从胶片到芯片

在当今世界，人们所做的大部分事情都能归结为获取信息，运用信息，传递信息，加工信息等等。过去，信息的处理过程是非数字化的，因此往往是落后的、高成本的、缓慢的，而数字技术可以把几乎任何信息都变成简单的0和1两个数字（即计算机的二进位制）的组合。由于数字化技术能高速、准确、廉价地对信息进行处理，所以它对信息的表达将超过人类有史以来创造的任何方式，并渗透到几乎人类生活的一切领域。

事实上，数字化设备正在悄悄地将我们包围。录音机被数字激光唱盘所代替；数字式手机使模拟式手机相形见绌；数码相机、数控机床、数字传输、数字广播、数字电视纷纷宣告诞生。近年来，数字技术的发展日新月异，数字技术的应用日益广泛，数字技术的进步正推动着全世界信息产业迅猛发展。而数码相机作为数字化生活的直接产物，也改变了传统的图像获取和传送方式，为人们的生活带来了一场新的革命，使有150年历史的传统照相机业受到了巨大的挑战。

数码相机也叫数字式相机，是光、机、电一体化的产品。它的工作原理与普通相机的工作方式是不一样的，而更像是一台扫描仪、复印机或是传真机。大多数的数码相机都使用一块特殊的光敏芯片，称为电荷耦合器件（CCD），它是数码相机的心脏。它的前面有一个数字格栅，由快门控制。快门打开后光通过红、绿、蓝三色滤镜，汇聚在CCD上，引起电流的变化，这种变化的电流信号反映了拍摄的人像或物体的颜色和亮度信息。CCD生成的数字图像被传送到相机的另一块内部芯片上，该芯片负责把图像转换成相机内部存储格式。比如JPEG格式，然后把生成的图像保存在内部存储器中。数码相机一般使用SRAM作为内部存储器，与其他RAM不同的是，即使关掉电源，保存在SRAM中的数据也不会丢失。对大多数相机来说，拍摄的整个处理过程大概需要几秒钟。它不是实时的，不能照完一张后紧接着就照另一张。目前大多数相机需要的处理时间大约是4～5秒。

目前供数码相机使用的光敏元件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷耦合）元件；另一种是新兴的CMOS（互补金属氧化物半导体）器件。在相同分辨率下，CMOS比CCD的价格便宜，但CMOS光敏器件产生的图像质量要低一些。目前市场上常见数码相机的成像器件是CCD（电荷耦合器件），CCD图像传感器，它用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。数字相机的CCD内含的晶体管数量越多，分辨率也越高。

与传统的相机相比，数码相机可以免去各种繁琐的中间步骤，直接提供可在Internet网上传送的图像文件，这正是其魅力所在。对传统的新闻或出版行业来说，数码相机可以免去冲洗、扫描、排版的复杂过程，而且其即时性可以对付传统胶片感光相机难以对付的场面。对家庭用户来说，数码相机可以在家用PC机上输出图像，也可以在大屏幕彩色电视机上输出图像，用打印机打印出图像完全改变了人们去冲洗店洗照片的传统作法。而且，数码相机可随意修理照片。对于不满意的图像，可马上删除重新拍摄，或者进行后期加工，如拼接、合成、变换背景、变形、重叠、黑白彩色转换、浮雕效果、油画效果、马赛克效果，甚至对拍虚了的影像也能进行清晰处理。

数码相机作为一种计算机输入设备，近年取得了长足的发展和进步。首先是由于技术及工艺的进步，现在作为计算机输入设备的数码相机主流机型分辨率一般已在百万像素级。其外观造形与传统相机几无差别。其次由于产量、销量的增加以及技术进步等因素，现在数码相机的价格也正以很快的速度下降。这些都促进了数码相机应用的普及，反过来又促使厂商在技术及工艺上作更大的投入，这种良性交互正在使得数码相机成为计算机应用的一个不可或缺的设备。

数字照相已经成了相机制造业的一个热点，目前世界上有几十家公司在从事研制和生产。数码相机不仅彻底改变了传统的摄影方式，而且还对传统相机的生存构成极大威胁。在这个领域中，首先“吃螃蟹”的多是一些老牌的计算机公司，如Apple公司、Epson公司、Agfa公司、Sony公司、Sega公司等。后来，传统相机制造公司柯达公司、富士公司、宝利来公司、理光公司、奥林巴斯公司和美能达公司等也开始向数字化方向转变，先后生产数码相机。我国老牌的相机生产厂家海鸥公司现在也开始生产数码相机，其中最低档的DC－33型售价还不到3000元，对普通家庭来说是可以接受的。

不过目前数码相机由于成像质量、价格和图像输出的限制，还不可能马上取代传统相机。基于胶片的相机其分辨率是无穷的，而数码相机的分辨率则是有限的。传统相机的卤化银胶片可以捕捉连续的色调和色彩，而数码相机的CCD元件在较暗或较亮的光线下会丢失部分细节，更重要的是，数码相机CCD元件所采集图像的像素远远小于传统相机所拍摄图像的像素。一般而言，传统35毫米胶片解析度为每英寸2500线，相当于1800万像素甚至更高，而目前数码相机使用的最好的CCD所能达到的像素还不足1000万。在现阶段，数码相机拍摄的照片，不论在影像的清晰度、质感、层次、色彩的饱和度等方面，都无法与传统相机拍摄的照片相媲美。因此，数码相机主要用于生成计算机能够处理的图像。如果你想拍几张高质量的照片，然后把它挂在办公室里，那你最好还是使用传统的基于胶片的相机。如果你想把照片插入到Web页面中，那就选用数码相机。

此外，价格是阻碍数码相机市场迅速发展的重要因素。数码相机的价格与传统相机相比仍然太高，而且它必须通过电脑、彩色打印机输出图象，总体价格更让人吃惊。若是打印一张五寸的照片，其打印纸便需2、3元；制作大幅数码照片的打印系统价格更是高达几十万元甚至上百万元。其次，数码相机市场刚刚起步，产品性能有待提高，必然涉及到售后服务的完善程度、相关产品的配套等问题；使用上的局限性和操作上的困难也增大了它与人们的距离；另外，产品的宣传活动及形式也是数码相机普及的关键一环。