手機的數(shù)碼相機功能描述

數(shù)碼相機描述???

??? 數(shù)碼相機的像素數(shù)包括有效像素（Effective Pixels）和最大像素（Maximum Pixels）。與最大像素不同的是有效像素數(shù)是指真正參與感光成像的像素值，而最高像素的數(shù)值是感光器件的真實像素，這個數(shù)據(jù)通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在鏡頭變焦倍率下所換算出來的值。

??? 對于手機的數(shù)碼相機像素，目前只能處于初級發(fā)展階段，像素數(shù)并不很高，大都在10萬--130萬像素之間。數(shù)碼相機的像素數(shù)越大，所拍攝的靜態(tài)圖像的分辨率也越大，相應(yīng)的一張圖片所占用的空間也會增大。

有效像素

?? ?有效像素數(shù)英文名稱為Effective Pixels。與最大像素不同，有效像素數(shù)是指真正參與感光成像的像素值。最高像素的數(shù)值是感光器件的真實像素，這個數(shù)據(jù)通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在鏡頭變焦倍率下所換算出來的值。以美能達的DiMAGE7為例，其CCD像素為524萬（5.24Megapixel），因為CCD有一部分并不參與成像，有效像素只為490萬。

??? 數(shù)碼圖片的儲存方式一般以像素（Pixel）為單位，每個象素是數(shù)碼圖片里面積最小的單位。像素越大，圖片的面積越大。要增加一個圖片的面積大小，如果沒有更多的光進入感光器件，唯一的辦法就是把像素的面積增大，這樣一來，可能會影響圖片的銳力度和清晰度。所以，在像素面積不變的情況下，數(shù)碼相機能獲得最大的圖片像素，即為有效像素。

??? 用戶在購買數(shù)碼相機的時候，通常會看到商家標榜“最大像素達到XXX”和“有效像素達到XXX”，那用戶應(yīng)該怎樣選擇呢？在選擇數(shù)碼相機的時候，應(yīng)該注重看數(shù)碼相機的有效像素是多少，有效像素的數(shù)值才是決定圖片質(zhì)量的關(guān)鍵。

最大像素

??? 最大像素英文名稱為Maximum Pixels，所謂的最大像素是經(jīng)過插值運算后獲得的。插值運算通過設(shè)在數(shù)碼相機內(nèi)部的DSP芯片，在需要放大圖像時用最臨近法插值、線性插值等運算方法，在圖像內(nèi)添加圖像放大后所需要增加的像素。插值運算后獲得的圖像質(zhì)量不能夠與真正感光成像的圖像相比。

??? 在市面上，有一些商家會標明“經(jīng)硬件插值可達XXX像素”，這也是相同的原理，只不過在圖像的質(zhì)量和感光度上，以最大像素拍攝的圖片清晰度比不上以有效像素拍攝的。

??? 最大像素，也直接指CCD/CMOS感光器件的像素，一些商家為了增大銷售額，只標榜數(shù)碼相機的最大像素，在數(shù)碼相機設(shè)置圖片分辨率的時候，的確也有拍攝最高像素的分辨率圖片，但是，用戶要清楚，這是通過數(shù)碼相機內(nèi)部運算而得出的值，再打印圖片的時候，其畫質(zhì)的減損會十分明顯。所以在購買數(shù)碼相機的時候，看有效像素才是最重要的。

??? 目前手機的數(shù)碼相機功能主要包括數(shù)碼變焦，拍攝靜態(tài)圖像，連拍功能，短片拍攝，鏡頭可旋轉(zhuǎn)，自動白平衡，內(nèi)置閃光燈等等

數(shù)碼相機感光元件

感光器件工作原理

??? 作為手機新型的拍攝功能，內(nèi)置的數(shù)碼相機功能與我們平時所見到的低端的（10萬--130萬像素）數(shù)碼相機相同。與傳統(tǒng)相機相比，傳統(tǒng)相機使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼相機的“膠卷”就是其成像感光器件，而且是與相機一體的，是數(shù)碼相機的心臟。感光器是數(shù)碼相機的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)。目前數(shù)碼相機的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD（電荷藕合）元件；另一種是CMOS（互補金屬氧化物導體）器件。由于手機中的拍照功能是新興起的，所以目前用于手機中數(shù)碼相機的感光元件基本上都是CMOS的。

??? 電荷藕合器件圖像傳感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，根據(jù)需要和想像來修改圖像。CCD由許多感光單位組成，通常以百萬像素為單位。當CCD表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。

??? CCD和傳統(tǒng)底片相比，CCD 更接近于人眼對視覺的工作方式。只不過，人眼的視網(wǎng)膜是由負責光強度感應(yīng)的桿細胞和色彩感應(yīng)的錐細胞，分工合作組成視覺感應(yīng)。 CCD經(jīng)過長達35年的發(fā)展，大致的形狀和運作方式都已經(jīng)定型。CCD 的組成主要是由一個類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產(chǎn) CCD 的公司分別為：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本廠商。

??? 互補性氧化金屬半導體CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一樣同為在數(shù)碼相機中可記錄光線變化的半導體。CMOS的制造技術(shù)和一般計算機芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著帶N（帶–電） 和 P（帶+電）級的半導體，這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點就是太容易出現(xiàn)雜點, 這主要是因為早期的設(shè)計使CMOS在處理快速變化的影像時，由于電流變化過于頻繁而會產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。

兩種元件不同之處

??? 由兩種感光器件的工作原理可以看出，CCD的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握，所以導致制造成本居高不下，特別是大型CCD，價格非常高昂。同時，這幾年來，CCD從30萬像素開始，一直發(fā)展到現(xiàn)在的600萬，像素的提高已經(jīng)到了一個極限。

??? 在相同分辨率下，CMOS價格比CCD便宜，但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數(shù)的消費級別以及高端數(shù)碼相機都使用CCD作為感應(yīng)器；CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上，若有哪家攝像頭廠商生產(chǎn)的攝想頭使用CCD感應(yīng)器，廠商一定會不遺余力地以其作為賣點大肆宣傳，甚至冠以“數(shù)碼相機”之名。一時間，是否具有CCD感應(yīng)器變成了人們判斷數(shù)碼相機檔次的標準之一。

??? CMOS影像傳感器的優(yōu)點之一是電源消耗量比CCD低，CCD為提供優(yōu)異的影像品質(zhì)，付出代價即是較高的電源消耗量，為使電荷傳輸順暢，噪聲降低，需由高壓差改善傳輸效果。但CMOS影像傳感器將每一畫素的電荷轉(zhuǎn)換成電壓，讀取前便將其放大，利用3.3V的電源即可驅(qū)動，電源消耗量比CCD低。CMOS影像傳感器的另一優(yōu)點，是與周邊電路的整合性高，可將ADC與訊號處理器整合在一起，使體積大幅縮小，例如，CMOS影像傳感器只需一組電源，CCD卻需三或四組電源，由于ADC與訊號處理器的制程與CCD不同，要縮小CCD套件的體積很困難。但目前CMOS影像傳感器首要解決的問題就是降低噪聲的產(chǎn)生，未來CMOS影像傳感器是否可以改變長久以來被CCD壓抑的宿命，往后技術(shù)的發(fā)展是重要關(guān)鍵。

影像感光器件因素

??? ?對于數(shù)碼相機來說，影像感光器件成像的因素主要有兩個方面：一是感光器件的面積；二是感光器件的色彩深度。

??? 感光器件面積越大，成像較大，相同條件下，能記錄更多的圖像細節(jié)，各像素間的干擾也小，成像質(zhì)量越好。但隨著數(shù)碼相機向時尚小巧化的方向發(fā)展，感光器件的面積也只能是越來越小。

??? 除了面積之外，感光器件還有一個重要指標，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二進制數(shù)字來記錄三種原色。非專業(yè)型數(shù)碼相機的感光器件一般是24位的，高檔點的采樣時是30位，而記錄時仍然是24位，專業(yè)型數(shù)碼相機的成像器件至少是36位的，據(jù)說已經(jīng)有了48位的CCD。對于24位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^8=256級，每一種原色用一個8位的二進制數(shù)字來表示，最多能記錄的色彩是256x256x256約16,77萬種。對于36位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^12=4096級，每一種原色用一個12位的二進制數(shù)字來表示，最多能記錄的色彩是4096x4096x4096約68.7億種。舉例來說，如果某一被攝體，最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍，用使用24位感光器件的數(shù)碼相機來拍攝的話，如果按低光部位曝光，則凡是亮度高于256備的部位，均曝光過度，層次損失，形成亮斑，如果按高光部位來曝光，則某一亮度以下的部位全部曝光不足，如果用使用了36位感光器件的專業(yè)數(shù)碼相機，就不會有這樣的問題。