照相机的雏形、成像原理的鼻祖——小孔成像。首先，我们做这样一个实验：找一个不透光的盒子，在盒子的一个面上穿一个很小的孔，放在有光线的地方，这时你就会发现外面的景物，通过小孔照射到了盒内小孔对面的盒壁上，我们把这种现象称为小孔成像。后来人们根据这个原理制作了照相机，这就是现代照相机的雏形。不过小孔形成的影像，上下、左右都是颠倒的，拍摄出来的照片根据孔的大小呈现不同的清晰状态。后来人们发现透镜可以成像，而且效果非常好，于是就在原来小孔的地方装上了透镜组，这就是我们现代照相机所用的镜头。随着科技的发展，现代照相机和早期照相机相比已不可同日而语。它利用高科技手段可以很容易拍到非常好的照片，并且从相机取景器中看到的影像和人眼看到的影像上下左右是一致的。
照相机成像的若干问题
使用数码照相机必须要掌握的知识。现在我们用的数码照相机是传统照相机的一次革命性产物，它拍摄时不用胶卷，用可重复使用的感光材料CCD或CMOS。拍摄的画质、感光度、白平衡等随时可调，即拍即看，后期制作无需暗房而是电脑操控，是光、机、电一体化的产品。核心部件CCD、CMOS等感光元件使用半导体材料制成，它能把光信号即时转变为电荷，通过模数转换芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的存储器或内置硬盘保存。因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机有关软件的处理手段，根据需要和想象来随时修改。
数码相机的最大优势在于它的信息数字化。由于数字信息可以通过网络即时传送，所以数码相机拍摄的文件可以实现实时传递。它的成像过程是通过CCD或CMOS影像传感器记录光信号，并通过二进制的数字构成影像。其影像总体质量是通过CCD、CMOS影像传感器、处理器，影像传感器的面积，像素数量和色彩深度来表述。而传统相机感光成像过程是基于光化学理论，其核心部件是胶片，光线进入相机投射到胶片上通过化学反应成像的。其影像总体质量是通过化学方式来表述的。
（一）影像传感器
数码相机的胶卷。CCD或CMOS影像传感器是数码相机用来感光成像的感光材料，相当于传统照相机的胶卷。
1 . CCD：是Charge Coupled Device（电荷耦合器件图像传感器）的缩写，CCD是由大量微小的光电二极管和译码寻址电路构成的固态电子感光成像部件，通过光电二极管特有的排列方式进行排布组成，实际上是一种具有高感光度的半导体材料。它上面有很多同样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。衡量它的指标有像素数量、CCD尺寸、灵敏度、信噪比等，其中像素数以及CCD尺寸是最重要的指标。像素数越多，画面就会越清晰，如果CCD没有足够的像素的话，拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响。因此，理论上CCD的像素数量应该越多越好。由于它采用单一的通道传输信号，因此在传输过程中可减少电荷放大时产生的噪声，但是耗电量很大。
2 . CMOS：是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor（互补金属氧化物半导体）的缩写。CMOS的工作原理比CCD更为简单，它是用硅和锗两种元素制作的半导体，通过自带负电和正电的晶体管实现基本功能，这两个互补效应所产生的电流可被处理芯片记录和解读成影像。它可以很好地控制随机噪声，提高整体信噪比并实现了高速信号读取。与CCD相比，CMOS具有更高的信号处理能力，更高的分辨率和更低的成本，其耗电量仅有CCD的三分之一。相机自采用CMOS之后，不仅可以把相机机身变小，而且更可以在芯片上增加更多的功能电路，丰富了相机的功能。
3 . 功能：CCD或CMOS影像传感器的功能是通过接收从镜头进来的颜色不同、明暗不同的光信号，经过相机的控制电路把它们转化为许多强弱不同的电信号集合数字信号，在和光电转换系统配合时，就能产生我们所需要的数码影像。
4 . 面积：影像传感器的面积是影响照相机成像质量的重要因素之一。因为感光元件的尺寸越大，就意味着感光成像面积大，捕获的光量子就越多，感光性能就越好，信噪比越好。每一个感光点可以排列得更加舒缓，像素点的密度相对降低，同时也会减少电路产生的干扰噪点，质量就会得以提升。在其他条件相同的情况下，影像传感器尺寸越大，噪点与紫边现象就会越小，画质越细腻，色彩越鲜艳真实。影像传感器的尺寸越大，可以获得更大的动态范围，保留更多的暗部细节。一些大的影像传感器即便使用较少的像素，其画质还可能超过小的高像素影像传感器的画质。
（二） 处理器
相机的大脑。影像传感器接收从镜头进入的光信号后，要经过光电转换控制器和模拟数字转换器把它们转换为数字信号。然后把数字信号即时传递到相机的“神经系统”，送达照相机中负责思考和处理问题的大脑——处理器，经过处理后存储在不同的记忆体上，这一切都是通过相机的大脑——处理器来完成的。
（三） 像素
成像的个体单位。数码影像是由数以百万、千万计的微小的元素组成，这些元素即影像传感器的像素，是感光材料最小单位。一个像素代表一个光敏元件，感光元件上的像素越多，所拍照片的细节就越丰富，图像文件也越大。当然，数码照片的成像质量还与感光元件的尺寸、图像处理器等有关。如果像素数相同，感光元件CCD或CMOS尺寸越大，每个像素点的尺寸也就越大，接受的光线就越多，所能处理的数据量就会增加，从而更能够表现细微的光线颜色和强度，也就能够生成层次更为丰富的照片。同时还可以减少相邻像素的影响和光线的反射，有效防止照片眩光的产生。
1 . 最大像素：CCD或CMOS感光元件上所有像素，是感光元件的设计像素值。有时是指经过插值运算后获得的像素，是在不生成像素的情况下增加像素大小的一种方法。插值运算后获得的像素由于是通过相机内部运算放大而得出的值，其画质不会很好。
2 . 有效像素：有效像素数与最大像素不同，有效像素数是能有效参与感光成像的像素值，它决定图片的质量。CCD或CMOS作为感光元件，边缘的像素点在拍摄时由于边缘光的影响，一般会出现一定的偏色和眩晕。在CCD或CMOS像素大于图像拍摄像素时，会自动切除边缘像素，从而去除眩晕和偏色。所以，在像素面积不变的情况下，相机能获得最高质量的图片像素，即为有效像素。要增加一个图片的面积，如果没有更多的光进入感光元件，唯一的办法就是把像素的面积增大（插值），这样一来，一定会影响图片的锐度和清晰度。所以我们在拍摄时应该注重看相机的有效像素，因为有效像素的数值才是决定图片质量的关键问题。
（四） 色彩深度
色彩的分辨能力。又叫色彩位数，它是用来表示相机的色彩分辨能力的指标（就是每一种颜色色别和灰度的细分程度）。色彩位数越高，就越可能更多地还原亮部及暗部的细节，画面层次就越丰富。目前大部分相机的色彩位数都达到了24位（它是三原色的总位数值，红、绿、蓝每个原色的位数值是8），24位色彩深度可记录的色彩种类为2的24次方，即16777216，这对绝大多数摄影者来说已经足够了。当使用RAW格式拍摄时，色彩深度可以达到36位或42位。虽然有些专业相机的像素并没有准专业相机高，但是其色彩深度的数值高于准专业的相机，其图像色彩的精度也一定会高于准专业相机。
（五） 色彩空间
色域的表现形式。代表了一个彩色影像所能表现色彩的具体情况，又是目前很多相机中色彩空间设置之一。Adobe RGB是由美国Adobe公司推出的色域标准，适合于色域空间要求特别大的摄影作品的特别精细调整和印刷输出调整分色使用。SRGB是惠普与微软公司推出的色域标准，主要应用在正常的图片调整或网页浏览等。Adobe RGB较之SRGB有更宽广的色彩空间，所能容纳的颜色密度比SRGB大，包含了SRGB中所没有的CMYK(青红黄黑）色域，可以得到比SRGB更广的色彩空间图像，有更鲜艳的色彩再现，图像加工和编辑的自由度也更大，在印刷输出分色时有较大的优势和便利性。但是，由于SRGB市场占有度很大，一般电脑、相机、打印机、彩扩机等多以SRGB作为机内默认的色域标准，从而使所输出的图像在不需要过多加工的情况下能在显示器、打印机、彩扩机等输出装置中展示其本来面目。近年生产的相机则提供了Adobe RGB和SRGB两种色域选择设置，但是很多相机自身的预览并不支持Adobe RGB通道，许多显示器和打印机并不能再现Adobe RGB提供的那么多额外的颜色。所以，要把一个用Adobe RGB色彩空间拍摄的照片放在SRGB下观看，色彩看起来就较淡、较暗，色彩饱和度也较低，只有在PS里经过调整后色彩才比较饱和，层次过渡也比较自然。我们在拍摄照片时，如果用JPEG格式，因为它每个原色（红、绿、蓝）是8位的文件，每个色彩通道被限制为255级的色阶，这时把色彩空间设为SRGB比较好。如果使用RAW的36位文件来拍摄，可能选择Adobe RGB色彩空间更合适，因为它可以拥有几千级的色阶，让我们获得了更加准确和丰富的色彩。
（六）焦距
与视角成对应的关系。焦距是镜片结像点与焦点(感光元件平面)的距离，在具体拍摄时是与人眼视角涵盖范围相似的一种标称方法。我们的眼睛在看任何事物的时候都在自动调整着视角与焦距，否则会出现无法正确分辨事物的现象。而照相机的镜头因焦距值不同，所拍景物的广阔程度就会不同。对于相同的成像面积，镜头焦距值越短视角就越大；而对于同样焦距的镜头而言，成像面积越小，镜头的视角也越小。由于数码相机使用CCD或CMOS影像传感器代替了传统相机中的胶卷，它的面积因生产厂家不同、照相机规格不同，从大画幅相机的60mm×90mm；60mm×70mm；60mm×45mm；到全画幅的36mm×24mm，再到非全画幅的2/3、1/2、1/3甚至1/4英寸各不相同。也就是说，同样的镜头，在全画幅照相机上是标准镜头，是大画幅的广角镜头，到了非全画幅相机上就变成了中焦距镜头，而在另外的相机上可能就变成了长焦距镜头。所以数码相机厂家通常都会提供一个容易比较的相对值，也就是标出与数码相机镜头视角相同的35毫米相机镜头焦距值。
由于我们已习惯了用传统135相机的镜头焦距来表述镜头的特征，对非全画幅数码相机的镜头数据很不习惯。其实，当我们习惯以后，你就会发现这种表达的原理是一样的。原因是135相机的底片是24×36mm（底片对角线约41mm），而非全画幅数码相机CCD或CMOS的面积较小，要达到与135相机一样的视场角就必须向前靠。这样其焦距的数值就变得较小，如5mm等。由于CCD或CMOS的面积较小，它的前移就带来对焦距的变化和影响，因故厂家会告诉你该焦距的比值是1:1.4或1:1.6。这就是说，一支传统135相机用的28mm焦距镜头,装在非全画幅相机上，其焦距就变成28mm×1.4等于39.2mm或28mm×1.6等于44.8mm。
1 . 光学变焦:所谓光学变焦，就是相机通过改变镜头中镜片组的相对位置来达到变换其焦距的一种方式。它是通过镜头内镜片移动、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当物体在水平方向运动的时候，通过改变镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距，这就是光学变焦。
2 . 数码变焦:所谓数码变焦是指有些相机中，将用于成像的CCD或CMOS的中央区域所形成的影像，加以插值放大而成，也就是指相机通过截取其感光元件上影像的一部分，然后进行放大以获得变焦的效果（就如同对传统135底片进行剪裁，对画面中心的局部进行放大的原理一样）。它是通过数码相机内的处理器来改变成像面积的大小，即成像面对角线的长短，这就是数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果，视觉上就会让我们只看见景物的局部。由于焦距没有变化而改变了图像的大小，降低了像素值，所以图像质量较差，清晰度会有一定程度的下降。数码相机的镜头上一般都标明其镜头的光学变焦范围，同时机身上也标注着其数码变焦的倍率。几乎所有数码相机的变焦方式都是以光学变焦为主导，待光学变焦达到其最大值时，才以数码变焦为辅助变焦的方式，继续增加变焦的倍率。