简述数字相机的工作原理及特点

一、数码相机的魅力


与传统相机相比，数码相机有许多诱人的魅力，例如“即拍即得”，刚刚拍摄的照片立即可以显示在相机的显示屏上，比冲洗胶卷不知快了多少倍，如果照片不满意还可以马上删掉重拍，这多亏“记录介质可重复使用”的功劳，而使用普通胶卷可就不能让你这么随意了。购买数码相机的费用较高，但当你拿出一笔资金购买以后，使用时的花费则较少，不像过去买胶卷时还要掂量掂量。另外“图像可加工”也是其特点之一，数码相机拍摄的照片可以直接送入电脑进行处理，这意味着我们可以利用自己的电脑和打印机快速地加工得到称心如意的照片。数码相机的这些特点都是由它的基本原理和结构所决定的，了解其中的道理能使我们在选购和使用数码相机时更加得心应手。
目前，市场上常见的照相机不外乎三种，即使用胶卷的传统相机、使用APS（Advanced Photo System）胶卷的“先进摄影系统”相机以及不使用胶卷的数码相机。从外表看，有一些品牌的数码相机与传统照相机没有什么两样；从内部结构看，数码相机和先进的传统相机都使用了大量电子元器件，但它们之间的不同之处是用于拍摄景物的感光介质不同。传统相机使用胶卷感光将景物变为照片，而数码相机使用光电转换器件将景物转变为能被电脑直接处理的数字图像，因为有这一层因缘关系，数码相机更像电脑的一个外部设备，而电脑的强大功能反过来又为数码相机增辉添色。
数码相机和计算机可以构成以下图像处理系统：
数码相机通过镜头拍摄人物或景物，又将这个图像转换成数字的图像文件，通过软盘、PC卡或者电缆转送至计算机，经计算机处理之后再送往打印机、显示器或者直接上网。数码相机最受电脑发烧友和记者的青睐，发烧友可以随心所欲地处理照片，记者则使用数码相机与便携式电脑、移动式电话组成小型的流动记者站。在香港回归庆典上，新华社记者仅用10分钟就将照片发回了新华社香港分社。数码相机完成了过去不可能办到的事情，受人宠爱也就理所当然了。
数码相机中存储器的作用是保存数字图像数据，这如同胶卷记录光信号一样，不同的是 存储器中的图像数据可以反复记录和删除，而胶卷只能记录一次。存储器可以分为内置存储器和可移动存储器，内置存储器为半导体存储器，安装在相机内部，用于临时存储图像，当向计算机传送图像时须通过串行接口等接口。它的缺点是装满之后要及时向计算机转移图像文件，否则就无法再往里面存入图像数据。早期数码相机多采用内置存储器，而新近开发的数码相机更多地使用可移动存储器。这些可移动存储器可以是3.5英寸软盘、PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。这些存储器使用方便，拍摄完毕后可以取出更换，这样可以降低数码相机的制造成本，增加应用的灵活性，并提高连续拍摄的性能。存储器保存图像的多少取决于存储器的容量（以MB为单位），以及图像质量和图像文件的大小（以KB为单位）。图像的质量越高，图像文件就越大，需要的存储空间就越多。显然，存储器的容量越大，能保存的图像就越多。一般情况下，数码相机能保存10到200幅图像。
LCD（Liquid Crystal Display）为液晶显示屏，数码相机使用的LCD与笔记本电脑的液晶显示屏工作原理相同，只是尺寸较小。从种类上讲，LCD大致可以分为两类，即DSTN-LCD（双扫扭曲向列液晶显示器）和TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）。与DSTN相比，TFT的特点是亮度高，从各个角度观看都可以得到清晰的画面，因此数码相机中大都采用TFT-LCD。LCD的作用有三个，一为取景、二为显示、三为显示功能菜单。
先说取景。由于LCD显示的就是从CCD上接收到的影像，所以使用LCD观察要拍摄的景物，取景不合适时可以马上调整，避免了普通傻瓜相机使用光学取景器带来的视差，不会出现人物在取景框之外时拍摄到半个脑袋的现象。再说显示，LCD使我们能立即得知拍摄的效果，当遇到人物闭眼等情况时，删掉重拍即可，完全避免了使用传统胶卷在冲洗之后后悔的烦恼。最后谈一谈显示功能菜单，数码相机有许多功能供用户选择，例如清晰度、曝光方式、曝光补偿、快门速度、测光方式等等，如果各个功能都设定成按钮，那数码相机就变成了复杂无比的怪物了。使用LCD可以简单地解决这些问题，就像普通高级单反相机中的LCD一样，使用少量按钮就能控制和实现多种功能。


数码相机的输出接口主要有计算机通讯接口、连接电视机的视频接口和连接打印机的接口。常用的计算机通讯接口有串行接口、并行接口、USB接口和SCSI接口。若使用红外线接口，则要为计算机安装相应的红外接收器及其驱动程序。如果你的数码相机带有PCMCIA存储卡，那么可以将存储卡直接插入笔记本电脑的PC卡插槽中。软盘是最常见和最经济的存储介质，有些数码相机就使用软盘作为存储介质。直接把软盘从数码相机中取出，插入计算机软盘驱动器即可把图像文件传送到计算机中。

数码相机的发展反映在多个方面，以非专业的数码相机为例，它的像素数在不断提高，新功能层出不穷，原有功能也日臻完善。在像素数方面，从5年前的41万逐步发展到81万、100万、150万。新近富士公司推出的FinePix2900已经达到230万像素，分辨率也达到1800×1200。在功能方面有全景功能与全景拼接功能、摄像功能、数字变焦功能、直接打印功能、显微拍摄功能等等。而原有的功能也更加完善，如聚焦精度不断提高、曝光方式大为改进、镜头的质量也在提高、彩色LCD的尺寸变大、像素数增加等。
总之，数码相机在直接继承了传统相机的各种技术之后，又具有了传统相机所不具备的许多功能。它开辟了多媒体应用的新的领域，使得过去不能或不敢想像的事情成为了现实，最为一般用户关心的价格也在性能不断提高的同时不断下降。数码相机在走近出版工作者、记者、网页开发人员、多媒体制作人员的同时也离普通用户越来越近。