試析影響數(shù)碼圖像質(zhì)量的因素

任意，古城

（四川省瀘州醫(yī)學(xué)院電教中心，四川 646000）

1 引言

作為紀(jì)實(shí)工具的攝影術(shù)，其首要追求是保證照片具有最優(yōu)秀的畫質(zhì)。因此，影友都希望自已拍攝的每一張數(shù)碼照片都具有最好的畫質(zhì)，最優(yōu)秀的色彩和影調(diào)表現(xiàn)。那么，影響我們拍攝出高畫質(zhì)照片的因素又有哪些呢？我們又應(yīng)該怎樣把握和控制好各種影響數(shù)碼照片質(zhì)量的因素呢？這些可能都是經(jīng)常困繞影友的主要攝影技術(shù)問題，本文就是嘗試回答這一問題。

影響數(shù)碼攝影成像質(zhì)量的因素有很多，但這些復(fù)雜的影響因素可歸納為硬件和技術(shù)兩個(gè)方面的問題，下面就分別作詳細(xì)的介紹。

2 硬件的影響

硬件對(duì)數(shù)碼照片畫質(zhì)的影響主要包括：鏡頭、感光元件、像素品質(zhì)和影像處理器等四個(gè)方面。

2.1 鏡頭

無論數(shù)碼還是傳統(tǒng)照相機(jī)，鏡頭質(zhì)量對(duì)像質(zhì)的影響都是很關(guān)鍵的因素，鏡頭在照相機(jī)的整體價(jià)格中占有很大的份量，著名鏡頭的價(jià)格甚至超過了機(jī)身。對(duì)于數(shù)碼照相機(jī)來講，像素越高，對(duì)鏡頭的解析力要求也越高。因?yàn)椋挥姓障鄼C(jī)鏡頭的分辨率超過CCD分辨率，才能最大限度地發(fā)揮CCD最高的分辨率。一般定焦鏡頭像質(zhì)最好，其次是變焦比較小的鏡頭質(zhì)量較好，最差的是大變焦比鏡頭。

2.2 感光元件

數(shù)碼照相機(jī)采用CCD或者CMOS進(jìn)行感光，拍攝圖像的像素?cái)?shù)量，取決于數(shù)碼相機(jī)內(nèi)CCD或者CMOS芯片上的光敏單元數(shù)量。理論上，光敏單元越多，拍攝到的影像就會(huì)越清晰。因此，數(shù)碼照相機(jī)的像素?cái)?shù)量（分辨率）就成為衡量數(shù)碼照相機(jī)質(zhì)量的一個(gè)重要的指標(biāo)。因?yàn)椋瑘D像中包含的像素越多，像質(zhì)越細(xì)膩，色彩越豐富，放大效果也越好。所以，分辨率常被消費(fèi)者視為選購(gòu)數(shù)碼照相機(jī)時(shí)的考核重點(diǎn)。

2.3 感光元件面積

不過，隨著數(shù)碼照相機(jī)感光原件制造技術(shù)的進(jìn)步，像素?cái)?shù)（分辨率）已逐步接近于傳統(tǒng)135底片，而長(zhǎng)期被人們忽視的單個(gè)像素品質(zhì)，開始被消費(fèi)者重視。因?yàn)椋瑪?shù)碼照相機(jī)感光元件的光敏單元尺寸（即單個(gè)像素的面積大小）對(duì)成像的影響是很大的。光敏單元的尺寸越大，感光元件接受的光線也就越多，感光度就越高，產(chǎn)生的信號(hào)噪音就越小，對(duì)高光和陰影部分的再現(xiàn)就會(huì)更優(yōu)異，對(duì)比度也更好。而在有限的感光元件面積上增加過多的光敏單元，會(huì)導(dǎo)致光敏單元面積過小，單元間距縮小，進(jìn)而帶來圖像信噪比降低、感光度降低等問題。

為此，只有增大感光元件面積，才能保證數(shù)碼相機(jī)在像素?cái)?shù)量不變的情況下，提高光敏單元的面積和增加光敏單元之間的間距，從而達(dá)到提高感光度和畫質(zhì)的目的。一般數(shù)碼相機(jī)在像素?cái)?shù)量相同的情況下（如都是1000萬像素），感光芯片的面積越大，圖像質(zhì)量越好。

2.4 影像處理器（DSP）

通過感光元件（CCD或CMOS）獲得的圖像數(shù)據(jù)不能直接保存至數(shù)碼照相機(jī)的存儲(chǔ)卡中，而這些數(shù)據(jù)還必須經(jīng)過一種電子芯片處理并組合 （運(yùn)算），并形成有一定格式的數(shù)據(jù)文件 （如：JPG、RAM、TILL等），而這種芯片被稱為“影像處理器”，或稱圖像處理器（DSP）。

影像處理器 （DSP）在數(shù)碼照相機(jī)中有多種功能，如提高CCD的感光范圍（即動(dòng)態(tài)范圍），校正白平衡，減少畫面的噪點(diǎn)，更快地處理圖像數(shù)據(jù)，處理過的圖像數(shù)據(jù)生成為具有一定格式的圖像文件等。高性能的圖像處理器還能減少電能消耗，提高電池使用的持久性。還可使開機(jī)時(shí)間、快門時(shí)滯明顯縮短，并直接影響圖像的最終質(zhì)量。

因此，感光芯片的分辨率和尺寸以及鏡頭質(zhì)量等，可以視為數(shù)碼相機(jī)畫質(zhì)等級(jí)的重要判定標(biāo)準(zhǔn)，但卻不是惟一的標(biāo)準(zhǔn)，影響數(shù)碼相機(jī)畫質(zhì)的還包括影像處理器（DSP）的處理速度及圖像數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理軟件等。

3 拍攝技術(shù)的影響

拍攝技術(shù)對(duì)數(shù)碼照片畫質(zhì)的影響主要包括：光照效果，曝光質(zhì)量，持機(jī)穩(wěn)定，調(diào)焦準(zhǔn)確，保存壓縮率和后期處理等因素。

3.1 拍攝光線

攝影術(shù)是依靠光線感光成像的，可以說沒有光就沒有攝影。而光線的強(qiáng)弱，主光與輔助光的運(yùn)用等都會(huì)對(duì)攝影圖像的質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響。如主光過弱則畫面反差弱，色彩平淡；輔助光弱或沒有，則主體暗部晦暗沒有層次。

3.2 曝光質(zhì)量

有良好的照明光線還不夠，如果我們?cè)谄毓鈺r(shí)由于測(cè)光不準(zhǔn)，可能造成畫面中主體曝光不足，則畫面會(huì)色彩晦暗，像質(zhì)粗糙；反之，如果曝光過度，則高亮部位沒有色彩和層次，畫面干澀質(zhì)感很差。

3.3 光圈與快門

照相機(jī)的光圈與快門是用于控制曝光量，但它們同時(shí)也可控制畫面的質(zhì)量，如主體清晰度和清晰范圍（即景深）。例如：光圈適當(dāng)縮小（用中級(jí)光圈）可擋住鏡頭邊緣，充分利用鏡頭中心成像最佳的光學(xué)部分，從而可提高像質(zhì)。此外，使用1/30秒以下快門速度時(shí)，手持相機(jī)就無法穩(wěn)定了。因此，要保證拍攝畫面清晰，必須將快門置于安全快門以上的速度。

3.4 持機(jī)穩(wěn)定

在按動(dòng)快門時(shí)，必須保持照相機(jī)穩(wěn)定不動(dòng)，才能拍出清晰的照片。要在按動(dòng)快門時(shí)保持相機(jī)穩(wěn)定，首先要有過硬的持機(jī)拍攝技術(shù)；在室內(nèi)、弱光下拍攝，為保證持機(jī)穩(wěn)定，應(yīng)開啟照相機(jī)的防震功能；在夜晚拍攝，或持超長(zhǎng)焦距鏡頭拍攝時(shí)還應(yīng)使用三角架來穩(wěn)固照相機(jī)或鏡頭。

3.5 調(diào)焦準(zhǔn)確

數(shù)碼相機(jī)都是自動(dòng)對(duì)焦，大多數(shù)情況下都能夠準(zhǔn)確調(diào)焦。但在一些特殊場(chǎng)合也可能調(diào)焦失誤，拍出不清晰的照片。如，透過玻璃等透明障礙物拍攝，或拍攝反差低弱的對(duì)象，或拍攝同埸光線暗弱時(shí)可能對(duì)焦不準(zhǔn)，造成焦距不清。這時(shí)可以用替代對(duì)焦法，或提高現(xiàn)埸光亮度等辦法解決。

3.6 感光度和白平衡

感光度和白平衡分別決定數(shù)碼相機(jī)的感光能力和光源的色彩平衡控制。因此，對(duì)圖像質(zhì)量有很大影響。如在暗弱光線下提高感光度拍攝可提高快門速度，保證畫面清晰，但在高感光度下拍攝的圖像噪點(diǎn)會(huì)大幅度增加，影響畫質(zhì)；而白平衡設(shè)置不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生畫面偏色，影響畫面色彩表現(xiàn)和影調(diào)質(zhì)量。

3.7 文件的大小

又稱圖像大小或圖像尺寸。可分為大、中、小三種分辨率，分別用L、S、W表示。數(shù)碼相機(jī)設(shè)置圖像尺寸大小的目的主要是為了限制圖像文件的容量大小，比如，圖像如果用于網(wǎng)上傳送或顯示，就可以使用最小的圖像尺寸（W）。

圖像大小設(shè)置多數(shù)出現(xiàn)在800萬像素以上數(shù)碼照相機(jī)中。數(shù)碼照相機(jī)拍攝時(shí)可以選擇CCD的全部像素拍攝（在L狀態(tài)時(shí)）；也可以只選擇部份像素?cái)?shù)拍攝（在M或S狀態(tài)時(shí)）。“圖像尺寸”大，則圖像文件量也大，放大倍率就高，但運(yùn)行速度慢；圖像尺寸小，則文件量也小，放大倍率低，但運(yùn)行速度快。

3.8 保存格式

數(shù)碼圖像質(zhì)量設(shè)置就是圖像格式的設(shè)置。數(shù)碼相機(jī)拍攝保存的圖像格式有不壓縮（RAW）和壓縮（JPG）兩類。例如：尼康D200數(shù)碼相機(jī)上的圖像質(zhì)量從高到低設(shè)置有RAW格式、JPG格式（又分為精細(xì)格式、普通格式和一般格式等），共四種質(zhì)量格式。作為專業(yè)攝影工作者，最好使用不壓縮 （RAW格式）或（RAW+JPG格式）。

3.9 后期處理

我們知道，專業(yè)數(shù)碼相機(jī)拍攝的數(shù)碼圖像都是未經(jīng)過處理（如RAW格式）或經(jīng)過簡(jiǎn)單處理（如JPG格式）的圖像，因此，圖像一般不能直接使用，都要進(jìn)行剪裁，色彩，對(duì)比度，銳化和降噪等調(diào)整，才能成為合格的，可供后期使用或輸出的圖片。而影友對(duì)數(shù)碼圖像的后期處理能力，將決定圖像的畫質(zhì)表現(xiàn)。從上所述可以看出，數(shù)碼照相機(jī)拍攝的圖像質(zhì)量不僅與鏡頭、感光芯片等硬件質(zhì)量有關(guān)，而且還與影友的拍攝技術(shù)緊密相關(guān)，如持機(jī)穩(wěn)定，曝光準(zhǔn)確等等。因此，不要認(rèn)為有了高擋相機(jī)就能拍攝優(yōu)秀照片；同時(shí)也不能認(rèn)為只要技術(shù)過硬，充分利用相機(jī)的最佳質(zhì)量設(shè)置，也能拍出優(yōu)秀的照片。器材是硬指標(biāo)，需要經(jīng)濟(jì)實(shí)力；而攝影技術(shù)需要在長(zhǎng)期的攝影實(shí)踐中磨練，并養(yǎng)成一絲不茍的工作作風(fēng)。