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利用光学原理成像并记录影像设备

照相机照相机

照相机,简称相机,是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备,是用于摄影的光学器械。在现代社会生活中有很多可以记录影像的设备,它们都具备照相机的特征,比如医学成像设备、天文观测设备等。被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后,被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像,经冲洗处理(即显影、定影)构成永久性的影像,这种技术称为摄影术,分为一般照相与专业摄像。2018年9月,世界海关组织协调制度委员会对将无人机归类为“会飞的照相机”。

基本信息

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中文名:照相机

外文名:camera

别名:相机

性质:影像设备

出现时间:1839年

发明者:L.达盖尔

技术:摄影术

发展历史

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相机发展

最早的照相机结构十分简单,仅包括暗箱、镜头和感光材料。现代照相机比较复杂,具有镜头、光圈、快门、测距、取景、测光、输片、计数、自拍、对焦、变焦等系统,现代照相机是一种结合光学、精密机械、电子技术和化学等技术的复杂产品。

照相机照相机

1550年,意大利的卡尔达诺将双凸透镜置于原来的针孔位置上,映像的效果比暗箱更为明亮清晰 。

1558年,意大利的巴尔巴罗又在卡尔达诺的装置上加上光圈,使成像清晰度大为提高;1665年,德国僧侣约翰章设计制作了一种小型的可携带的单镜头反光映像暗箱,因为当时没有感光材料,这种暗箱只能用于绘画。

1822年,法国的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一张照片,但成像不太清晰,而且需要八个小时的曝光。1826年,他又在涂有感光性沥青的锡基底版上,通过暗箱拍摄了一张照片。

1839年,法国的达盖尔制成了第一台实用的银版照相机,它是由两个木箱组成,把一个木箱插入另一个木箱中进行调焦,用镜头盖作为快门,来控制长达三十分钟的曝光时间,能拍摄出清晰的图像。

1841年光学家沃哥兰德发明了第一台全金属机身的照相机。该相机安装了世界上第一只由数学计算设计出的、最大相孔径为1:3.4的摄影镜头。

照相机

1845年德国人冯·马腾斯发明了世界上第一台可摇摄150°的转机。1849年戴维·布鲁司特发明了立体照相机和双镜头的立体观片镜。1861年物理学家马克斯威发明了世界上第一张彩色照片。

1860年,英国的萨顿设计出带有可转动的反光镜取景器的原始的单镜头反光照相机;1862年,法国的德特里把两只照相机叠在一起,一只取景,一只照相,构成了双镜头照相机的原始形式;1880年,英国的贝克制成了双镜头的反光照相机。

1866年德国化学家肖特与光学家阿具在蔡司公司发明了钡冕光学玻璃,产生了正光摄影镜头,使摄影镜头的设计制造,得到迅速发展。

随着感光材料的发展,1871年,出现了用溴化银感光材料涂制的干版,1884年,又出现了用硝酸纤维

控制曝光的机构——快门和光圈

为了适应亮暗不同的拍摄对象,以期在胶片上获得正确的感光量,必须控制曝光时间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短,并设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。

输片计数机构

为了准备第二次拍摄,曝光后的胶片需要拉走,未曝光的胶片要拉过来,因此现代照相机需要有输片机构。为了指示胶片已拍摄的张数,就需要有计数机构。

机身

它既是照相机的暗箱,又是照相机各组成部分的结合体。可用框图表示照相机的最基本组成部分。

其实,就照相机这个基本功能而言,无论是早期的“银版照相机”,还是已经高度电子化、自动化、电脑化的照相机,其基本原理都没有多大区别。

工作原理

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数码照相机数码照相机

照相机品种繁多,按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等;按照相胶片尺寸,可分为110照相机

任何一种分类方法都不能包括所有的照相机,对某一照相机又可分为若干类别,例如135照相机按其取景、快门、测光、输片、曝光、闪光灯、调焦、自拍等方式的不同 ,就构成一个复杂的型谱。照相机利用光的直线传播性质和光的折射与反射规律,以光子为载体,把某一瞬间的被摄景物的光信息量,以能量方式经照相镜头传递给感光材料,最终成为可视的影像。照相机的光学成像系统是按照几何光学原理设计的,并通过镜头,把景物影像通过光线的直线传播、折射或反射准确地聚焦在像平面上。摄影时,必须控制合适的曝光量,也就是控制到达感光材料上的合适的光子量。因为银盐感光材料接收光子量的多少有一限定范围,光子量过少形不成潜影核,光子量过多形成过曝,图像又不能分辨。照相机是用光圈改变镜头通光口径大小,来控制单位时间到达感光材料的光子量,同时用改变快门的开闭时间来控制曝光时间的长短。

从完成摄影的功能来说,照相机大致要具备成像、曝光和辅助三大结构系统。成像系统包括成像镜头、测距调焦、取景系统、附加透镜、滤光镜、效果镜等;曝光系统包括快门机构、光圈机构、测光系统、闪光系统、自拍机构等;辅助系统包括卷片机构、计数机构、倒片机构等。

镜头是用以成像的光学系统,由一系列光学镜片和镜筒所组成,每个镜头都有焦距和相对口径两个特征数据;取景器是用来选取景物和构图的装置,通过取景器看到的景物,凡能落在画面框内的部分,均能拍摄在胶片上 ;测距器可以测量出景物的距离,它常与取景器组合在一起,通过连动机构可将测距和镜头调焦联系起来,在测距的同时完成调焦。

光学透视或单镜头反光式取景测距器都须手动操作,并用肉眼判断。此外还有光电测距、声纳测距、红外线测距等方法,可免除手动操作,又能避免肉眼判断带来的误差,以实现自动测距。

照相机照相机

快门是控制曝光量的主要部件,最常见的快门有镜头快门和焦平面快门两类。镜头快门是由一组很薄的金属叶片组成,在主弹簧的作用下,连杆和拨圈的动作使叶片迅速地开启和关闭 ;焦平面快门是由两组部分重叠的帘幕

这之后,数码相机就如雨后春笋般不断由各相机厂商推出,CCD的像素不断增加,相机的功能不断翻新,拍摄的图像效果也越来越接近于传统相机。

照相机品种繁多,按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等。

选购指南

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购买相机主要要认准“六要素”,依次是:用途、价位、像素、经济性、外观及功能、品牌,下面就让小编为大家一一解读一下。

1、用途:根据不同产品的性能特点,数码相机可分为家用、准专业、专业相机,小编觉得对于大众用户来说,我们没有学习过专业的摄影知识,也并非资深的摄影爱好者,相机通常都是用来进行一些日常拍摄,所以并不需要选择所谓的高端产品,卡片相机足矣。

2、价位:对于价位方面,小编建议家用DC相机不要买超过2000元的,出于对性价比的考虑,2000元以上的DC相机可能会在性能方面有所溢出。而且对于一般工薪阶层的家庭来说,2000元以内的价位比较容易接受,毕竟数码相机对家庭的作用还是很单一的。无外乎旅游的时候拍个纪念照,家庭聚会的时候拍个全家福之类,肯定不会有人每天拿着DC在大街上拍花花草草、蓝天白云。所以经济实用型才是家用相机的主旨。

3、品牌:在确定了预算之后就可以考虑该买哪个牌子了,对于品牌而言,佳能、尼康、索尼是相机市场的三大巨头,市场占有率最高,但是这并不代表其它品牌就不好,奥林巴斯、松下、卡西欧等品牌在卡片相机市场同样很受欢迎。其实任何一个品牌都可能有自己的顶尖产品,也都会有败笔,选购相机还是要看什么最适合自己。从品牌上讲,国内市场上主要是中、日、美、韩四分天下,国产(联想、明基、拍得丽、中恒等)、日系(佳能、尼康、索尼、奥林巴斯、理光等)、美国产(柯达)、韩国产(三星)。有时候也会根据品牌知名度和市场占有率,分为一线(佳能、尼康、索尼)、二线(奥林巴斯、富士、松下、卡西欧、理光、柯达、三星等等)和三线品牌。小编认为选一款相机,品牌还是比较重要的,毕竟这不光涉及到产品质量,同时还有售后等一系列服务,所以大品牌总是靠谱一些的。

4、像素:许多对于相机并不是很了解的朋友往往在购买相机的时候最在意的就是有多大的像素,而许多商家往往也都会利用消费者追求高像素的特点而大肆推销,其实对于一般家庭需求来说,过高的像素并没有多少实际意义。一般来说300万像素就能够冲洗6寸大小的照片,400万像素则可以轻松输出A4幅面的照片了,所以像素的概念只是可以冲洗的幅度和加工的容量而已,并非是越高像素就越好。有一些数码相机厂家在尺寸很小的CCD上,放进去了极高的像素,听起来像素很高,实际上成像品质还不如一般的200万甚至100万像素的相机。如今,随着相机成本的降低,1000多元的数码相机基本上都能具备1000万以上的像素,足以满足用户的使用需求。

5、经济性:所谓经济性说白了就是省钱,那么对于数码相机来说在哪方面能省钱呢?自然是配件了,主要以电池和储存卡为主,卡片相机一般都是采用大尺寸液晶屏进行取景,电子取景器相比光学取景器来说自然要费电的多。市面上的大多数卡片相机大多采用的都是锂电池,基本上用AA电池的相机已经找不到了。一般锂电池的话大概能够拍200张左右的照片。储存卡可分为XD卡、记忆棒、SD卡、MMC卡、CF卡、SM卡等,不同型号的相机需要配备不同类型的存储卡。比如索尼相机一般需要配备记忆棒,奥林巴斯一般需要配备XD卡,佳能一般配备CF卡,多数相机配备SD卡等。其中XD卡和记忆棒是比较昂贵的两种存储卡,而SD卡则以高速、廉价等特点,正在成为如今的主流存储介质。

6、外观及功能:小编决定把外观放在最后考虑是因为这完全是靠个人喜好,女性用户往往都喜欢比较小巧、颜色艳丽一些的,例如佳能IXUS系列、尼康S系列。而一般男性用户则喜欢厚实一些。功能方面,一般是指有无手动操控、可选模式的多少、动态影像格式以及是否限时、录音以及MP3等其他功能。这里面,应该认真对待的是要不要手动功能,手动功能的操作需要一定的技巧和知识,合理使用肯定能拍出比没有手动的相机更好的片子。不过,家用相机都提供了丰富的可选模式,也不必强求手动。

使用方法

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1.拍摄时,相机要拿正。在拍摄人像、建筑物时,相机镜头不能过仰、过俯或左右倾斜,否则会使拍摄对象上大下小或上小下大,或使景物的水平向偏离地平线,使景物有东倒西歪的感觉。

2.拍摄时,相机要拿稳。否则会使影像出现双影或模糊不清。持之以按快门不要用力过猛,特别是在1/30秒以下更要注意稳定。要像射击时扣扳机一样,先轻轻地按下第一道簧,抓住时机再及时按第二道簧。1/15秒以下最好用三脚架,或将相机依托在固定物上拍摄。

3.使用自拍器时,要轻轻地拨。在没按下快门之前,切勿硬拨回原位,否则容易损坏自拍器的弹簧和齿轮。

4.在使用帘式,小型相机时,特别要注意保护布帘,切勿用手指使劲摸触,尤其不能让尖的东西弄破布帘。

5.相机镜头不能长时间对着太阳,防止漏光。尤其是布帘快门的相机,因为太阳光聚焦的作用,容易烧坏布帘。

6.定快门速度时,不能定在相邻的两级速度中间。相机调速盘的每个刻度上,都有个小穴或小槽,必须拨定到位,才能正常运行,指在两级速度之间,不但得不到准确的速度,而且容易损坏快门。光圈的级数,可以指在两级光圈系数之间。

7.在使用小型相机时,最好要养成先上胶卷后调速度盘的习惯,有的小型相机在上胶卷前是定不准速度的。

8.使用相机后,必须检查快门和自拍设备是否放松,因快门结构的核心机件是弹簧,弹簧紧张的时间过长,易使弹力减弱,影响快门速度的准确性。

总之,相机的种类很多,使用相机的方法也不尽同。使用相机时,先要查看相机的型号、镜头的规格、使用的方法等。新的相机都有说明书,要仔细阅读,熟悉各部件的性能和操作方法。没有说明书而以不清楚的,一定要问清,切勿强行拨弄。在拍照前,还要检查一下相机的附件带全了没有,甚至连胶片卷轴这类小件都要考虑周到,稍有疏忽便会影响摄影的顺利进行。

注意事项

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(1)尽量不要直接拍摄烈日

数码相机在使用时尽量不要直接拍摄太阳或者强光,单反相机虽然只是快门按动一下进行曝光,强光对传感器影响比较小,但是长时间的对着强光很可能会损坏相机的测光系统。而卡片相机光路是直接对着光的,传感器一直是处于工作状态,对着太阳时间长会造成传感器的老化,所以尽量不要去尝试拍摄太阳,特别是中午的烈日。

(2)卡片相机开启“休眠”,缩回镜头

对于镜头可以伸缩的卡片机而言,其伸缩镜头都是很脆弱的,建议最好开启相机的“休眠”功能,这样在一段时间不进行操作后镜头可以自动缩回,自带镜头盖会关闭,避免镜头在无意的磕碰中损坏变形,轻触快门就会回到拍摄状态。

(3)不要经常在户外将镜头从机身上拧下来

不要经常在户外将镜头从机身上拧下来,在户外不可避免地会进入灰尘。更换镜头时,要在灰尘不大的情况下,尽量在室内完成,刚刚扫完地或者刚刚叠完被子均不可更换镜头。

保养技巧

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保养综述

一台相机只要好好保养,就一定可以长寿。所以我们建议相机在长时间不用时,应加以保养。

如果在海边或山上,你可用气吹将相机上的灰尘去掉,并用软布擦干净,注意:不要直接擦镜头。不要使用润滑油。避免剧烈的震动。不要将相机直接放在行驶的汽车和火车上。清洁镜头时应用气吹、毛笔将灰尘去掉,用清洁镜头专用的麂皮擦拭镜头。当镜头发霉时,应将相机送到维修中心。此外,应将相机放在通风的环境中,在天气潮湿时,别忘了放一包干燥剂在相机旁。当然,高温跟灰尘多的地方,都不适合收放相机。最后要提醒您,定期检查胜于一切。

注意清洁

相机的镜头要用专用的拭纸、布擦拭,或以骆驼毛拂 ,以免刮伤。要去除镜头上的尘埃时,最好用吹毛刷,不要用纸或布;用嘴吹风时,要小心避免口水沾上镜片。要湿拭镜片时,请用合格清洁剂,不要用酒精之类的强溶剂。镜头上最好加装保护镜或滤光镜,可加长镜头上透镜寿命。如果到海边照相,回家后务必要用软布沾干净的水,将相机全部擦拭一次,因为盐份的吸水性及腐蚀性都非常强。

不幸发霉

镜头发霉极轻微时,应尽速送至合格的照相器材行清洗。但如果可以清楚看到发霉腐蚀镜头的样子时,表示它已经回天乏术了。相机镜头是非常精密的组件,稍有瑕疵就不可能对得好焦距,因此要小心预防长霉的情形。

(1) 镜头部分—用擦眼镜的鹿皮及清镜头的药水反复清洁。不过清得掉也先别高兴,因为已经长过霉的部分以后很容易再长。如果是长在镜头里面的,就没法自己清,送去洗花费又等于再买一台。总之要特别注意保存在干燥的地方。

(2) 其它部分—用擦眼镜的鹿皮及清镜头的药水反复清洁。不管怎么样,已经长过霉的部分,就是很容易旧疾复发。所以如你发现已影响到拍摄,你的相机大概就快寿终正寝了。

(3) 送洗相机—可能会打乱原厂的设定或破坏镜头原有的最佳分辨率。相机出厂时都会经电脑调整,尤其是镜头组件,所以送洗时品质可能会受影响。这就是为什么有些人宁愿再买一台新的相机。

保养之道

不管你有没有常在使用相机,建议每半年最好还是进行一次保养收藏的动作。步骤如下:

(1) 洗手。取下相机套、电池、底片。

(2) 用干净的一般软毛刷或空气喷嘴清除里外所有的灰尘,切记镜头部分最好不要随便清理以免刮坏。清镜头要用镜头用的软毛刷或是眼镜用的鹿皮,药水可在镜头脏时才用,但不可直接滴在镜头上A要滴在鹿皮或拭镜纸上才擦。(千万别用面纸)

(3) 除镜头外,其它部分可用稀释过的稳洁加鹿皮来轻擦,去除脏污及指纹。

(4) 准备有封口的那种透明塑胶袋(有拉那种,完全隔绝空气流通,可装液体用的), 置入相机,再放入一个除湿剂(糕饼盒中常有,但注意是除湿剂或除氧 剂,别用错了!),再放入一张白纸(写上保养日期),捏捏袋子让袋内空气减少即可封口。

有关相机收藏

当相机保养好后,还要妥善收藏。

(1) 有电子防潮箱最好。只要清洁好,相机没有明显水份在上面,不用塑胶袋就可以直接放进去了。

(2) 相机套及相机要分开收藏。如果相机还套在套子里就收起来,时间一久你会发现不透气的地方居然长出霉花了。等到霉花霉花满天下,那就麻烦了。

(3) 记得阴不潮湿的位置即可。这样子你的相机用个一二十年应没问题。

(4) 不用时应先检查确认电源已经关闭,然后保存到相机袋里。

(5) 较长时间不用时,应把电池取出来,防止有些电池漏液而损坏机件。

(6) 快门、自拍机、计数器和反光镜必须释放复位,有内测光装置的相机还应把镜头光圈开到最大位置。

怎样清洁镜头

数码相机大多无法安装保护滤镜,或者安装非常不便。平时在拍摄时镜头裸露在外面很容易一不小心就弄上点灰尘、按上一个手印或留下点唾沫什么的。虽说镜头表面的指印灰尘、水渍对于成像并无太大影响。只要不让强烈的阳光直射到镜头上引起灰雾眩光就可以了。但是喜爱相机的你又怎能容忍心爱的相机镜头变成大花脸?不干净怎么办?擦呗!

镜头一般都有多层镀膜,一不小心就会把镀膜擦伤,镜片擦花。对镜头造成不可挽回的损失。我到底是擦还是不擦呢?我的经验是镜头总是越擦越糟,而不是越擦越好,不要指望可以把镜头恢复到刚出厂时崭新模样。所以建议不到万不得已不要擦拭镜头。开擦之前先得准备一些工具。常规相机有镜头水、镜头纸(或者湿镜头纸)、镜头布(或麂皮)、吹气球、脱脂棉。好,下面开始动手。

先用吹气球吹去灰尘,个别吹不走的用镜头纸小心剔去,一定要小心,不要用力。取少许脱脂棉,沾镜头水,湿一点好,小心粘去仍在镜头上的灰尘、污渍。这个过程不可硬来,否则易损伤镜头。在确保表面无可见的灰尘颗粒后,可以大面积擦拭。

先准备较小的棉花球(用湿镜头纸也可)若干,压遍成饼状,大小以镜面三分之一为宜。再准备大棉花球若干,也压遍成饼状,大小以镜面三分之二至四分之三为宜,尽量不要让棉纤维暴露工作面上。用小棉花球沾镜头水,干一点好,由中心以螺旋状擦拭镜面,不要走回头路。然后,趁镜头水未干时,用大棉花球以同样方式轻擦镜面。若一次效果不满意,可以在来一次,但用过的棉花球就不要再用了。千万注意不要让镜头水直接接触镜头表面,一定要用镜头纸,否则可能会损伤镜头的镀膜或者镜头水沿镜片边缘渗入镜头内,造成镜片起雾,甚至脱胶。

如果没有镜头水怎么办?没关系,可以用朝镜头表面哈气来代替。但是得注意:哈气时不要厥着嘴,应该张大嘴巴,轻轻哈气,这样才不会喷出唾沫。我们只要在镜头表面产生一层薄雾就行了。如果镜头是由塑料镜片组成的,那最好还是不要用镜头水,也不要用酒精加乙醚的混合液来清洁镜头。一定要擦还是用哈气的办法。但是,无论如何小心擦拭,对镜面镀膜总是有损害的,所以不到万不得已决不要擦拭镜头。

相机维护

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1.使用时特别注意握紧相机,最好把相机带套在手腕或脖子上,以免相机从手中脱落掉在地上摔坏,也要防止其它强烈震动使其性能受到影响。

2.防止较长时间对着强烈日光或其它强光源拍照。虽然CCD和CMOS比较耐强光和高温,但仍需注意防止灼伤或受损。特殊情况下,无法避开强烈日光或强光源时,要尽量缩短拍照时间。

3.远离强磁场和强电场。强磁场或强电场会影响数码相机中电路的正常工作,甚至造成故障。所以不要把数码相机随手放在电视机、音响、电磁灶等有强磁场和强电场的电器设备上。

4.防水防潮。在高温高湿的环境中使用,镜头容易发霉、电路易出故障。如果在潮湿环境中使用后或不慎相机被雨淋湿,要及时凉干或吹干。

5.防烟避尘。不可在烟、尘很大的地方使用。迫不得已在此环境在中使用后应及时清洁处理。拍照间隙应及时盖上镜头盖。

拍摄须知

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01、经常重设相机设置

有时候你看到了可以成为一张好的照片的场景,却却因为相机感光度和饱和度还停留在上一张照片拍摄的数值从而错失机会更让人沮丧的了。避免这一情况的发生要依靠检查和重置。关于你相机的设置都需要在拍摄完一张照片后更换,从而将每一次拍摄最佳照片的机会,留给下一次的拍摄。

02、记忆卡须删除时应选择格式

格式化你的记忆卡是将它的所有数据擦掉,从而重新记录任何有关相机的信息。而删除你的图片则不是。因此,永远记得格式化你的记忆卡,从而将数据资料损坏的风险降到最低。

03 经常更新相机固件

固件是在相机内传输图像、设置全机参数甚至是决定哪些功能是使用者可以操作的软件。要时常查阅你的机器制造商的网站,确保你的单反相机的固件是最先进的。

04 保持相机电池满电

不要总是假设相机的电池是充满电的,要确认它是充满电的。在出行前给电池充电,从而保证电池能量充足。有时,最好配一块备用电池,。

05设置合理的图片分辨率

大多数时候,不论被摄物是什么,都使用相机提供的最大图片分辨率进行拍摄。有的时候,降低图片分辨率不仅可以使记忆卡拍取更多的图片,还能增加拍摄速度及出图效果。

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