數碼相機成象原理及專業數碼相機的要求

傳統膠片的成象原理的基本過程是：涂有溴化銀晶體的感光層受光后結構變化產生潛影，通過化學方法顯影工藝

使潛影影象得到固定，其操作工藝復雜費時而且穩定性易受化學藥劑的溫度等諸多因素的影響。而數字相機將這一復

雜過程用電荷偶合器件CCD通過電子物理方式在一瞬間完成。CCD是表面按一定排列順序布滿硅點的芯片，每個硅點相

當于普通膠片中的溴化銀顆粒，不同的是CCD芯片點陣的分布是按BGB（紅、綠、藍）三個基色為一個象素單元整齊排

列的，不象溴化銀顆粒那樣雜亂無章。雖然CCD代替了膠片成象但它只是擔負光電轉換卻并不記錄影象，數碼相機的

工作程序為CCD光電轉換、數據微處理編碼器和存儲器三個步驟。因為CCD芯片點陣的每一個點相當于感光膠片上溴化

銀的顆粒，自然它就和膠片一樣，其組成CCD點陣的點的密度和面積越大成象質量就越高，但大面積密集組合的CCD陣

列制造成本非常昂貴技術難度也很高；經研究人們知道只要CCD能夠解析區分1600種以上的顏色時它的分辨率即遠遠

超過人眼所能分辨的顏色數量；實驗表明，膠片有捕獲所有顏色中非 常細微差別，CCD卻能夠準確重現這些具有細微

差別的顏色，因此CCD在彩色還原的準確度方面比膠片來的好。 

那么怎樣的CCD象素密度在什么數量級上就稱為專業級呢？我們看看下面的研究與計算結果：通常35毫米感光膠

片（這里指35mm電影膠片畫面的一格）的 zui高分辨率可達80線對/mm，zui小間距勻為15微米，考慮到膠片沖洗工藝中

對分辨率的損失影響，膠片的zui低分辨率能達到11-50線對/mm，其可分辨的zui小間距在20-90微米之間。對于35mm膠

片來說，分辨率達到30線對/mm時即被視為較高水平級，由此 推算出的總象素勻為311萬；但是CCD陣列的象素單元必

須是以RGB三基色為一個點才能模擬且真實還原自然界中的顏色,故在真正意義上的CCD點陣數量應該是推算數量311萬

象素的三倍，即不低于900萬象素才能真正達到35mm膠片的分辨率。但是研究結果表明，由于人眼分辨率的可欺騙性

使CCD在600萬象素時看上去已經與35mm膠片相當了，而且此時的TIF非壓縮格式的印刷級圖象的數據大小可達20M，可

用 300dpi輸出 250x180mm 的標準16K畫報頁基本上看得過去。因此目前數專業數碼相機的分辨率均以300萬象素

/RGB單元級為標準，即通常人們視分辨率稱法的三倍。當然，這僅是以35mm電影膠片一格畫面的面積（35mm電影膠片

一格畫面23.7x15.6mm約為1.1 平方英寸）為參考而定的。如果將CCD陣列面積擴大到 35mm膠片的兩倍，即與135攝影

膠卷的一格（約2英寸）面積相同且單位面積上的CCD點陣密度又不變的話，成象質量將*達到或超過膠片質量，當

然這時的造價也非常高了！另外，專業數碼相機還要求取景器為所見即所得的單鏡頭反射式，機身穩重可靠、可換鏡

頭及能夠接駁使用廠商生產的廣角、中焦和變焦等特殊鏡頭，這樣就解決了專業攝影師對作品影象因鏡頭解析力

和屈光度不好所而造成的影象畸變的憂慮。另外，專業數碼相機還要具備外接閃光燈的熱靴插槽、B門用快門線接駁

口、自拍及遙控拍攝等功能以滿足攝影師用光的創作要求。這里要說明的是，由于造價與成本的原因，數碼相機的

CCD不可能做到與135底片格同樣大小，因此在相當于135底片格一半的23.7x15.6mm面積上取景成象時，使用各機

身和鏡頭的專業數碼相機的實際成象大小應該增加了1.8到2倍，這對那些喜歡使用長焦距鏡頭的人來說是個福音了。

綜觀目前世界各大相機廠商的專業數碼相機我們發現，其形式與結構均以原先的光學專

業相機外形為框架，只是在原先底片的位置上加入了CCD晶片陣列板以及數碼相機應有的一切

裝置，使專業數碼相機的外觀與使用方法與傳統專業相機*相同，顯示出專業攝影領域的

嚴肅性與經典性。