示屏LCD的定義和功能液晶顯示器(LCD)英文全稱為LiquidCrystalDisplay，它采用了液晶控制透光度技術(shù)來實現(xiàn)色彩的顯示器

LCD功能：實現(xiàn)人機對話,是一種可視化的界面關(guān)鍵組件——液晶顯示屏LCD的定義和功能液晶顯示器(LCD)27關(guān)鍵組件——液晶顯示屏關(guān)鍵組件——液晶顯示屏28LCD顯示&圖像傳感器關(guān)鍵組件——像素知識將光線分為RGB將RGB合成RGB構(gòu)成顏色萬態(tài)LCD顯示&圖像傳感器關(guān)鍵組件——像素知識將光線分為RGB將29關(guān)鍵組件——閃光燈閃光燈模式由相機決定，太暗時自動發(fā)光。預(yù)先發(fā)出多次小閃光，讓被拍攝者瞳孔縮小用于逆光時的補光用于博物館等禁止使用閃光燈的場所此模式延長快門的打開時間，背景較暗時，可使用此模式照亮前景，適合拍攝夜景人像關(guān)鍵組件——閃光燈閃光燈模式由相機決定，太暗時自動發(fā)光。預(yù)先30

CF微型硬盤SDMMC

SMMemoryStickxD

關(guān)鍵組件——存儲卡CF微型硬盤31關(guān)鍵組件——存儲卡規(guī)格關(guān)鍵組件——存儲卡規(guī)格32堿性電池鎳氫電池鋰電池必要附件——電池堿性電池鎳氫電池33初階培訓(xùn)_數(shù)碼相機基礎(chǔ)知識34演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！35數(shù)碼相機基礎(chǔ)知識BoboZhou2022/12/30數(shù)碼相機基礎(chǔ)知識BoboZhou36大綱數(shù)碼相機成像原理數(shù)碼相機關(guān)鍵組件大綱數(shù)碼相機成像原理數(shù)碼相機關(guān)鍵組件37在影像生成過程中，數(shù)碼相機中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片的作用類似于人眼、網(wǎng)膜和大腦成像原理在影像生成過程中，數(shù)碼相機中的鏡頭、圖像傳感器和圖像處理芯片38鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)感應(yīng)器接收光信號，轉(zhuǎn)換為模擬電信號，ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號DSP處理影像壓縮、存儲、顯示、相機控制成像原理——原理框圖1鏡頭接收光源,傳遞到影像感應(yīng)器上(CCD&CMOS)成像39采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。MCU將部分相機控制等功能分離出來。DSP處理信號更專業(yè)，提高畫質(zhì)同時提高相機響應(yīng)速率。成像原理——原理框圖2DSPMCU圖像信號輸入按鍵輸入相機控制D-RAMStorageLCDF/W控制I/O接口采用MCU+DSP雙核心架構(gòu)。成像原理——原理框圖2DSPM40關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I/O8.AFLamp6.Storage(SD,CF..)7.Battery3.ASIC/SDRAM/NANDFlash(Inside)2.ImageSensor(CCD/CMOS)關(guān)鍵組件1.LENS5.Strobe4.LCD9.I41主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達關(guān)鍵組件——鏡頭主要結(jié)構(gòu)：鏡片、框架、光圈、快門和馬達關(guān)鍵組件——鏡頭42關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息關(guān)鍵組件——鏡頭鏡頭參數(shù)光學(xué)變焦像素信息43關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進光量和景深光圈大小的表征——光圈值:F2.8=f/2.8=1:2.8大光圈，短景深小光圈，長景深實際樣張X720關(guān)鍵組件——鏡頭光圈：控制進光量和景深光圈大小的表征——光圈44關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時間不同曝光時間不同特效關(guān)鍵組件——鏡頭快速快門與慢速快門不同的效果快門：控制曝光時45關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模式光圈優(yōu)先(A,AV)快門優(yōu)先(S,TV)程序曝光(P)手動曝光(M)曝光量：由光圈&快門共同配合決定關(guān)鍵組件——鏡頭曝光量＝光圈×快門(ISO值固定)曝光模46關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機ISO值ISO值高，感光能力好，易生雜訊，噪點；ISO值低，感光能力差，影像質(zhì)量好

目的：調(diào)節(jié)受光能力與畫質(zhì)之間的平衡關(guān)鍵組件——鏡頭ISO感光度傳統(tǒng)膠片感光度數(shù)碼相機ISO值I47PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件——鏡頭小型化鏡頭的技術(shù)特點Olympus旋轉(zhuǎn)式鏡頭PentaxSMCCanonSSCNikonSICFujifilmSEBCZeissT*鍍膜技術(shù)PENTAXMinolta陶瓷鏡片Luracera關(guān)鍵組件—48BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭smc

PENTAXSLSLens非球面鏡片透光率99.8%SMC鍍膜技術(shù)BenQ新鏡頭的Solution關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭49新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除炫光,使照片更鮮明增加光線透過率,圖像色彩更豐富逆光也可拍攝高反差的影像新鏡頭有何不同?關(guān)鍵組件——BenQ新鏡頭鍍膜鏡片消除50新鏡頭有何不同?滑動式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭超薄極致DCX720/T700滑動式鏡頭系統(tǒng)，機身更小更輕薄新鏡頭有何不同?滑動式鏡頭系統(tǒng)關(guān)鍵組件——BenQ新鏡51新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——

BenQ新鏡頭DCC/X/T系列球面鏡:球面像差形成光斑(光暈),影像朦朧不清非球面鏡:消除球面像差，使結(jié)像焦點重合,結(jié)像鮮艷銳利清楚細膩新鏡頭有何不同?球面鏡vs非球面鏡關(guān)鍵組件——Ben52CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦合器件)關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CCD圖像傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)相機上的膠片，將光線強弱轉(zhuǎn)換成高低不同的電壓。特點：靈敏度高、噪音??；生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高應(yīng)用：數(shù)碼相機主流市場

感光器件的面積感光器件的色彩深度CCD(ChargeCoupledDevice，電荷耦53CMOS傳感器(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,互補性氧化金屬半導(dǎo)體）特點：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易出現(xiàn)雜點應(yīng)用：手機、攝像頭、數(shù)碼相機低端市場、高端市場關(guān)鍵組件——圖像傳感器之CMOSCMOS傳感器特點：集成度高、成本低、低功耗；噪音大、容易54關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpecificIntegratedCircuits

專用集成電路?圖像處理實現(xiàn)功能

(AE/AWB/AF)

–AE:AutoExposure|自動曝光控制

–AWB:AutoWhiteBalance|自動白平衡偵測

–AF:AutoFocus|自動對焦計算?鏡頭控制(變焦/對焦/快門/光圈)?UI用戶界面控制(雙處理芯片架構(gòu)中由MCU實現(xiàn))?硬件控制

(LCD,USB,Storage..etc)DSP+MCU關(guān)鍵組件——ASICASIC-ApplicationSpe55關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動曝光（AE）的實現(xiàn)方法：測光測光目的:使拍攝主體正常曝光

中央重點測光(Center-weightedaveraging)-占屏幕區(qū)30%

點測光(SPOT)-占屏幕區(qū):5~10%

分割測光（或稱平均測光、多點測光）(Multi-Pattern)常見測光模式—依據(jù)拍攝主體的所占屏幕的大小選擇適當(dāng)?shù)臏y光模式關(guān)鍵組件——ASIC——AE自動曝光（AE）的實現(xiàn)方法：測光56關(guān)鍵組件——

ASIC——AWB北方晴空

2000270040005500650070008000(K)蠟燭光鎢絲燈冷色熒光燈夏日正午陽光

晴天陰天白平衡的目的：使在不同光線環(huán)境下的物體還原其真實顏色物體在不同光線環(huán)境下所顯現(xiàn)的顏色，會帶上所在環(huán)境的色調(diào)關(guān)鍵組件——ASIC——AWB北方晴空200057曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝光狀態(tài)的參考工具關(guān)鍵組件——ASIC——直方圖曝光正常曝光過度曝光不足反差過小反差過大目的：作為指示照片曝58正補償EV值相差１表示曝光量相差１倍曝光補償：±2EV，1/3EV（或0.5EV）步進關(guān)鍵組件——ASIC——曝光補償負補償正補償EV值相差１表示曝光量相差１倍關(guān)鍵組件——ASI59關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA–VGA=640x480closedtoDVDquality(720x480NTSC)–QVGA=320x240closedtoVCDquality(352x240NTSC)?30/15fps–fps=framepersecond–Themoreframeratemoviehas,thesmoothermovieperforms關(guān)鍵組件——ASIC——視頻?VGA/QVGA60關(guān)鍵組件——BenQASIC/FW/SDRAM綜述BenQDSC目前狀況█BenQE系列(E720/E605等)█

BenQX/T系列(X600/X720/T700等)類型快(3)中(2)慢(1)主要硬件需求啟動速度<1.5s<2s<4s>4s鏡頭,芯片拍攝間隔<1s<5s>6s芯片,F/W連拍模式>2張/s>30