摄影术语及其概念

第三节　摄影术语及其概念

2.3.1像素

像素（Pixel）：在数码摄影中，“图像”可以被理解为由许多个不同颜色的小点所构成的、排列整齐的“矩阵”，这些组成图像的最小单元就是“像素”。像素一般有两种含义：数码照相机的像素和数码图像的像素。数码照相机的像素也被称为CCD（或者CMOS）解析度，一般指集成于数码照相机内CCD上的电子光敏元件的集成数量。比如，数码照相机的像素总量越多，所记录的图像精度也就越高。这是因为在通常情况下，数码照相机的像素都可以对应于图像上的一个显示点，一幅画面就是由这样的一个个显示点构成的矩阵，矩阵中的点越多画面精度越高.如图2.3.1是将叶子的局部放大了2400倍，让我们清楚地看到马赛克色块。

图2.3.1　数码照片是由许许多多个方块矩阵组成的点阵图

正因为如此，我们通常以数码照相机所具备的像素总量来评价该照相机的最高清晰度。比如，200万像素的数码照相机的成像精度要比100万像素的照相机高一倍。集成于CCD上的像素数量是该照相机的实际像素量，即代表着照相机的实际清晰度，可是有不少照相机采用了插值计算的方式，即在原始的实际像素点之间再通过软件计算以后生成新的像素点。这可以使最终的图像产生出比照相机实际CCD像素数量要多得多的像素数量。这种采用插值计算而增加像素的图像，虽然能够在一定程度上令画面看起来更加悦目，但提高是十分有限的，因为它不代表数码照相机的实际清晰度。

2.3.2图像文件

图像文件：这里的文件含义不同于传统的纸张上的文字内容，而是指构成图像的数据单元的集合体。在计算机里，所有的图像或者文字内容，都被视为以数据形式存在的“文件”，图像也不例外。表示图像文件的计量单位除了长宽尺寸之外，更重要的是像素量。因而一幅小尺寸但是高精度的图像文件，可能会比一幅大尺寸低精度的图像文件更为清晰，并占据更大的存储空间。

2.3.3图像文件的存储格式

数码图像文件的格式是组成图像文件的内部数据的结构和计算形式。目前数码图像的文件格式有许多种，主要是为了适合于各种不同用途的图像，以及相应的图像处理软件的需要，它们之间是不能互相通用的，必须通过专业的图像处理软件进行转化，但大多数的图像处理软件可以处理多种不同格式的数码图像。目前在数码摄影中常用的图像文件格式有：TIFF、JPEG、PCD、GIF、BMP、RAW等（详见本书3.2.2章节）。

2.3.4分辨率（dpi）

分辨率：要理解数码摄影中的分辨率含义并不容易，这不同于传统摄影里的镜头成像分辨率。数码摄影中的分辨率（Resolution）有时候也称为解析度，或者精度。它包含了这几个概念：设备分辨率（Device Resolution）、网屏分辨率（Screen Resolution）、图像分辨率（Image Resolution）。

设备分辨率又称输出、输入精度，指的是各类数码输出输入设备在每英寸上所产生的点数，这种分辨率通过DPI这个单位量来衡量，如各种显示器、打印机、绘图仪和扫描仪等设备的精度。一般电脑显示器的分辨率在60至120 DPI之间，而打印设备的分辨率则在180至1440 DPI之间。

网屏分辨率又称网屏频率，多用在印刷领域之中。这一分辨率一般以每英寸有多少行数来标定，单位量是RPI或者LPI。如果所拍摄或者制作的数码图像最终需要交付印刷，就必须理解DPI和RPI或者LPI之间的换算关系。LPI真正的含义是每英寸排列有多少根网线。

图像分辨率指的是数码图像中存储的信息量。这种分辨率有多种衡量方法，最典型的是以每英寸的像素数量来衡量的，即以PPL为单位。图像分辨率和图像尺寸一起决定了图像文件的大小和输出质量，该数值越大，图像文件所占用的存储空间也就越多。图像分辨率的比例关系影响着文件的大小，即文件大小与其图像分辨率的平方成正比关系。如果保持图像的尺寸不变，当将其图像分辨率提高一倍以后，则其文件增大为原来的4倍。在一般情况下PPL对应于DPI，两者之间可以直接互换使用。因此，现在也开始经常有采用DPI来表示图像的分辨率的现象，并且越来越普遍。

数码相机所拍摄到的图像被称为“位图”。分辨率是用于度量位图图像内数据多少的一个参数，即相机能够捕捉到单位面积中的细节度。当我们遇到一款数码相机的时候经常会看到类似“2304×1728、1600×1200、1027×768、640×480”这样的数字相乘的参数，这就是通常所说的分辨率。这两组数字分别代表横向和纵向方块的数量，如图2.3.2所示。

图2.3.2　数码相机分辨率与纵横像素对应表

传统胶片相机拍摄时的图片分辨率主要受镜头固有分辨率和胶片上感光颗粒细腻程度的制约。只要在拍摄时做到焦点准确、相机稳定、曝光准确、光比合适及后期加工符合技术要求，一般都可获得高分辨率，即得到具有高清晰度的照片。对数码相机来说，照片的分辨率在一定的指标范围内，并可由摄影者根据自己需要来调节。数码相机的分辨率用像素表示。相机像素越高，相对来说分辨率也越高，所以像素越高的相机就越能得到大幅面、高清晰度的图像。像素低、分辨率低的相机拍摄的图像如果勉强输出较大尺寸的照片，那么照片会变得模糊不清。所以，高质量的大画幅照片，只有通过高分辨率镜头配合高像素数码相机来获得。

数码相机的特点是高像素相机可拍摄小尺寸照片，而低像素相机则无法拍摄大尺寸照片。根据专家分析，传统35mm胶片的成像质量相当于600万像素到1000万像素单反数码相机所拍摄图像的质量，也就是说单反数码相机正在挑战、接近、超越传统胶片相机的成像质量。

2.3.5色彩模式

色彩模式（Color Mode）：色彩模式在数码摄影中也被称为“图像模式”，是指颜色显示图像的方式和规则。目前，在数码摄影中使用较多的图像模式有：位图模式、灰模式、RGB模式、CMYK模式等。

“位图模式”是仅用黑白两色描述图像的模式。

“灰模式”是八种以上深浅不同的灰色描述图像的模式，相当于传统的黑白照片的效果。

“RGB模式”是采用大红（R）、绿色（G）、蓝色（B）这三种颜色来描述图像的模式，多用于屏幕显示方式。RGB模式共有256³种色彩。数码相机中有两种RGB显示模式，分别为“sRGB”与“Adobe RGB”。这两种模式在色彩空间上略有差别。“Adobe RGB”的色彩空间略广于“sRGB”。

图2.3.3　使用不同色彩模式拍摄的照片

“CMYK模式”是采用青色（C）、品红（M）、黄色（Y）、黑色（K）这四种颜色来描述图像的模式，多用于打印输出和印刷分色的输出。CMYK色彩具有100⁴种颜色，明显少于RGB色彩，所以在色彩饱和度与色相上都有所欠缺，如图2.3.3所示。虽然大部分RGB色彩都可以转换为CMYK进行印刷输出，在这个过程中只发生较小的色彩偏差，但一些高饱和度、高亮度的RGB色彩，例如，荧光绿、荧光黄、宝蓝色、品红色在色彩模式转换时容易出错。

2.3.6色彩深度（如图2.3.4所示）

色彩深度：色彩深度一般用bit为单位，指数码照相机或者其他设备获取对象颜色的能力。同时，“bit”也是电脑的最小存储单位。越多的bit位数可以表现出越复杂的图像信息。如果是一幅使用灰度模式的8bit的图像，则其能够表现出2的8次方的深浅不同的颜色，即256种颜色。这已经超过了肉眼所能够识别出的全部灰阶。如果是一幅RGB模式、颜色深度为24bit的数码图像，那么，它的每种原色为8bit，即可以表现出8个深浅不同的层次颜色，当三种原色互相组合以后，就能够产生出2²⁴种颜色，即为1600万种色彩，这大约相当于肉眼所能够看见的全部色彩，因而也被称为真彩色。普通数码照相机的颜色深度一般为24bit，而一些专业型数码照相机的颜色深度可以达到36bit甚至42bit，超过了肉眼所能够看见的全部色彩，这使得图像输入电脑中进行处理时有更大的选择范围。

图2.3.4　相机上的颜色深度设置

2.3.7字节

字节：构成数码图像的最小的数字存储单位。用B（bit）为单位来进行表示。1个字节表示的就是8个二进位制数，以1B来表示，1024个字节为1KB，1024KB为1MB。在数码摄影中，通常用字节数来表示图像的存储容量单位。越多的字节数，可以表现越复杂的图像信息，但同时也占据越多的存储空间。对于数码摄影而言，了解字节的意义主要在于把握图像占据存储空间的大小以及估算图像的精度。

2.3.8菜单

菜单：菜单是指在数码照相机液晶屏上所显示出的操作指令选项集，这是一个多级构成的树形系统，可以通过主菜单逐级选择次一级菜单，最终直至所需要的操作指令。菜单指令式操作系统是传统照相机上绝对没有的东西，这就造成了全新的照相机使用概念。

2.3.9ISO感光度

感光度是指感光材料产生光化作用的能力，以规定基准密度的相应曝光量的倒数度量。在使用传统胶片相机时，我们可以因拍摄环境的亮度来选择使用不同感光度的胶片，例如一般情况下阴天环境可使用ISO200，电影院、舞台剧等黑暗的环境中需要使用ISO400的胶片。拍摄时，提升感光度会造成图像中的噪点随之增多，从而影响照片成像质量。数码相机也有类似的功能，通过调整感光器件的灵敏度或者合并感光点来实现，也就是说相机通过强行提高每个像素点的亮度和对比度或合并相邻的感光点来达到提升ISO的目的，其产生的结果与传统相机相近（如图2.3.5所示）。由此可见，当感光器件面积小时，数码相机提升ISO以后对画质的损失是很大的，例如使用卡片型便携式数码相机和胶片相机在相同ISO数值下拍摄，前者拍摄的图像质量往往不及后者，但多数的单反数码相机由于使用了较大的感光元件，CMOS感光面积相对较大，仍能获得很好的成像质量。许多单反相机在ISO800的情况下仍能保持高精度、高品质的成像效果。目前，已有部分专业数码单反相机可以达到ISO6400的感光度，这在胶片相机上是无法想象的。

图2.3.5　随着感光度的提升，图像中的“噪点”也相应增加

在传统摄影中，ISO的调整是通过更换不同感光速度的胶片来完成的。因为在照明度低的场合拍摄，一般需要使用高感光度的胶片；在亮度适中的场合，就需要使用中速或低速胶片。在拍摄过程中，频繁地更换胶片是一个非常麻烦的工作，所以许多胶片摄影师往往不得不因此而携带多个机身，从而可以使用各种感光度的胶卷以应付不同照明条件下拍摄的需要。现在的数码相机较好地解决了这个问题。数码相机在拍摄过程中，可随时根据需要来改变感光度，而且操作简单，只要在拍摄模式中将主菜单打开，选择“ISO”调节菜单即可。设定完成后，相机就会提高感光元件的灵敏度以实现相应的感光度，即使你关机后再打开，在同样的拍摄模式下，依旧保持该感光度设定，除非你做出新的选择。数码相机还配备了自动感光度设定，在这种模式下，相机将自动根据拍摄现场的亮度来进行相应的感光度调整以满足曝光的需要。

感光度的分类如下：

ISO50～200为低感光度。采用这一级别的感光度时，可以获得极为平滑、细腻的照片。只要条件许可，能够把照片拍清楚，就尽量使用低感光度。

ISO400～800属于中感光度。采用这一级别的感光度时，需要认真考虑这张照片的拍摄目的是什么和拍摄后需要输出多大的尺寸。因为中感光度的设定降低了手持相机拍摄的难度，提高了在低照度条件下拍摄的安全系数，使成功率提高，但相应“噪点”也会增多。

ISO1600以上是高感光度。使用这一级别的感光度拍摄时，对照片的内容记录往往比呈现一张清晰的照片重要得多。例如，在夜间拍摄野生动物的生态图像，严酷的光照环境迫使我们不得不通过提高感光度来获取照片。

图2.3.6　相机中高感光度模式下，“噪点”消减的设置

感光度对摄影的影响表现在两方面。其一是拍摄速度。更高的感光度能获得更快的快门速度，从而获得更为清晰的影像。其二是照片画质。越低的感光度带来更细腻的成像质量，而高感光度的画质则容易产生较多的噪点。现在有部分单反数码相机具有消减噪点的功能，如图2.3.6所示，但这种方式容易使得照片对被摄体细节的记录减少。

2.3.10反差

反差是指影像或者被摄对象的明暗对比度。在摄影中，反差的概念经常会被用于控制影像的层次以及选择曝光量。在胶片时代，影像的反差非常难以控制，因而只好通过选用不同反差的胶片来应付不同反差对象的拍摄。而在数码摄影中，影像的反差可以在一定程度上进行控制调节，所以容易得到更好的影像质量。

思考练习题

1.简述数码相机的成像原理。

2.简述镜头焦距与景深的关系。

3.简述感光度与影像“噪点”之间的关系。

4.简要说明摄影中“反差”的含义。