數字相機

No.61實驗室

近幾年來，由于電子技術的飛速發展，計算機硬件及其外部設備新產品推出的周期越來越短，已經到了以月為計算單位的地步。輕便型數字相機首先作為計算機的外設推出，從其一面世就倍受人們關注。數字相機是對傳統照相機的一場革命，雖然數字相機目前還有種種不足，輕便型的數字相機的成像質量和傳統的135相機還稍有差距；專業級數字相機雖好，但其昂貴的價格又使一般攝影愛好者只能望其項背。但是數字相機正處在發展初期，其勢頭強勁前途無量，前景一片光明。

數字相機有許多優點是傳統相機所不具備的。首先，數字相機不用膠片，也就沒有膠片在制造和沖洗過程中的化學藥品的污染問題，因而是符合環保要求的；其次，數字相機可以立即看到拍攝結果，若不滿意可以馬上刪掉重新拍攝；再者，用數字相機在同一次拍攝中，每張照片可以分別使用不同的圖像質量設置，還可以選擇不同的分辨率和感光度設置。這些特點都是傳統相機無法辦到的，例如：不管你是按標定值，還是按增感的方式拍攝，每個膠卷只能使用同一種感光度來拍攝。不能其中某幾張按標定感光度拍，另外幾張按增感2倍拍；而對于數字相機來說，這是輕而易舉的事。數字相機一般都有2種以上的分辨率設置，圖像質量的存儲方式也會有3、4種，不同的分辨率和圖像質量設置將直接關系到照片的質量。下面我們就數字相機用不同的圖像質量設置方式的實拍結果，分析圖像質量設置對照片質量的影響。

拍攝使用富士公司1999年最新出品230萬像素的輕便數字相機MX-2900 ZOOM（圖1），該相機使用1/1.7英寸CCD，富士龍3倍變焦鏡頭7.4-22mm（相當于135相機35-105mm變焦鏡頭）。圖2和圖3為相機的頂部結構和模式選擇盤詳圖，圖4為相機左側存儲附件SmartMedia卡的插入位置。富士MX-2900數字相機可以使用兩種分辨率：1800×1200，640×480，由于640×480的分辨率比較低，一般只用作視頻輸出，這里就不加討論。以下僅討論分辨率為1800×1200條件下，“ HI”（ 高）、“FINE”（ 精細）、“NORMAN”（ 標準）和“BASIC”（ 基本）四種圖像質量設置的拍攝結果。圖像質量設置為“HI”時，圖像存儲格式為TIFF未壓縮格式；“FINE”為JPEG格式壓縮比1/5；“NORMAN”為JPEG格式壓縮比1/10；“BASIC”為JPEG格式壓縮比1/20。TIFF和JPEG同為計算機圖像文件的存儲格式，并為大多數軟件所支持。TIFF格式文件能完好地保存圖像的數據，但是文件數據量龐大，占據大量的存儲空間。TIFF格式也可以選用無損壓縮LZW方式，以1/2的壓縮比進行壓縮，可以縮小一半的數據量；JPEG格式為有損壓縮方式，壓縮比越大圖像文件也就越小，圖像中數據丟失得也就越多，圖像的損失也就越大。但是由于JPEG格式文件占據空間小，且圖像質量仍有一定的保證，所以顯得更加機動靈活，是最為常用的圖像文件存儲格式。

圖5，使用富士MX-2900 ZOOM數字相機拍攝，富士DS—300熱感調色打印機打印A5面幅照片。拍攝時圖像質量設置為“FINE”，雖然采用了JPEG有損壓縮格式（壓縮比1/5），但是我們可以從照片中看出，照片成像良好，影調較為細膩，色彩還原良好。由此可以看出， JPEG格式存儲的圖像文件質量還是有保證的；另外，照片細節清晰、有良好的層次感，說明該相機鏡頭素質不錯。

圖6，富士MX-2900 ZOOM數字相機拍攝，富士DS—300熱感調色打印機打印A5面幅。圖像質量設置分別使用“HI”、“FINE”、“NORMAN”和“BASIC”四種格式各拍一張。經實際比較，A5的圖幅用肉眼難分高低。

圖7（a，b，c，d），上述照片分別在愛普生PHOTO1200打印機上，使用A4照片紙打印。照片實際打印面幅268×203mm，由于雜志頁面所限，僅剪裁出照片的局部進行比較。照片與四種圖像質量設置對應a為“HI”、b為“FINE”、c為“NORMAN”、d為“BASIC”。通過比較，我們可以看出：圖像質量設置為“HI”時，菊花有更多的細節，露水珠輪廓明顯，照片有較好的明銳度，但亮部的細節有損失。由b至d隨著壓縮比的增大，圖像的細部損失加大，明銳度也隨之降低。但是，b、c、d之間的差別并不十分明顯。由此，可以看到壓縮比對圖像質量的影響。此外，還可以看出，在照片中菊花輪廓部位的色彩過渡有些“發毛”；照片的暗部可以看到“噪聲”的影響，這些都是數字攝影技術（包括數字相機和打印機技術）的缺陷，也是數字攝影技術和傳統攝影技術相比的一個明顯差距。

圖8（a，b，c，d），前述照片分別在愛普生PHOTO1200噴墨打印機上，使用A3照片紙打印。由于實際打印照片的尺寸已達452×320mm，也就是常說的18英寸照片，面幅已是大于A3的規定尺寸了。同樣也只剪裁出相同的照片局部進行比較，照片和圖像質量設置的對應關系同前。通過比較，我們可以看出：圖7中闡述的圖像質量設置對照片質量的影響，在這里看得更為明顯了。

由上面的分析我們可以看出，數字相機采用不同的圖像質量設置，所拍攝的照片是會有所差異的，對于一般的使用者來說，使用“FINE”圖像質量設置就能達到滿意的效果。使用“HI”設置圖像文件太大，拍攝的張數也太少。使用 富士MX-2900 ZOOM數字相機，8MB存儲卡僅能拍1張，而使用“FINE”設置便可拍到8張。另外，“HI”設置圖片下載時間，也明顯長于其他圖像質量設置照片的下載時間。菊花的那張照片，“HI”設置圖像文件達6.1MB，“FINE”設置圖像文件僅355KB，相差17倍。因此，“HI”設置圖像質量雖好，但在實際使用中仍有較大的局限性。

此次試拍菊花選擇的拍攝環境條件是比較苛刻的，主體與背景之間光比很大，從最亮部位到最暗部位包含有很寬的亮度級譜。在這種環境中，使用傳統相機和銀鹽膠片拍攝，彩色膠片的寬容度都不一定能將明暗各處細節準確地再現。圖9為使用柯達E100VS膠卷同時拍攝的反轉片，反轉片層次豐富色彩飽和，雖然高光部位也有一定的損失，但還是要優于數字相機的拍攝結果。再說數字相機CCD感光的寬容度要低于攝影膠片，這樣的測試，可以說給這臺富士MX-2900數字相機出了一個不小的難題。但是從照片上你可以看到答案，還是基本令人滿意的。如果在通常的光線條件下拍攝，如同圖5，你就可以感到富士MX-2900數字相機的表現力還是滿不錯的。