摄像头的工作方式

像一个胶片摄像头，通过镜头“看到”世界。在胶卷摄像机中，镜头专注于光从一幕到薄膜，并用对光有控制反应的化学物质处理。这样，相机胶片记录其前面的场景：它从场景的更明亮的部分中拾取了更多的光，并且从场景的较暗部分中获得了较低量的光。摄录机中的镜头也可以聚焦光线，但它没有将其聚焦在胶片上，而是将光照在一个小的半导体图像传感器。这个传感器，一个电荷耦合器件（CCD），用半英寸（约1厘米）的300,000至500,000微调的光敏感二极管叫Photosites。

每个光子都测量击中特定点的光（光子）的量，并将这些信息转化为电子（电荷）：更明亮的图像由较高的电荷表示，并且较深的图像由较低的电荷表示。就像艺术家通过将黑暗区域与光区进行对比的素描场景一样，CCD通过录制光强度创建视频图片。在播放期间，此信息指导电视的电子束当它通过屏幕。

当然，测量光强度只会给我们黑白图像。创建一个颜色图像，摄录机不仅要检测到总光水平，还必须检测到每种光的水平。由于您可以通过结合红色，绿色和蓝色的三种颜色来产生各种颜色，因此摄像机实际上只需要测量这三种颜色的水平即可复制全彩色图片。

三种颜色如何形成多种颜色

在一些高端摄像机中分束器将信号分为同一图像的三个不同版本 - 一个显示红光的水平，一个显示绿光的水平，一个显示了蓝光的水平。这些图像中的每一个都是由自己的芯片捕获的 - 芯片如上所述运行，但每个芯片仅测量一种光的强度。然后，相机覆盖了这三个图像和不同原色的强度，以产生全彩色图像。使用此方法的摄像机通常称为三芯片摄像机。

这种简单的方法会产生丰富的高分辨率图片。CCD很昂贵，并且吃了很多功能，因此使用其中三个可以大大增加摄录机的制造成本。大多数摄像头仅通过将永久性颜色过滤器与单个Photosites拟合，仅使用一个CCD。一定比例的光子仅测量红光的水平，另一个百分比的尺寸仅测量绿灯，其余的光子仅测量蓝光。颜色名称以一种网格（下面的拜耳过滤器是一种常见的配置）分布，因此摄像机计算机可以在屏幕的所有部分中了解颜色水平。此方法需要计算机插通过分析附近其他光子接收到的信息到达每个Photoite的真实颜色。有关此过程的完整说明，请查看数码相机的工作方式：捕获颜色。

如果您已经阅读数码相机如何工作，那么所有这些可能对您来说很熟悉 - 摄像机和数字摄像机都使用CCD拍照。但是，由于摄像头会产生移动的图像，因此他们的CCD在数码相机CCD中找不到一些其他作品。要创建视频信号，摄录机CCD必须每秒拍摄许多图片，然后相机结合起来，以给人以移动的印象。

如果您已经阅读电视如何运作，您知道电视在屏幕上的水平线上“绘画”图像，从顶部开始，然后向下工作。电视实际上在一个通行证中绘制其他所有线条（这称为“字段”），然后在下一个通行证中绘制替代线条。要创建视频信号，摄录机将捕获CCD的视频框架，并将其记录为两个字段。CCD实际上在图像传感器后面具有另一个传感器层。对于视频的每个字段，CCD都会将所有光子电荷转移到第二层，然后将每个光电电荷传输到每个Photosite的电荷。在模拟摄像机中，该信号转移到VCR，该信号将电荷（以及颜色信息）记录为录像带上的磁性模式。当第二层传输视频信号时，第一层自身刷新并捕获了另一个图像。

数码摄像机的工作方式基本相同，除了在最后阶段模数转换器采样模拟信号并将信息转换为数据字节（1s和0s）。摄录机记录了这些字节在存储介质上，这可能是胶带， 一个硬盘或aDVD。当今市场上的大多数数码摄像头实际上都使用磁带（因为它们价格便宜），因此它们具有类似于模拟摄像机的VCR的VCR组件。但是，磁带头记录二进制代码，而不是记录模拟磁模式。交错数字摄像头将每个帧记录为两个字段，就像模拟摄像机一样。进步数字摄像头将视频记录为整个静止框架，然后将视频作为模拟信号输出时，它们将其分为两个字段。（要了解有关模拟图片转换的更多信息，请查看数码相机的工作方式：数字化信息和模拟和数字录音如何工作）