机器视觉的历史:相机

相机现在在我们的日常生活和图像处理中无处不在，但你知道它是如何诞生和发展的吗?这本小册子描述了相机从诞生到目前主流数码相机的进化史。

照相机的诞生

照相机图像的历史可以追溯到公元前时代，当时“暗箱”(暗室的意思)是现在照相机的祖先设备。暗箱是一种光学设备，它利用光线通过一个小孔进入黑暗的房间，投射出物体的倒置图像。它使用了与针孔相机完全相同的机制。最终，从16世纪开始，它发展成为一个由透镜、暗箱和反射镜组成的装置。当艺术家们画风景画和肖像画时，这个装置被用作绘画辅助工具。

1839年，法国人达盖尔发明了银版照相相机。大约30年后，马多克斯在英国发明了干板。据说，日本最古老的照片是用银版相机拍摄的。

随着这些发明的出现，用手描绘物体的时代结束了，开始了用感光材料记录拍摄到的图像的相机时代。

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胶片(卤化银)相机

自相机诞生以来，记录拍摄图像的光敏材料已经持续变化了170多年。从银版开始，光敏材料发展到湿版，然后发展到干版，最后发明了胶片卷。胶卷使相机能够在一卷胶卷上记录多张照片，每次推进一帧胶卷。为了响应这一进步，各种类型的胶片相机被开发出来，以接受不同尺寸的胶片，如16毫米，4 × 5厘米和6 × 6厘米。此外，还推出了可以将一卷相机的帧数增加一倍的半画幅相机。胶片相机也被称为卤化银相机的原因是通过将卤化银等化合物暴露在光线下记录捕获的图像。最广泛使用的相机胶片类型是135胶片(更广为人知的是35毫米胶片)，这是电影中使用的胶片的标准尺寸。能产生鲜艳色彩的反转薄膜也被用于制作幻灯片。

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电子技术发展所推动的普及化、小型化

令人惊讶的是，电子技术在相机上的应用相当早，可以追溯到20世纪50年代，当时开发出了电子控制的自动曝光表。这一创新将摄影师从调整快门速度和光圈的麻烦程序中解放出来。此外，由于自动对焦(自动对焦)功能和自动频闪灯的引入，相机逐渐在普通人中流行起来。与此同时，用于电子控制电路的晶体管被集成电路所取代，这加速了相机的小型化。随着数码相机的发展，普及化、小型化的趋势进一步加快。

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数码相机

20世纪80年代，当胶片相机处于全盛时期时，相机世界标志着另一个发展。这就是数码相机的发明。这个新产品以其便利的特性吸引了公众:消除了DPE步骤(显影、打印和放大)，并立即在液晶显示器上显示捕获的图像，供用户检查。在上市不到20年的时间里，它的产量和出货量都超过了胶片相机，在相机行业中处于领先地位。

捕捉到的图像通过半导体图像传感器(图像传感设备)和光电二极管检测光线转换成像素。例如，一台500万像素的数码相机使用500万个微型光电二极管生成完整的图像数据阵列。

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胶片相机和数码相机的区别是什么?

最大的区别在于记录捕获图像的过程。卤化银相机使用的胶卷同时起着两个作用:捕捉图像和记录图像。另一方面，数码相机上的图像传感器通过首先捕获图像，然后将图像记录在半导体存储器中来划分这些角色。这解释了如果您忘记推进胶片，如何将两个或更多捕获的图像记录在一帧上，以及如何通过删除存储在其中的图像数据来重复使用记录内存。此外，胶片相机记录捕获的图像，而数码相机在记录图像之前进行采样(曝光变化的不断量化)，这使得获得高度稳定和可重复的图像数据成为可能。

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CCD相机

数码相机的发展继续与CCD(电荷耦合器件)图像传感器的发展，这增加了光电二极管的光敏性。ccd被用于各种相机，如小型显微镜相机，照相手机，小型数码相机和大型单反相机。CCD的功能可满足广泛的应用需求，包括天文摄影和安全监视，还可用于自动对焦功能和曝光控制。此外，最近推出的3D相机通过配备带有两个镜头的CCD相机，可以捕捉到与人眼识别物体完全相同的逼真图像。另一方面，经常用于夜视相机的CMOS图像传感器的使用正在增加。