相机成像

人眼是如何工作的？

在讨论模拟和数码相机成像之前，我们必须先讨论人眼成像。因为相机遵循的基本原理源于人眼的工作方式。

当光线照射到特定物体上时，它会在撞击物体后反射回来。光线通过眼睛的晶状体时会形成特定的角度，并在视网膜上形成图像，视网膜是眼球后壁。所形成的图像是倒立的。然后，大脑会解释这个图像，使我们能够理解事物。由于角度的形成，我们能够感知到所看到物体的的高低和深度。在透视变换教程中对此进行了更详细的解释。

如上图所示，当阳光照射到物体上（在本例中，物体是一张脸）时，它会被反射回来，不同的光线在通过晶状体时形成不同的角度，并在后壁上形成物体的倒立图像。图的最后一部分表示物体已经被大脑解释并重新正立。

现在让我们回到模拟和数码相机成像的讨论。

在模拟相机中，成像是由于用于成像的胶片上发生的化学反应。

模拟相机使用35毫米胶片。图中用35毫米胶片盒表示。该胶片涂有卤化银（一种化学物质）。

模拟相机使用35毫米胶片。图中用35毫米胶片盒表示。该胶片涂有卤化银（一种化学物质）。

光只不过是称为光子的小粒子。因此，当这些光子通过相机时，它们会与胶片上的卤化银粒子发生反应，从而产生银，也就是图像的负片。

为了更好地理解它，请看以下等式。

光子（光粒子）+ 卤化银 → 银 → 图像负片。

这仅仅是基础，尽管成像涉及许多其他关于光线在内部通过以及快门和快门速度以及光圈及其开启的概念，但现在我们将继续下一部分。虽然我们关于快门和光圈的教程中已经讨论了大多数这些概念。

在数码相机中，成像不是由于发生的化学反应，而是比这复杂一些。在数码相机中，使用CCD传感器阵列进行成像。

CCD代表电荷耦合器件。它是一种图像传感器，与其他传感器一样，它感知数值并将它们转换为电信号。在CCD的情况下，它感知图像并将其转换为电信号等。

这个CCD实际上呈阵列或矩形网格状。它就像一个矩阵，矩阵中的每个单元格都包含一个传感器，用于感知光子的强度。

与模拟相机一样，在数码相机中，当光线照射到物体上时，光线在撞击物体后反射回来，并允许进入相机内部。

CCD阵列的每个传感器本身都是一个模拟传感器。当光子撞击芯片时，它会被保存在每个光电传感器中作为一个小电荷。每个传感器的响应直接等于撞击在传感器表面的光或（光子）能量的数量。

由于我们已经将图像定义为二维信号，并且由于CCD阵列的二维形成，因此可以从该CCD阵列获得完整的图像。

它具有有限数量的传感器，这意味着它可以捕获的细节有限。此外，每个传感器只能对撞击在其上的每个光子粒子有一个值。

因此，计算并存储撞击（电流）的光子数量。为了准确测量这些，外部CMOS传感器也与CCD阵列连接。

CCD阵列中每个传感器的值指的是每个单独像素的值。传感器数量 = 像素数量。这也意味着每个传感器只能有一个且只有一个值。

CCD阵列存储的电荷一次一个像素地转换为电压。借助额外的电路，该电压被转换为数字信息，然后存储。

每个制造数码相机的公司都有自己的CCD传感器。包括索尼、三菱、尼康、三星、东芝、富士胶片、佳能等。

除了其他因素外，捕获的图像质量还取决于所用CCD阵列的类型和质量。

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