数字相机

No.61实验室

近几年来，由于电子技术的飞速发展，计算机硬件及其外部设备新产品推出的周期越来越短，已经到了以月为计算单位的地步。轻便型数字相机首先作为计算机的外设推出，从其一面世就倍受人们关注。数字相机是对传统照相机的一场革命，虽然数字相机目前还有种种不足，轻便型的数字相机的成像质量和传统的135相机还稍有差距；专业级数字相机虽好，但其昂贵的价格又使一般摄影爱好者只能望其项背。但是数字相机正处在发展初期，其势头强劲前途无量，前景一片光明。

数字相机有许多优点是传统相机所不具备的。首先，数字相机不用胶片，也就没有胶片在制造和冲洗过程中的化学药品的污染问题，因而是符合环保要求的；其次，数字相机可以立即看到拍摄结果，若不满意可以马上删掉重新拍摄；再者，用数字相机在同一次拍摄中，每张照片可以分别使用不同的图像质量设置，还可以选择不同的分辨率和感光度设置。这些特点都是传统相机无法办到的，例如：不管你是按标定值，还是按增感的方式拍摄，每个胶卷只能使用同一种感光度来拍摄。不能其中某几张按标定感光度拍，另外几张按增感2倍拍；而对于数字相机来说，这是轻而易举的事。数字相机一般都有2种以上的分辨率设置，图像质量的存储方式也会有3、4种，不同的分辨率和图像质量设置将直接关系到照片的质量。下面我们就数字相机用不同的图像质量设置方式的实拍结果，分析图像质量设置对照片质量的影响。

拍摄使用富士公司1999年最新出品230万像素的轻便数字相机MX-2900 ZOOM（图1），该相机使用1/1.7英寸CCD，富士龙3倍变焦镜头7.4-22mm（相当于135相机35-105mm变焦镜头）。图2和图3为相机的顶部结构和模式选择盘详图，图4为相机左侧存储附件SmartMedia卡的插入位置。富士MX-2900数字相机可以使用两种分辨率：1800×1200，640×480，由于640×480的分辨率比较低，一般只用作视频输出，这里就不加讨论。以下仅讨论分辨率为1800×1200条件下，“ HI”（ 高）、“FINE”（ 精细）、“NORMAN”（ 标准）和“BASIC”（ 基本）四种图像质量设置的拍摄结果。图像质量设置为“HI”时，图像存储格式为TIFF未压缩格式；“FINE”为JPEG格式压缩比1/5；“NORMAN”为JPEG格式压缩比1/10；“BASIC”为JPEG格式压缩比1/20。TIFF和JPEG同为计算机图像文件的存储格式，并为大多数软件所支持。TIFF格式文件能完好地保存图像的数据，但是文件数据量庞大，占据大量的存储空间。TIFF格式也可以选用无损压缩LZW方式，以1/2的压缩比进行压缩，可以缩小一半的数据量；JPEG格式为有损压缩方式，压缩比越大图像文件也就越小，图像中数据丢失得也就越多，图像的损失也就越大。但是由于JPEG格式文件占据空间小，且图像质量仍有一定的保证，所以显得更加机动灵活，是最为常用的图像文件存储格式。

图5，使用富士MX-2900 ZOOM数字相机拍摄，富士DS—300热感调色打印机打印A5面幅照片。拍摄时图像质量设置为“FINE”，虽然采用了JPEG有损压缩格式（压缩比1/5），但是我们可以从照片中看出，照片成像良好，影调较为细腻，色彩还原良好。由此可以看出， JPEG格式存储的图像文件质量还是有保证的；另外，照片细节清晰、有良好的层次感，说明该相机镜头素质不错。

图6，富士MX-2900 ZOOM数字相机拍摄，富士DS—300热感调色打印机打印A5面幅。图像质量设置分别使用“HI”、“FINE”、“NORMAN”和“BASIC”四种格式各拍一张。经实际比较，A5的图幅用肉眼难分高低。

图7（a，b，c，d），上述照片分别在爱普生PHOTO1200打印机上，使用A4照片纸打印。照片实际打印面幅268×203mm，由于杂志页面所限，仅剪裁出照片的局部进行比较。照片与四种图像质量设置对应a为“HI”、b为“FINE”、c为“NORMAN”、d为“BASIC”。通过比较，我们可以看出：图像质量设置为“HI”时，菊花有更多的细节，露水珠轮廓明显，照片有较好的明锐度，但亮部的细节有损失。由b至d随着压缩比的增大，图像的细部损失加大，明锐度也随之降低。但是，b、c、d之间的差别并不十分明显。由此，可以看到压缩比对图像质量的影响。此外，还可以看出，在照片中菊花轮廓部位的色彩过渡有些“发毛”；照片的暗部可以看到“噪声”的影响，这些都是数字摄影技术（包括数字相机和打印机技术）的缺陷，也是数字摄影技术和传统摄影技术相比的一个明显差距。

图8（a，b，c，d），前述照片分别在爱普生PHOTO1200喷墨打印机上，使用A3照片纸打印。由于实际打印照片的尺寸已达452×320mm，也就是常说的18英寸照片，面幅已是大于A3的规定尺寸了。同样也只剪裁出相同的照片局部进行比较，照片和图像质量设置的对应关系同前。通过比较，我们可以看出：图7中阐述的图像质量设置对照片质量的影响，在这里看得更为明显了。

由上面的分析我们可以看出，数字相机采用不同的图像质量设置，所拍摄的照片是会有所差异的，对于一般的使用者来说，使用“FINE”图像质量设置就能达到满意的效果。使用“HI”设置图像文件太大，拍摄的张数也太少。使用 富士MX-2900 ZOOM数字相机，8MB存储卡仅能拍1张，而使用“FINE”设置便可拍到8张。另外，“HI”设置图片下载时间，也明显长于其他图像质量设置照片的下载时间。菊花的那张照片，“HI”设置图像文件达6.1MB，“FINE”设置图像文件仅355KB，相差17倍。因此，“HI”设置图像质量虽好，但在实际使用中仍有较大的局限性。

此次试拍菊花选择的拍摄环境条件是比较苛刻的，主体与背景之间光比很大，从最亮部位到最暗部位包含有很宽的亮度级谱。在这种环境中，使用传统相机和银盐胶片拍摄，彩色胶片的宽容度都不一定能将明暗各处细节准确地再现。图9为使用柯达E100VS胶卷同时拍摄的反转片，反转片层次丰富色彩饱和，虽然高光部位也有一定的损失，但还是要优于数字相机的拍摄结果。再说数字相机CCD感光的宽容度要低于摄影胶片，这样的测试，可以说给这台富士MX-2900数字相机出了一个不小的难题。但是从照片上你可以看到答案，还是基本令人满意的。如果在通常的光线条件下拍摄，如同图5，你就可以感到富士MX-2900数字相机的表现力还是满不错的。