摄影小词典
2019-03-27
Sensor传感器
数码相机的核心元件就是一片影像传感器(ImageSensor),它的基础就是一片“芯片”,因为本质还是集成电路。电路有成千上万的小“单元”,每个单元就是我们所说的像素,每个像素中的电路负责记录光线,不同区域的像素记录的光线强度不同,这样一来影像(黑白)就形成了。
当然,实际情况不会如此简单。首先,上面提到的像素是个模拟元件,所以信号在进行数字化处理并存入存储卡之前要经过模拟信号转数字信号的过程,并且在此之前进行放大处理。
对于彩色影像传感器而言,事情还要更复杂一些,因为像素本身是无法感受光线的颜色,也就是波长的。所以为了能够区分颜色,通常会在像素前安装彩色滤镜,这样一来像素会被分为三类:红色像素、绿色像素和蓝色像素。不过在照片中每个像素却包含了三种颜色的信息,而传感器上每个像素只能记录一种颜色的信息,这就涉及到了“猜色”过程,也就是用周围的另外两种颜色的像素来猜这个位置上这两种颜色信息应该是什么样的。
TIPS
傳感器是如何感受颜色的?
传感器可以将光转换为电能,如果像素上没有彩色滤镜,那这台相机只能捕捉黑白照片,徕卡M-Monochorme相机在设计时就去掉了所有彩色滤镜,成为一台只能拍摄黑白照片的数码旁轴相机。对于绝大多数数码相机而言,拍摄彩色照片是必须的,因此就要使用彩色滤镜。彩色滤镜有三种,分别为红、绿、蓝(加法三原色),每种滤镜只能允许一种色彩的光线穿过。最常见的彩色滤镜阵列就是下方左图中那样的拜耳阵列,这种阵列中有50%的像素为绿色像素,红色像素和蓝色像素各占25%。绿色像素较多的设计是因为人眼对于绿色比其他颜色更敏感,此外拜耳阵列可以缓解去马赛克阶段(猜色)的计算压力。
由于拜耳阵列中拥有红绿蓝像素数并不像三原色理论中那样的1:1:1,所以在传感器实际感受到的照片会更“绿”,为了将照片还原成最终和我们目视效果更为接近的样子,在数码相机的影像处理器中还要经过名为拜耳去马赛克的处理。
需要提出的是,并不是所有数码相机的彩色滤镜都是按照拜耳阵列的方式排列的,比如在一些富士无反机型上使用的X-Trans传感器,它使用的就并非为2X2的拜耳阵列,富士采用了6X6的排列方式,富士声称这种排列方式能够减少摩尔纹出现的几率,提升照片分辨率还可以避免使用低通滤镜。
4种常见传感器的类型
1-CCD传感器
CCD是最早诞生的影像处理器,早期的数码相机使用的都是CCD传感器。理论上讲CCD传感器拥有极佳的光电转化效率,能够拍出画质极佳的照片。不过CCD传感器的功耗很大,成本也高,随着CMOS传感器制造工艺成熟,使用CCD传感器的家用相机消失了。目前只剩下一些专用领域的相机还在使用CCD传感器。
2-CMOS传感器
CMOS传感器的优势在于高感画质佳、速度快以及价格便宜。随着科技发展,现在CMOS传感器的画质已经完全不输CCD画质。对于无反相机上CMOS传感器是必需的,因为它让长时间实时取景成为可能。另一方面,CMOS在读取速度上拥有明显的优势,对于高速连拍、对焦和视频拍摄这项特性也是必备的。
3-FoveonX3传感器
FoveonX3传感器是适马公司的专利,适马生产的各类相机都会以FoveonX3传感器为卖点。这种传感器与CCD和CMOS最大的区别在于它有三层像素。利用不同波长的光穿透硅的深度不同,X3传感器就可以区分红、绿、蓝光。由于3个像素都处于同一位置,所以无需猜色,解析力优于使用其他传感器的相机。
4-LiveMOS传感器
LiveMOS传感器最初由松下、奥林巴斯公司开发。该传感器声称同时拥有CCD成像质量好的优势与CMOS省电快速的特点。正因为LiveMOS的省电与快速,M4/3机型快速成熟。LiveMOS理论上比CMOS可以拥有更大的单位感光面积,画质上具备优势,不过随着CMOS传感器的进化,两者这方面的差距已经可以忽略。
DynamicRange动态范围
很多领域都会提到动态范围这个词,在摄影中,动态范围指的是一张图像中最亮的影调与最暗影调的差距。图片中最亮的像素一般都表现为纯白,而最黑的像素都表现为全黑,动态范围这个词通常代表相机拍摄的照片能够涵盖多么宽泛的影调范围。
动态范围的单位是EV也就是曝光值,很多时候也用“挡”标识。每增加一个EV(挡)亮度就增加一倍,举例来说如果一台相机的动态范围为10挡,那么这台相机拍到的照片最多可以接受1024倍的亮度差距。一般而言,市面上相机大都为12挡左右的动态范围,画质极为优秀的全画幅相机动态范围可达14挡之上,而中画幅相机可以达到15-16挡或更高,不过这些都无法与人眼抗衡,人眼的动态范围达到18-20挡,也就是说人眼看到画面中可以容纳100万倍的亮度差别,这意味着你既可以看到白天阳光下的景物,同时也能注意到阴影中的丰富细节。
由于人眼优于相机的原因,在拍摄时我们时刻都要注意动态范围的问题。举例来说,当我们拍摄逆光人像的时候,肉眼看上去一切都好,但拍出来的照片就不乐观了,要么人像曝光正确背景过曝一片惨白,要么背景曝光正确但人像只剩一个剪影。面对这种鱼与熊掌不能兼得的时候我们可采用改变拍摄角度或者使用闪光灯(反光板)进行补光的方式来补救,不过拍摄风光题材时,这些手段就没有作用了,此时经常出现的HDR(高动态范围)拍摄方式就该登场了。
AlfredStieglitz阿爾弗雷德·斯蒂格利茨
阿尔弗雷德·斯蒂格利茨是20世纪摄影领域最有影响力的人物之一。它热衷画意摄影,创立了摄影分离派(Photo-Secession)或称脱离派(break-awaygroup),并且编辑出版了杂志《摄影作品》(CameraWork)。后来,他在纽约开办了291画廊,通过该画廊介绍了非洲和欧洲先锋艺术。同时,他可能是为画廊的摄影作品定价的第一人。它于1922年拍摄云彩系列,包括《对等物》(Equivalents),该系列作品被视为第一套由主流摄影师有意拍摄的抽象照片。他后来转向现代摄影风格,并支持保罗·斯特兰德(PaulStrand)、爱德华·维斯顿(EdwardWeaton)等摄影师和艺术家的观察。
Saturation饱和度
概念上来说,饱和度就是颜色的纯度,在彩色摄影中,饱和度是十分重要的元素,其重要程度等同于黑白摄影中的反差。我们的眼睛自然地会被鲜艳的事物吸引,所以色彩对于构图以及用图片讲故事方面都有着非常重要的作用。当我们在电脑屏幕看照片时,照片的每一个像素都是有三个画点构成的,其中每个画点负责一种颜色(加法三原色),也就是红、绿、蓝。而每一种颜色有0到255总计256种亮度。在屏幕上我们看到的最纯的红色可以是(255,0,0),
而纯绿是(0,255,0),纯蓝是(0,0,255)。
网络上可以看到很多过饱和的照片,它们给人的观感非常不自然。实际上,我们在日常生活种很少能够遇到纯色出现的情况,虽然纯色物品并不少见,但由于环境光的存在,纯色物品很少能;够显示出纯色。所以照片由于后期处理不当出现纯色情况出现时就会给人不自然的感觉。对于这个问题现在很多后期软件曾增加了另外一种饱和度调节方式,在一些软件中被叫做“鲜艳度”或者“自然饱和度”。使用这类功能时,程序会有意避免照片中纯色情况的出现,因此让照片看起来更加自然。