遵义色妆摄影学校分享数码相机成像原理
来源：遵义色妆摄影学校
发布时间：2022/5/29 15:21:17
数码相机成像原理
感光器：能把光线光信号转变成电荷电信号的器件，接收光信号后经模/数转换器(A/D)转换成数字信号并将信号送到处理器(DSP)处理并贮于存贮器中，感光器相当于传统相机的胶片。
数码相机的CCD(电荷藕合器件)或COMS(互补金属氧化物导体)就是用这个原理来产生色彩，世界万千的色彩，可以用三种来较终表述，红、绿、蓝，分别为R。G。B，计算机世界里用一个8Bit的数据来表示其中一种颜色的灰度值(十六进制的0xff等于十进制的255)，所以计算机里用0xff0000来表示一个单纯的红色，如果不是纯色，用如f2，34，f1三个颜色的灰度值来表示任何一种颜色，这种颜色表示法，可算出来它表示2的24(8bit*3位来表示颜色)次方种颜色，这就是计算机的RGB颜色表示法。
相机只会辨认一种颜色的灰度，CCD或CMOS上存在很多感应颜色灰度值的点，也就是我们平时所说的CCD上的一个像素。一个像素不能感知所有色彩的灰度，只能感知R，G，B当中的一种。我们让一种像素点专门感知红色灰度，一种专门感知绿色，一种专门感知蓝色，这样单个颜色的采样色阶就出来了。一个像素可以理解为一个采样精度为255阶的AD口，负责采样红色灰度值的得到当前光线中红色部分的灰度信息，其他颜色的同样。
感光器象素点排布：而CCD上三种采样不同颜色灰度的像素点，其排布红色和蓝色点是一个隔一个。而绿色点则占了一整行即RGB三种颜色的点数量比是1:2:1，因为人对绿色信息特别敏感，所以刻意加多了绿色灰度数据的收集，这样做的目的是更好的为以后差值放大做准。
图像格式：拍摄图像完毕后，得到的就是这些小型AD采样灰度值，即相机原始图像信息，可以说是数码相机的底片。在专业机器上，我们把这种数据输出的文件叫做RAW格式文件，他存的就是这些颜色的灰度信息，当然RAW文件是将数据压缩过的。比理论文件大小要小一些，如一台1200W像素的相机，即CCD上有1200W个感光点。其RGB感光点比值是1:2:1，即较终生成的RAW文件包含300W个R(红色信息)灰度值，600W个G，300W个B，其文件大小(不压缩)应该是8bit*1200W=96000000bit=96000000/8/1024/1024约等于11。444Mbytes(一个灰度值用一个8bit的数来表示所以要*8)，此RAW文件转换成普通格式文件(TIFF)，一个颜色计算机用一个24位的数来表示，他的文件大小应该是12，000，000*8bit*3=34。3323Mbtyes，即一个只有11M的相机产生的图像文件较后转换以后变成了一个34M的图像文件。中间没有任何压缩操作。
插值算法：TIFF比RAW多出来的2倍多的信息是相机或CPU算出来的，这里涉及到一个插值算法的问题，因为相机上的1个像素只是一个8位的数来表示，而你较终看到的图像一个像素是一个24位的数来表示的，CPU就负责插值算出这不足的16bit位。此算法是各厂商高度保密的，因这将较终影响到输出jpg文件的图像质量，但大致上是通过这个像素周边的颜色灰度值来计算出这个点的RGB值，比如你这个点记录的是R的灰度，那么插值的时候程序就会去找这个像素点周边G和B点的值，这样可以为他补足他的24位做贡献，这样也从根本上解释了为何数码相机会有紫边，所以紫边的罪魁祸首是插值算法，紫边产生的原因可以总结为三点相机镜头的色差、CCD成像的局限性、照片放大倍数。
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