2014年5月

第1讲—相机和镜头

数码摄影入门和提高

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内容提要

数码相机

镜头

附件和其它器材

关于电脑

2014年5月

前言

从胶片到数码，摄影以前所未有势头进入大众生活，摄影

爱好者数量比20年前何止增加百倍

与胶片摄影相比，数码摄影更易上手，摄影者通常更深地

介入摄影全过程，更有乐趣：

Kodak公司广告语：You press the button, we do the rest.

你只要按下快门，前期工作和后期处理都由他们做

数码时代不同了：

前期：你自己制作“数字胶卷”－设置相机

拍摄：你按下快门－得到数字底片

后期：你在自己的数字暗房（PS）里进行处理

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2014年5月

前言

很多朋友，买相机第一句就是问“你的相机多少万像素”

这些不太专业的话

先做个相机技术知识的普及，知道除了像素还有什么，大

家买相机时可以多和商家侃侃，使他们不能轻易用像素来

左右你口袋里的银子

不盲目追求高级，要选适合自己的

专业的相机能帮拍摄者实现更多的拍摄想法，但不要局限

于设备的优劣，在掌握基本技术基础上，最要紧的是培养

审美观和独到的眼光，这胜于专业的镜头—拍好照片，

相机后面的头比相机前面的头更关键

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2014年5月

摄影术历史

1724年德国Schültz发现银和白垩混合物受光照会变黑

1826年法国Niépce用此原理制成的相机获得第一张照片

1850年英国Archer发明湿板照相

1861年Maxwell在Sutton协助下得到第一张彩色照片

1920年发明电子视频摄像管

照相机逐步被广泛使用，世纪之交开始迈入数字时代

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1921 Kodak 1949 Contax First

SLR

1959 Nikon First 35mm

2003 Canon Early DSLR

2014年5月

数字相机的发展

1968年9月，Philips公司申请专利，1970年11月获批准

1972年TI公司工程师设计非电子无胶片相机并申请专利

1973年美国Fairchild半导体公司研制成CCD图像传感器

1975年Kodak用CCD制成实验性数字相机，3.6公斤，用盒

式磁带记录图像，10,000像素，拍一张照片需23秒

1981年Sony制成第一架手持模拟电子摄像机

1986年模拟电子相机Canon RC-701进入市场，售2万美元

1988年第一架真正的数字相机：Fuji DS-1P

1998年尝试“硅胶卷”用于取代传统胶卷

从21世纪开始，数字照相机得到快速发展

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2014年5月

同步发展的Photoshop

1987年：密西根大学学生Thomas Knoll编写程序用苹果电脑

显示黑白图像，后发展为图像编辑程序，命名Photoshop

同年与Barneyscan签约，将PS与扫描仪捆绑售出200件

1988年：Knoll兄弟到硅谷为Apple和Adobe演示PS，Adobe

买下版权

1990年：Adobe发布用于苹果电脑的Photoshop 1.0

2012年：发布第13个版本－Photoshop CS6

新的数码相机不断推出，电脑不断升级，Photoshop也不断

更新，相机—电脑—软件轮番更新，周期越来越短

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2014年5月

你需要哪种相机

卡片机：适合一般居家旅游

大变焦一体机：灵活，性能还不错

可更换镜头相机：

单镜头反光：DSLR

微单或电单

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认识你的单反相机

数码单反相机: DSLRDigital Single Lens Reflection

2014年5月

数字图像和像素

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2014年5月 11

感光元件和像素

一般说来像素越多，图像越精细

唯像素论：将像素数当作唯一重要的参数，这是误区

像素数与显示和打印输出幅面直接有关：

满足高清显示需要只用19201080，仅230万像素

以下是满足打印输出需要的像素数：

300万像素 5”7”

400万像素 8”10”

800万像素 16”20”

1200万像素 24”36”

若将图片放大到几米以上，需要更多像素

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相机的像素数和感光元件面积

在低价位上单纯追求高像素数，可能损失其他重要功能

CCD面积决定感光点大小：

感光点大，容纳电荷的极限就高，对光的敏感性和宽容

度高，能描述的层次丰富

感光点过小容易产生电荷溢出，使画面出现噪点

便携相机CCD对角线常在1/2.7”~1/1.8”之间，远小于35mm

胶片；DSLR的两种CCD尺寸：

APS-C画幅 (24.9mm16.6mm)

全幅 (35mm24mm)

2014年5月

感光元件大小和镜头的关系

如果CCD小，在镜头焦距变短的情况下也能得到类似长焦

的效果

例如APS-C格式的相机，镜头焦距200mm，效果相当于

全幅相机的300mm

背景虚化效果仍与200mm相当

CCD面积小可使镜头焦距较短，成本较低

但是短焦距低价位镜头的光学性能往往不佳，这也是便携

式相机拍摄效果无法与单反比美的原因之一

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CCD尺寸比较

1/1.8”

(11.3mm8.4mm)

1/2.7”

(8.1mm

6.1mm)

便携DC

全幅 (35mm24mm)

APS-C (24.9mm16.6mm)

DSLR

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理解全幅和半幅

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全幅和半幅的选择

全幅的优点

可充分发挥广角镜头的功能

可更接近拍摄对象，减小景深，背景虚化更好

传感器较大，因而噪点较少

特别适合于拍摄风光、扫街、艺术、建筑、产品

全幅的缺点

比APS-C贵，镜头价格也贵

全幅相机必须使用全幅镜头，机身镜头都更重

拍摄远处对象（如鸟）时难以填充全部画面

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2014年5月

全幅和半幅的选择

APS-C的优点

价半幅格便宜，如用半幅专用镜头，价格也较低

扩展长焦端

在需要景深较大的情况下有优势

适合于拍摄远距离对象，如运动/鸟类摄影

APS-C的缺点

损失广角效果

背景虚化效果较差

感光单元尺寸小，意味着噪点较多

APS-C格式的相机除了用半幅镜头，也可用全幅镜头

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全幅和半幅

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左：Cannon 30D，APS-C，f/2.8

右：Cannon 5D ，全幅，f/2.8，调整焦距在相同构图下比较

左：APS-C，右：全幅

看到的拍摄对象范围不同

2014年5月

全幅和半幅

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微距摄影中全幅和APS-C有不同表现

全幅通常画质更好，而且背景虚化效果较强

若需要较大景深，APS-C有优势

2014年5月

关于器材的选购

做摄影爱好者，而不是器材爱好者、收藏爱好者

选购相机的实用主义：应围绕好用这个主题，如果一套器

材因体积和重量而总被扔在家里，就不是合适的器材

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2014年5月

考虑因素

传感器大小：全幅还是半幅（APS-C），一般尺寸越大越

好，因为画质好些，但全幅价格较贵，而且镜头也贵

像素：对现在的相机而言，基本不是问题

处理引擎：主流品牌的图像处理引擎都有强大功能，中档

型号也有采用高端处理器的趋势

镜头群：流行品牌都有足够的镜头供选择，也可考虑身边

人使用的是什么相机，说不定可交换镜头玩玩

对焦系统：对焦点数量，有没有十字对焦点，这涉及到对

焦的速度和准确性

测光和白平衡的准确性

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2014年5月

其它因素

连拍速度：根据个人喜好，如是否喜欢拍摄体育运动等

操作性：如按钮、拨盘、菜单布局等是否便捷

机身材质：铝镁机身自然比塑料机身好，但较重

有无全高清摄像能力

电池持续时间

显示屏分辨率，是不是旋转的

…

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2014年5月

预算和其它

预算有限时应遵循的一般原则是廉价机身，尽可能好的镜

头：万元以下，镜头和机身价格可在1:1左右甚至更高

镜头可用多年，机身寿命限于3-5年，无论什么机身，快门

寿命有限（几十万次），光电传感器使用多年也会老化

开始就要好一点的镜头，能一直用下去，不会感到不够

18-55套头搭配机身才合600-800元，是实惠的选择，但如

果追求高性能，很快就想升级，反而白白浪费银子

如资金和体力充沛，可准备入手全幅，连同高端镜头和附

件，数万甚至更多也能轻松花出去

副厂镜头总体不如原厂，但有价格优势，有的性能不错，

并且在焦段和其它方面各有特色，也可考虑

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2014年5月

单反相机的镜头

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标准变焦

定焦 微距

广角变焦

远摄变焦

2014年5月

关于镜头

数码相机升级很快，机身的价值随时间推移下降很快

相对于机身，好的镜头更为保值

建议在预算范围内优先考虑高性能的镜头，而不要一味追

求高档机身

中档机身配一支中档镜头，可能不如入门机身配一支较高

档的镜头：当你升级机身时，就能感受到好处

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2014年5月

镜头的功能

镜头的任务是将光线聚焦在成像芯片上

镜头技术含量极高，设计镜头的挑战在于：成像在整个画

面都清晰而且没有畸变，包括边缘和四角

镜头由多枚镜片构成，每一枚的功能不同，组合在一起可

在成像芯片上形成高质量的影像

对变焦镜头，还要在全部焦段范围内都精确地聚焦光线

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2014年5月

镜头外部构造

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MF/AF：在手动对焦和自动对焦之间切换

2014年5月

什么是焦距？

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焦距是从透镜的光学中心到光聚集之焦点的距离，就是镜

头的光学中心到底片或CCD成像平面的距离

为什么很重要？

焦距决定视角大小，从而决定视场范围，就是镜头能够

拍到多宽的画面

2014年5月

广角镜头和长焦镜头

短焦距产生较宽的视场，短焦距镜头称为“广角”镜头

反之，长焦距产生较窄的视场，可称为“远摄”镜头

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焦距短则视角大

焦距长则视角小

2014年5月

视角与焦距的关系

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焦距(mm) 视角()

6 180

18 94

24 84

35 62

50 46

85 29

135 18

200 12.5

400 6

800 3.5

1200 250mm镜头与人眼视角接近

故称为标准镜头

2014年5月

定焦镜头和变焦镜头

不同焦距的镜头用途不同

定焦镜头通常具有优秀的光学性能

变焦镜头可方便地改变焦距，使用较方便

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2014年5月

光学变焦和电子变焦

单反相机的变焦镜头通过调整镜片组相互位置实现变焦，

真正改变了镜头的焦距，因此都是光学变焦

便携式相机在光学变焦之外，常常还有电子变焦，例如光

学变焦3倍，电子变焦10倍

电子变焦的实质：

拍摄对象太远，光学变焦不够用，成像很小

通过运算将局部成像放大，使局部影像充满画面

表面上提高了变焦倍数，但插入的像素并非由物理感光

单元直接产生，而是计算得到，影像质量必然不高

等同于后期用软件将照片局部放大

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2014年5月

电子变焦不是真正的变焦

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焦距不够长，远处对象在感光元件上成像很小，通过插值放大图像，实现“变焦”

2014年5月

光圈

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光圈就是让光通过的孔径

记住一般相机的常用光圈值：

1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32

光圈大小控制了进入镜头的光强，用 f 值衡量：

数值越小的光圈（如f/1.4）进光量越大，光圈数值越

大（如f/22）的进光量反而越小

我们在说大光圈时，就是指数值小的光圈

光圈相差一档，面积改变一倍，进光量也改变一倍

2014年5月

光圈

绝大多数镜头具有可变光圈，选择镜头考虑的一个重要因

素是最大光圈，它表示镜头有多“亮”，一般来说，越亮越

好，大光圈镜头价格较高

光圈除了控制进光量大小以外，还控制镜头的景深，直接

影响成像特性，这个放在后面介绍

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可变光圈

2014年5月

镜头上的标识

焦距(mm)：1个数字表示是定焦镜头；有2个用横杠连起来

的数字说明是变焦镜头

最大光圈：如果只有1个数字，说明是恒定光圈镜头；有2

个数字说明是非恒定光圈镜头

其他标识举例：对焦距离，是否防抖，是用于全画幅相机

还是APS-C格式（半画幅）

实例

Cannon EF 50mm f/1.8 II

Nikon AF-S DX Nikkor 18-200mm f/3.5-5.6 G ED VR II

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2014年5月

恒定光圈和非恒定光圈

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非恒定光圈镜头是指最大光圈随焦距而变的变焦镜头

光圈是允许光线通过的孔径，100mm f/2.0镜头的孔径是

100/2.0=50mm

让我们看28-135mm f/3.5-5.6镜头

在28mm，最大可用光圈f/3.5，孔径是28/3.5=8mm

在135mm，最大光圈f/5.6，孔径是135/5.6=24mm

为什么不做成恒定f/3.5的光圈？

在135mm，f/3.5需要38mm孔径，镜头体积增大很多

非恒定光圈是一种妥协，所有镜头设计都是妥协

非恒定光圈镜头的优势：更轻，更小，便宜得多

2014年5月

聚焦

要拍摄一个点，这个点发出

的光线应聚集在传感器的一

个点上

照片中所有边缘都锐利，我

们就说它“合焦”了

合焦通过移动镜头内一枚或

多枚镜片实现，理想情况下

希望光线精确地聚焦在传感

器上

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2014年5月

自动聚焦和手动聚焦

自动对焦时，相机向镜头发出信号，使镜头改变焦点

自动对焦一般情况下都不错，但在某些环境下可能需要切

换到手动对焦

有时相机反复检测也找不到准确的对焦点，比如物体反

差较低，或者透过玻璃拍摄、景物前有栅格等情况

微距摄影需要精确对焦的情况

现在所有相机都有自动对焦系统，辅助手动对焦的对焦屏

不复存在，因此手动对焦比胶片相机困难一些

如果相机有实时取景功能，可以用它放大画面，辅助手动

对焦

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2014年5月

内对焦和外对焦

两种对焦方式：内部及外部

对焦时前镜组会动的是外对焦

前镜组保持不动的是内对焦

有些滤镜（偏振镜）的透光特性有方向性，若镜头在对焦

时会转动，就得先对焦再调整滤镜，此外并无理由拒绝外

对焦镜头

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2014年5月

镜头上的标尺

对焦距离标尺，标注从最近对焦距离到无限远的刻度

依赖标尺上的刻度是无法准确对焦的

景深标尺

显示在特定光圈下的景深与对焦距离之间的关系：例如

光圈f/22，对焦无限远，在3米之后的景物都是清晰的

但这样 “浪费”景深，将相机切换到手动对焦，可调节到

从1米到无限远的景物都在景深范围内（超焦距技术）

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2014年5月

镜头卡口和副厂镜头

各厂商有自己独有的镜头卡口，不能通用

可用转接环将镜头装在不同机身上，对微单相机来说转接

更容易，因为传感器和机身都较小

如预算有限，可考虑副厂镜头，例如适马70-200mm f/2.8

不如佳能70-200mm f/2.8锐利，但价格便宜约2/3

可选副厂品牌

Sigma（适马）

Tamron（腾龙）

Tokina（图丽）

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2014年5月

镜头防抖

很多镜头有内置防抖系统，利用重力传感器，控制镜片组

的马达来消除镜头的轻微抖动

为使画面清晰，快门速度至少应为焦距的倒数，如200mm

镜头，速度不能慢于1/200s

防抖允许使用2-4级更慢的快门：本来需要用1/200s才能

保证画面不模糊，就可以使用1/50s了

有些相机有机身防抖系统，但和镜头防抖功能不可叠加

注意：防抖对幅度过大的震动无能为力

需要移动镜头（如摇摄）时，防抖系统尝试抵消移动，

导致照片模糊，所以此时需要关闭防抖

用三脚架时应关闭防抖功能，否则反而造成相机抖动43

2014年5月

传感器尺寸及焦距乘数

相机的传感器有不同尺寸，传感器尺寸小于36×24mm，

效果就等同于对画面进行裁切

下图是36×24mm传感器和24×16mm传感器捕获的画面

等效焦距和实际焦距不等，需用焦距系数换算

在全画幅相机上用某一镜头得到确定的视场角，将同一

镜头装在小尺寸传感器的相机上，发现视场角缩小了

注意这里镜头焦距没有改变，但由于不同的传感器尺寸

“等效焦距”改变了

购买镜头应注意焦距换算系数

全幅镜头可用于半幅，反之不可

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2014年5月

滤镜

大部分镜头前端都有滤镜螺纹接口，可安装各种滤镜，

滤镜接口尺寸标注在镜头前端或镜筒上，如Ø=77mm

滤镜可以实现各种效果，如为场景增加色彩，帮助压暗场

景，增加特殊效果等

常用滤镜

UV镜，吸收紫外线，保护镜头

圆偏振镜，吸收非金属表面反光，使天空更蓝

中灰滤镜，压低光强，延长曝光时间

中灰渐变镜，压暗天空，避免过曝

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2014年5月

增距镜和微距接环

增距镜

内有光学镜片，可扩大焦距，最常见的是1.4x和2x

同时也减少进光量，减少的量相当于焦距增加倍数

微距接环

微距接环没有光学镜片，缩短最近对焦距离，以拍摄微

小对象，但会牺牲无限远对焦

可叠加：14mm接环和20mm接环组合成34mm接环

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微距接环增距镜

2014年5月

镜头的畸变

所有镜头都有或多或少的畸变，定焦镜头畸变较轻微，因

为设计师只需针对一个焦距进行校正

对镜头畸变只能通过后期软件进行校正

桶形畸变与枕形畸变

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2014年5月

镜头引起的其它问题

像差

镜片本身存在缺陷，不同颜色光折射率不同，光圈叶片

造成的衍射，多层镜片之间的折射等，都会导致像差

有些像差可通过软件消除，但大部分都难以对付

锐度：很大程度上取决于镜头的素质，要获得某支镜头最

佳的锐度，就要正确使用镜头

镜头中心锐度最高，向边缘逐渐降低

变焦镜头在不同焦段的锐度不相同，随具体镜头不同

锐度和光圈有关，用最大光圈拍摄时锐度略有下降，收

缩几档光圈能得到最佳锐度，继续收缩锐度又会下降

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2014年5月

紫边

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2014年5月

关于镜头缺陷

上面说的畸变、锐度下降等问题，实际影响不大，而且锐

度也不是画质的全部，即使用变焦镜头锐度最差的焦距，

在最大光圈，把画面重点放在边缘，仍能得到好照片

不要让这些实验室才能得到的数据影响拍摄，把这些留给

工程师去做，自己只专注于拍摄好照片

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2014年5月

特殊镜头

微距镜头：用于微小对象：昆虫、花朵、医学照片之类，

放大倍数可达1:1，在感光元件上成像与原物大小相等

鱼眼镜头：用来创作非常独特的视角，与一般镜头尽量避

免畸变不同，鱼眼镜头会产生非常夸张的效果

移轴镜头：可创造倾斜的焦平面，你可以调整胶片面以适

合拍摄对象，可以得到完美的景深

移轴镜头还能创造出浅景深的微缩模型效果

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2014年5月

特殊镜头的效果

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2014年5月

你需要怎样的镜头

如果初次入手单反，应该买什么镜头？

注意相机是APS-C格式还是全幅，要买相应的镜头

全幅镜头可用于APS-C，但是大材小用

反过来不行

可优先考虑标准镜附近焦段（标准变焦）

全幅相机应覆盖50mm

APS-C覆盖35mm

套机镜头：覆盖常用焦段，经济实惠

可考虑“一镜走天下”的大变焦镜头

根据需求逐步扩充广角和长焦等

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2014年5月

熟悉你的相机

拍摄模式：自动、程序模式、光圈优先（先设定光圈）、

快门优先（先设定速度）、手动

测光模式：点测光、局部测光、评价测光（矩阵）、中央

重点平均测光

曝光补偿

ISO设定

图像文件格式：Raw还是JPEG，如果是JPEG，对文件大小

和图像质量的选择

白平衡：自动、晴天、阴天、灯光、手动

闪光模式：禁止闪光、强制闪光、自动闪光、抑制红眼、

后帘同步、慢速闪光54

2014年5月

其它器材和附件

滤镜

UV镜：吸收紫外线，保护镜头（必备）

圆偏振镜：吸收非金属反光、使蓝天更蓝、提高反差

中灰镜：降低进光量，可延长曝光时间达到特定目的

方形中灰渐变镜：压低天空亮度，提升暗部细节

三脚架：一定要稳固，选购性能好的云台，若要求重量轻

可选碳纤维材质，但价格较高

闪光灯：机顶闪光拍人像效果差，要求高的须离机闪光

线控器或遥控器，配合三脚架可避免机振

镜头清洁用具

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2014年5月

后期处理和电脑

拍摄和后期处理是数码摄影密切相关的两个阶段，即使只

进行最低限度的后期处理，也离不开电脑

胶片时代：暗房处理

数字时代：电脑和后期处理

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My old darkroom kit

PS & Lightroom

2014年5月

关于电脑和软件

新型号相机要求高版本处理软件，高版本软件要求较高的

电脑配置

除CPU外，内存大小是关键，至少4G，最好8G或更高

高质量显卡和显示器，如色彩和亮度偏差大容易误导

大容量硬盘，可考虑另购外部存储器

如用笔记本电脑，可考虑另购高质量显示器

软件建议

照片管理：Bridge、Lightroom

图像处理：Photoshop、Lightroom、可选插件

看图：ACDSee

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2014年5月

Photoshop、电脑、内存

58

1. 32位电脑：最多能用到3.25G内存

2. 64位电脑：可识别100G以上的内存

3. 64位电脑/64位Photoshop加上较大的内存意味着较高的运行速度和处理更大幅面照片、更多图层的能力

4. 内存16G以上性能并不直线上升

处理图像时，64位比32位有明显优势

64位PS只能装在64位系统上

64位PS不支持32位插

件，许多老插件没有64位版本

2014年5月

PS实际可用内存

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2014年5月

实测数据

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笔记本

Intel i5 with 8GB RAM

CS5 = 157.5 Sec

CS6 = 139.5 Sec

台式机

Intel i7 with 24GB RAM & SSD scratch disk

CS5 = 36.5 Sec

CS6 = 27 Sec

2014年5月 61

结束语－关于器材

拥有昂贵相机不代表是好摄影师，傻瓜机也是相机

有魔法的镜头并不存在，好机好镜不一定拍出好照片

数码并不优于胶片，胶片也不优于数码

镜头比机身更保值

不片面追求像素

熟悉你的相机，根据实际情况随时改变设置

定焦镜头可助你学做更好的摄影师

随身带上你的相机，多花一点时间去拍摄

选择合适的相机包，让你更容易取出相机和镜头

配备内存和硬盘足够大的电脑

2014年5月

shuowang@shu.edu.cn

http://www.shuowangimage.com/studio