相机基础知识解读

相机基础知识全解析：从入门到精通

1.前言

摄影不仅是一门记录生活的艺术，更是科技与创意碰撞的结晶。从最初的黑白胶片机到如今功能强大的数码相机，技术的不断革新为我们带来了无限可能。了解相机的基本构造和工作原理，是每一位摄影爱好者迈向专业的重要第一步。本文从多个层面全盘解读相机基础知识，帮助大家理解设备参数背后的原理和创作过程中如何灵活应用。（感谢ChatGPT和Deepseek的总结以及前人已有的总结）

2.分类与认识

2.1 相机分类

• 单反相机（DSLR）：

  单镜头反光式照相机，这个单镜头是相对于双反来讲的，单反的这一个镜头既用来取景也用来成像。利用反光镜系统实现取景成像，具体来讲就是取景时，通过镜头入射的光线射到反光板上，然后被反光板反射到五棱镜上，再经过五棱镜的折射后，被拍摄者通过光学取景器观测到。按下快门曝光成像的时候，反光板抬起，光线直接射到感光元件上完成曝光成像。曝光结束反光板放下。具备快速响应和更强的手动操作能力，适合专业摄影师和严肃爱好者。现在逐渐被微单淘汰。

• 无反相机（Mirrorless）：

  取消反光镜设计，直接用电子取景，好处就是没有反光板开闭带来的机震，体积更小、重量轻，同时保留了大部分单反相机的性能，单反有的他都有，近年来比较流行。

• 便携式数码相机（DC）：

  就傻瓜相机，不能换镜头，操作简单、携带方便，适合普通人的日常记录和旅行摄影。 这个时候就要提一嘴这个范畴里面的CCD了，这个玩意儿就是把普通相机的CMOS（一种图像传感器）换成CCD。不作评价，想买就买，但是出自于我个人的角度来看，CCD相机可以和泡泡玛特什么的莫名其妙的潮物坐一桌。具体可以看参考里面知乎大佬的介绍。

• 手机相机：

  略。

2.2 感光元件种类

感光元件是相机的心脏，其性能直接影响图像质量。主要有两种类型：

• CCD（电荷耦合器件）：

  电荷耦合器件（charge coupled device）的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转 移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化。光电效应能使此种元件表面产生电荷，从而组成数位影像。 成像效果细腻、色彩还原度高，但制造成本较高、能耗较大，实际上已经被CMOS所超越，逐渐淡出大众视野，但是最近有 风潮又给他炒起来了。

• CMOS（互补金属氧化物半导体）：

  成本相对低、功耗较小，目前大部分主流相机采用此技术，同时技术进步也使得其画质不断提 升。

感光元件的尺寸（画幅）越大（如全画幅、APS-C），往往能够捕捉更多光线，从而在弱光环境下表现更优，同时动态范围和噪点控制也相对更好。

2.3 画幅分类

• 全画幅（Full Frame）：

  尺寸与传统35mm胶片一致（约36×24mm），成像素质顶尖，弱光噪点少、动态范围广、景深控制灵活，是专业摄影和高端视频拍摄的首选。缺点是机身和镜头体积较大，价格较高。

• 半画幅（APS-C/残幅）：

  尺寸约为全画幅的一半（约23.6×15.7mm），因成本低、体积轻便，广泛用于入门级单反/无反相机。需注意镜头焦距需乘以转换系数（如1.5倍或1.6倍），适合日常拍摄、旅行及爱好者创作。画质弱于全画幅，但性价比突出。

• 中画幅（Medium Format）：

  尺寸远超全画幅（如44×33mm或更大），拥有极致的分辨率、色彩深度与 动态范围，专为商业广告、高端人像及艺术摄影设计。传统中画幅相机笨重昂贵，近年逐步向便携化发展（如富士GFX系列）。

• M4/3画幅（Micro Four Thirds）：

  尺寸约17.3×13mm，主打轻量化设计，机身和镜头体积小巧，适合视频拍摄、Vlog和户外机动需求（如无人机、运动相机）。画质弱于全画幅和APS-C，但视频性能优化较好。

• 1英寸及以下（如1英寸、1/1.8"）：

  常见于卡片机、运动相机和智能手机，体积极致紧凑，但感光能力有限，依赖算法（多帧合成、AI降噪）提升画质。适合日常随手记录或社交媒体分享。

2.4 镜头与成像系统

主要关注以下几个参数：

• 焦距：
  焦距决定了视角和画面压缩效果。广角镜头适合风光、街拍；长焦镜头则常用于人像、野生动物摄影。

• 光圈：
  光圈大小决定进光量和景深效果，常用的表述为f/值。较小的f值表示大光圈，能在弱光环境下获得更好的效果，同时创造柔美背景虚化。

• 防抖技术：
  一些镜头或相机内置防抖功能，能够在低速快门情况下减小手抖影响，适用于室内或夜景拍摄。

2.5 认识按键

用相机还是要先明白都有什么按键的），下面的是从一篇小黑盒的帖子转来的，详细的图片就不搬运了，具体可以看原文：

• 【实用知识】关于相机的科普知识 - 小黑盒

• 基础控制区

  • 电源开关：通常标记为 ON/OFF，部分相机集成在模式拨盘上。
  • 快门按钮：半按对焦，全按拍摄（听到“滴”声表示对焦完成）。
  • 模式拨盘：选择拍摄模式，如 AUTO（全自动）、P（程序自动）、S/Tv（快门优先）、A/Av（光圈优先）、M（全手动）。
  • 热靴接口：顶部金属槽，用于外接闪光灯或麦克风。

• 功能快捷键

  • ISO键：快速调整感光度（数值越高画面越亮，但噪点越多）。
  • 曝光补偿键（±）：在自动模式下增减画面亮度（白加黑减原则）。
  • AF/MF切换键：切换自动对焦（AF）与手动对焦（MF）。
  • Q/Menu键：快速进入设置菜单或快捷操作界面。
  • 方向键/拨轮：调整参数或切换对焦点。

• 其他重要按键

  • INFO/DISP：切换屏幕显示信息（直方图、水平仪等）。
  • 删除键（垃圾桶图标）：删除照片或视频。
  • 回放键（▶️图标）：查看已拍摄内容。

2.6 认识界面与参数

通过取景器或LCD屏幕，可以看到以下核心参数（不同机型显示略有差异）：

• ⚡️ 闪光灯状态
• 📷+数字 剩余可拍摄张数
• 1/125 快门速度（分母越大，快门越快）
• F5.6 光圈值（数值越小，光圈越大，背景虚化越强）
• ISO 100 感光度
• ◼️▪️▪️▪️ 曝光标尺（指针居中时曝光正常）
• AFS 单次自动对焦
• ⭕️●⭕️ 对焦点位置

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3.曝光三要素

3.1 光圈（Aperture）

光圈不仅影响进光量，还控制着景深：

• 大光圈（小f值）：
  允许更多光线进入，适合低光环境；同时能产生浅景深效果，使主体清晰而背景虚化。

• 小光圈（大f值）：
  进光量减少，但景深增大，适用于风光或需要细节全景均衡的场景。

3.2 快门速度（Shutter Speed）

• 低速快门：

  曝光时间长，适合夜景、流水或者光轨拍摄，但需要三脚架支撑以防止模糊。

• 高速快门：

  冻结运动效果，适合体育、野生动物等快速移动的物体，但可能导致曝光不足，拍出来一坨黑乎乎的东西。

创意拍摄中，通过故意使用慢快门可以达到“运动模糊”效果，增加画面的动态韵律；在拍星轨的时候又是另外的路子，设置间隔多长时间拍一张，然后后期合成。

3.3 ISO感光度

• 低ISO值：

  噪点较少，画质好，适合光线充足场景。

• 高ISO值：

  增加感光能力，适合低光环境，但噪点多。

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4.相机测光与曝光补偿

4.1 测光模式

• 点测光：

  只测量画面中一个小区域，适用于希望突出表现主体的场景。

• 中央重点测光：

  以画面中央为主，兼顾周边光线，适合大多数常规拍摄。

• 矩阵/评价测光：

  分析整幅画面的光线，通过算法计算出最佳曝光值，适合一般场景使用。

• 局部测光：

  对中央部分进行测光。当被摄主体位于局部位置，所占比不大且与背景反差大时用他。

4.2 曝光补偿

在自动模式下，摄像机有时无法准确捕捉复杂光线，此时可以利用曝光补偿功能：

• 正补偿：
  增加曝光量，用于暗部细节不足时。

• 负补偿：
  减少曝光量，避免高光区域过曝，保留更多细节。

理解这些设定，有助于在复杂光线环境中灵活应对，获得更准确的曝光效果。

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5.摄影模式

• M模式（全手动模式）：

  完全手动控制光圈、快门速度和ISO，需自行平衡曝光三角参数。适合经验丰富的摄影师应对复杂光线（如夜景、棚拍）或追求精准创作（如长曝光、星空摄影），但对操作要求高，需实时观察曝光标尺。反正不用他照样拍就行，没有必要硬要上，玩的开心就好。

• P模式（程序自动模式）：

  相机自动设定光圈和快门速度，比A档稍微多一点东西能手动。

• Av/A模式（光圈优先模式）：

  手动设定光圈值，相机自动匹配快门速度。通过控制光圈调整景深（如大光圈虚化背景、小光圈扩展景深），适合人像、风光、静物等需突出画面层次感的题材。

• Tv/S模式（快门优先模式）：

  手动设定快门速度，相机自动匹配光圈值。通过控制快门速度冻结动态（高速快门）或营造动感模糊（低速快门），适合运动、车流、流水等场景。

• Auto模式（全自动模式）：

  相机完全接管所有参数（包括闪光灯），用户仅需构图和按下快门。适合紧急抓拍或纯新手入门，但创作自由度极低，易受算法误判影响。

• B门模式（Bulb Mode）：

  手动控制快门开启时间（按下快门开始曝光，松开结束），适用于超长曝光（如星轨、光绘、烟花）。需搭配三脚架和快门线，避免机身抖动。

• 场景模式（如人像、风景、夜景）：

  相机根据预设场景优化参数组合（如人像模式自动开大光圈、夜景模式提升ISO），适合特定题材快速拍摄，但灵活性弱于半自动模式（P/Av/Tv）。

模式本质是“参数控制权”的分配，从Auto到M模式，用户逐步接管更多参数控制权，代价是操作复杂度提升，但创作空间同步扩大。

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6.白平衡与色彩管理

白平衡的基本概念是:“不管在任何光源下，都能将白色物体还原为白色”能在不同色温的光线下尽量的还原白色为白色。

一般情况下用自动白平衡即可。光线复杂时或对照片色调有特定效果需求时，可以通过设置不同的K值影响色调。比如偏暖或偏冷的色调选择。

• K值数字越小→越蓝（冷色调）→ 适合拍雪景、冰雕；
• K值数字越大→越黄（暖色调）→ 适合咖啡馆、烛光晚餐。 ### 6.1 白平衡基础

白平衡主要用于校正不同光源下的色温差异：

• 自动白平衡（AWB）：

  相机会根据环境自动判断色温，但在复杂光源下可能出现偏色。

• 手动设置：

  根据现场光源（如日光、钨丝灯、荧光灯等）进行手动调节，确保画面色彩准确。

实际上这个玩意没必要，直接拍RAW甩给后期修就是了。

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7.对焦系统与焦点控制

1. 手动对焦（MF）：自己拧

• 啥时候用：

  • 拍微距（比如小虫子、花瓣细节）；
  • 晚上拍星星或者光线特别暗；
  • 自动对焦总对不上（比如拍笼子里的动物、隔着玻璃）。

• 缺点：慢，得自己拧镜头环，新手容易手抖糊片。

2. 单次自动对焦（AF-S）：半按快门对焦一次，适合不动的东西。

• 啥时候用：

  • 拍风景、证件照、静物摆拍；
  • 先对焦再平移构图（比如先对焦人脸，再把人物放画面左边）。
  • 不是很适合拿来拍跑来跑去的小孩、宠物、体育比赛。

3. 连续自动对焦（AF-C）：选好模式按住连拍，抓拍会动的东西。

• 啥时候用：

  • 半按快门时焦点会跟着主体移动（比如拍跑步的人、飞鸟、汽车）；
  • 连拍好用。

• 注意：背景太乱可能跟丢焦点，尽量选干净背景。

4. 全自动对焦（AF-A）：会自己切换AF-S/AF-C（比如先对焦静止的人，突然他开始跑步，焦点自动跟上）。

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8.保存格式与色彩空间

• RAW格式： 未经压缩的原始数据文件（类似底片），完整记录感光元件捕捉的全部信息（包括未处理的色彩、动态范围和细节）。

  • 优势：

    • 保留最大后期调整空间（可无损修正曝光、白平衡、色彩偏差等）；
      
    • 高动态范围减少高光过曝或暗部死黑风险；
      
    • 适合专业摄影、商业拍摄或需精细修图的场景。

  • 缺点：

    • 文件体积大，存储和传输成本高；
      
    • 需专用软件（如Lightroom、Capture One）处理，无法直接分享；
      
    • 直出效果较平淡，依赖后期技术。

• JPEG格式： 经过相机机内压缩处理的图像文件，直接生成可分享的成品图。

  • 优势：

    • 文件体积小，兼容性强（手机、电脑无需解码）；
      
    • 机内算法优化直出色彩（如人像肤色、风光饱和度）；
      
    • 适合快速出片、社交媒体分享或非专业需求。

  • 缺点：

    • 压缩损失细节，动态范围和色彩信息不可逆；
      
    • 后期调整空间极小（易出现色阶断裂或噪点）。

反正拍照就是RAW就是了，JPEG是你后面修完输出的。色彩空间的话直接上sRGB。具体色彩空间和显示器那篇的色域有点像，可以去看看

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【参考资料】
销声匿迹十多年的 CCD 相机为什么又火起来了，真的值得购买吗？ - 知乎 https://www.zhihu.com/tardis/zm/art/98369864?source_id=1005 https://zhuanlan.zhihu.com/p/93835471 https://www.zhihu.com/tardis/bd/art/397181356 https://www.xiaoheihe.cn/app/bbs/link/148750337