照相機是一個十分常見的電子產品，也是屬於比較貴的產品。為什麼它會比較貴呢，我們知道貴的東西無非就是因為稀有卻有需求，複雜且高成本。照相機就是屬於複雜且高成本的產品的重要代表，雖然它很複雜，但是瞭解它的基本原理還是可以的，下面筆者就簡單的介紹一下照相機的原理。

照相機的核心是鏡頭和感光元件，還有輔助的影象處理器，控制模組，儲存器等其他部分。

首先介紹鏡頭，現在鏡頭是一個複雜的光學系統，是照相機最緊密最值錢的部分，一個好的鏡頭的價格可以貴到令人咂舌，在鏡頭世界裡十萬也不是大的數字。為什麼他會那麼貴，答案是它足夠精密，不誇張的說如果把一個鏡頭比作青海湖，那麼高階的鏡頭上的凹凸只能允許幾釐米的級別的波動。如此精密的鏡片加工要求，還需要高階的玻璃材料，複雜的鏡片組合，精密的變焦機械結構。

但是傳統原始的照相機只有一個凸透鏡的鏡頭，它的確有用，而且原理簡單。

在物距大於兩被的焦距時，就會呈倒立縮小的實像，那麼如果我們把這個實像記錄下來（以前是膠捲，現在是電子感光元件），就實現照相了。那麼為什麼需要透過一個凸透鏡的鏡頭而不直接記錄能，首先感光元件要比實物小，如果不透過鏡頭，我們拍多大的東西，就需要多大的感光元件，這顯然不現實。那麼又為什麼要多片鏡片呢，一個原因是要變焦，傳統的方法是移動凸透鏡的鏡頭（透過一個可伸縮的暗室），但是這樣太不方便了，也不夠優雅，還不夠快（不能捕捉轉瞬既逝的美）於是使用多鏡片來實現變焦，更小的鏡片移動就可以實現更大的變焦。

折射

然後是消除色差，我們知道光會折射，而不同頻率（也就是顏色的光）的折射角不同，於是我們就可以想到一束白光（多種顏色的光混合變成白光）透過鏡片就有可能變成彩色光，這雖然很美，但是不被攝影接受，因為它會改變顏色，造成失真。接著是處理形變，如果不出來形變，那麼我們拍出來的物品就會，有的地方過分的，有的地方過分小，自然不是我們想要的。

現代的鏡頭透過計算機來設計，解決其中複雜的數學問題，我們就可以得到完美的鏡頭，然後我們就追求完美的感光元件（我們總是在追求完美）。

感光元件

感測器的顏色濾片陣列

現代的感光元件又分為ccd，和cmos他們都是積體電路的產品。我們知道感光元件就是記錄顏色資訊的，但是一個元件直接認出無數種顏色是不太可能的，於是我們用如圖的顏色濾片陣列讓感測器只要知道顏色的強度，就可以透過計算（相連的幾個紅黃藍構成最終的一個顏色，如70%紅，10%黃，20%藍加起來就是某一個顏色），濾片陣列之下就是單純的只分析顏色強度的元件的陣列，它產生的是一個模擬量，模擬量沒有辦法被儲存（要用無數位bit-一bit就是一個二進位制0或1）於是需要把它變成數字的有限值（也就意味著有損失，這也許就是為什麼那麼多人還是喜歡膠片照相機，因為它可以儲存模擬量，呈現未經加工的美）。將這樣的訊號再處理儲存起來（用儲存卡存下0/1的組合）這麼多的資訊沒有辦法一下就儲存下來，那麼就採用掃描的方式，一行一行，一列一列的儲存，這就為什麼我們不能一秒鐘照很多張照片了（當然還有處理的時延）所以傳說中的滿動作拍照能力就成為相機大廠們對比的一個要點了（秀肌肉），這樣拍照就基本完成了。

還有很有趣的零部件，如光圈：它控制進光的大小，一般在鏡頭中，如果環境暗，那麼我們就用大光圈，亮我們就用小光圈，我們的瞳孔其實就是一個光圈。還有快門：一個控制光能不能照到感光元件的物件，快門開啟，光照到感光元件上，影象就被記錄下來，而快門開啟的時間就是曝光度。他們組合起來，一個售價X的照相機就可以來打劫你的腰包了

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