数码摄影初阶：数字摄影技术

随着时代的进步，人们希望有一种能够将正在转播的电视节目记录下来的设备。

1951年，宾·克罗司比实验室发明了录像机（VTR），这种机器可以将电视转播中的电流脉冲记录到磁带上。1956年，录像机开始大量生产，这标志着电子成像技术的产生。

1969年10月17日，美国贝尔实验室的科学家鲍尔和史密斯宣布发明了CCD（电荷耦合元件）。这项发明对现代数码相机的诞生和发展具有决定性的意义。

1975年，美国柯达应用电子研究中心的工程师制造出世界上第一台用磁带记录影像的数码相机。拍摄时使用16节电池，曝光时间为50 ms，记录一幅影像要23 s，每盒磁带可存储30张照片，质量达数千克。柯达第一台数码相机及其发明者赛尚如图1-20所示。

图1-20　柯达第一台数码相机及其发明者赛尚

1973年11月，日本电子巨头索尼公司正式开始“电子眼”CCD的研究工作，并于1981年推出了全球第一台不用感光胶片的电子相机——静态视频“马维卡（MABIKA）”相机。该相机使用了10 mm×12 mm的CCD薄片，分辨率为570×490（27.9万）像素，首次将光信号转变成电子信号传输。索尼“玛维卡（MABIKA）”数码相机如图1-21所示。

图1-21　索尼“玛维卡（MABIKA）”数码相机

1981年8月，索尼公司在一款电视摄像机中首次采用了CCD，将其用作直接将光信号转化为数字信号的传感器。目前索尼公司每年生产的CCD占据了全球50%的市场份额。

1984—1986年，松下、COPAL、富士、佳能、尼康等公司也纷纷开始了数码相机的研制工作，相继推出了自己的原型数码相机。

1986年，索尼公司发布了数码相机发展史上具有里程碑意义的第二款数码相机MYC-A7AF，第一次让数码相机具备了纯物理操作方法，能够在2 in盘片上记录静止图像，分辨率也达到了38万像素。

1987年，卡西欧公司首先在市场上发售了首台CMOS感光器件VS-101数码相机，尽管分辨率仅能达到28万像素，但这对于数码相机产业的发展具有非常重大的意义。

1988年，为了获得传统相机的拍摄效果，CCD像素的提升是最根本的解决途径。佳能公司推出了首台60万像素的机型RC-760。这台相机使用了2/3 in 60万像素的CCD，外观在今天来看略显呆板，却是当时最高像素的数码相机，其售价比一辆小汽车还贵。佳能RC-760相机如图1-22所示。

图1-22　佳能RC-760相机

1990年，柯达公司推出了DCS100数码相机，首次确立数码单反相机的业内标准。对于专业摄影师，新相机如果能继承他们熟悉的传统机身和操控模式，就能赢得大家的欢迎。为迎合这一心理，柯达公司的DCS100数码相机采用了在专业人士中有极高地位的尼康F3机身，除了对焦屏和卷片马达做了较大改动外，所有功能均与F3一样，并且兼容大部分尼康镜头，可谓考虑周详。

DCS100数码相机使用140万像素的20.5 mm×16.4 mm CCD，但限于没有内置存储器，只能连接一个笨重的外置存储单元（DSU）使用。DSU以电池作为驱动能源，内置200 MB存储器，可以存放150张未经压缩的RAW照片。当时这台相机的售价相当于今天的22.5万人民币。柯达DCS100相机如图1-23所示。

图1-23　柯达DCS100相机

1992年，柯达公司推出了DCS100后续机型DCS200，终于摆脱了笨重的外置存储单元DSU，存储器被安置在机身内部，使用和拍摄变得非常方便。

作为早期数码相机的代表厂商，柯达公司大力支持相机数码化发展。柯达公司董事会于1995年作出了全面发展数码科技的决策性决定，并且于1996年与尼康公司联合推出DCS-460和DCS-620X专业数码相机，与佳能公司合作推出DCS-420专业数码相机。这几款当时最高端的数码相机均采用了600万像素的感光元件，使柯达公司成为当时数码相机领域中的领军人物。DCS-460相机和DCS-620X相机如图1-24所示。(www.xing528.com)

图1-24　DCS-460相机和DCS-620X相机

此后数码相机的发展突飞猛进，以令人难以置信的速度发展。1995年数码相机的像素为41万，1996年数码相机的像素就达到了81万。1996年数码相机的全球销量创造了历史纪录，达到了50万台。

1999年6月，在期盼多年之后，尼康公司终于推出首台自行研发的专业数码单反相机——尼康D1相机，并凭借远低于柯达DCS系列相机的售价，开创了数码单反相机民用化的新时代。这款数码单反相机是在F5传统机身上经过改装完成的，因而依然保持着极具魅力的顶级相机的专业气质。尼康D1相机内置274万像素CCD，ISO感光度范围为200～1 600，采用CF卡/IBM微硬盘作为存储介质，支持的文件格式包括JPEG、TIFF、RAW三种，但售价昂贵，高达5 580美元。尼康D1相机如图1-25所示。

图1-25　尼康D1相机

2000年5月，佳能公司推出全新数码单反相机EOS D30，首次使用CMOS代替CCD，在画质、成像方面获得了全面进步，在市场上取得了巨大成功。佳能EOS D30相机如图1-26所示。

图1-26　佳能EOS D30相机

2001年，日本著名老牌光学厂商京瓷公司发布了世界上第一款全幅数码单反相机——康泰时N DIGITAL相机，可惜市场前景不乐观，最后惨淡收场。康泰时N DIGITAL相机如图1-27所示。

图1-27　康泰时N DIGITAL相机

2001年9月，为了在如火如荼的竞争中超越尼康D1相机所创造的神话，佳能公司正式推出了专门适用于体育运动等高速摄影的EOS 1D相机，从而在连拍速度、对焦精度等技术指标上全面超越了尼康D1相机，成为专业数码相机领域的一代传奇。

佳能EOS 1D相机拥有400万像素的分辨率，ISO感光度范围为100～1 600，也采用CF卡/IBM微硬盘作为存储介质，售价在7 000美元左右。

这款机型使众多观望中的专业摄影师认识到数码单反相机的无穷魅力，纷纷开始抛弃传统胶片相机，转而使用数码相机，同时佳能EOS 1D相机的推出为众多国际专业体育比赛提供了优质的器材保障，这为今后佳能确立专业数码单反相机的领军地位奠定了强大的技术基础。佳能EOS 1D Mark Ⅱ相机如图1-28所示。

图1-28　佳能EOS 1D Mark Ⅱ相机

2003年12月，奥林巴斯公司联合柯达、富士两家公司共同研发、发布了采用“4/3系统”的E-1相机，并且统一制定了感光元件的尺寸、感光元件与镜头之间的距离以及镜头卡口的直径。今后凡是采用这一标准的数码相机都能做到相互兼容，首次打破了相机领域长期以来互不兼容的局面。

E-1相机作为奥林巴斯公司推出的第一款带超声波除尘技术的专业级数码单反相机，采用了500万像素CCD，ISO感光度范围为100～800，使用CF卡作为存储介质，支持JPEG、RAW、TIFF文件格式。E-1相机的机身具备防水、防尘功能，能在极其苛刻的条件下正常工作，受到了很多户外摄影师的推崇，但其在发布之初的售价高达16 000元人民币，成为其销售的瓶颈。奥林巴斯E-1相机如图1-29所示。

图1-29　奥林巴斯E-1相机

从此，各大厂商完成了数码相机的市场布局，并使之全面进入了消费者的视线，成为人们生活中的流行时尚之一。