你每日通过手机或者相机去拍照，然而或许从来都未曾思考过，这个小小的盒子竟是如何把眼前这般的光影，转变成一张张能够进行保存且可以用来分享的图片的 。

光线如何进入摄像机

光线最先透过摄像机最前端的镜头，该镜头常常由多片玻璃或者塑料镜片构成，其作用乃是聚集外部光线，当光线穿过这些镜片时，会被精准地折射且聚焦于摄像机内部的一个点上，进而形成清晰的影像，镜头的质量直接决定着成像的清晰度以及有无畸变。

有一束经过聚焦处理后的光线，将会照射到一片滤光片之上。这片滤光片一般而言是红外截止滤光片，它的关键任务在于滤除掉人眼无法看见的红外光。由于图像传感器对于红外线同样十分敏感，要是不把红外线过滤掉的话，就会致使所拍摄下的照片颜色出现严重失真的情况，打个比方来说，白色物体就会偏向红色。

传感器将光变为电信号

经过滤光处理的光线，最终抵达核心部件，也就是图像传感器，常见的类型有CMOS或者CCD。传感器的表面存在着数百万乃至上亿个微小的感光单元，这些被称作像素。每一个像素在接受光照之后，会产生与光照强度呈现出成正比关系的微弱电荷，如此便完成了从光信号到电信号的第一步转换。

输出电信号的传感器发出的是模拟信号，此模拟信号极为微弱并且容易遭受干扰。紧接着模数转换器也就是ADC启动开展工作，它对于各个像素点的电压值予以精准测量，随后把该电压值转变为一连串由0以及1构成的二进制数字。这样的一个过程被称作采样和量化，这一过程对图像的色彩深度还有细腻程度起着决定作用。

原始数据的两种去向

对数字信号进行生成之后，数据属于未曾经过任何加工处理的原始数据，在行业内部被称作RAW DATA。在这个时候，依据摄像机的设计架构存在差异，这些原始数据具备两条主要的处理路径。有一些专业的或者早期的摄像机运用分立式设计，图像传感器以及处理器是相互独立的。

于这般情形下，RAW DATA凭借一种称作DVP的并行接口，径直传输至在外部的主处理器或者专用图像处理芯片予以处理。此架构设计具备有一定灵活性，然而传输速率以及集成度会遭受一定程度限制。

集成处理器的一站式处理

现今，多数消费级摄像机，特别是手机摄像头，皆采用高度集成之方案，把图像传感器与数字信号处理器（DSP）封装于一处。于此情形下，RAW DATA无需脱离芯片，径直在内部的DSP里予以处理。这极大地提升了处理效率以及速度，且降低了功耗。

DSP会先开展自动白平衡也就是AWB的调整工作，它针对场景里的光线色温去做分析，对物体的颜色予以校正，以此保证白色于任何光线状况下都显现为白色，随后进行颜色插值的操作以及颜色矩阵的校正，把每个像素点仅有的单色信息，借助算法还原成具备红绿蓝三种颜色的全彩图像 。

图像细节的优化与增强

被镜头特性所引发的畸变以及暗角需要DSP来加以校正，从而达成图像四角跟中心一样明亮且平直的效果。Gamma校正会紧接着开展，它针对图像的亮度以及对比度曲线予以调整，目的是让其愈发契合人眼的视觉感受，进而使得暗部细节能够展现却让亮部不会出现过曝的情况。

进行锐度调节的处理器，运用算法令图像边缘轮廓获增强，致使画面看上去更清晰。与此同时，持续工作的自动曝光（AE）系统，借由调节快门速度以及传感器增益，保障画面整体亮度处于适度状态。为促使画质得以提升，降噪算法会将因高感光度所生成的杂色噪点予以有效滤除。

最终图像的生成与显示

在历经上述那一系列繁杂的处理之后，DSP输出最终的图象数据，这种格式通常能够方便进行压缩以及传输的YUV格式或会转化而进行直接显示的RGB格式，这些数据包被送往设备的核心，也就是中央处理器（CPU） 。

中央处理器把图像数据传进图形处理单元或者显示控制器里。显示控制器依据屏幕的刷新率，把数字图像信号转变成特定的电信号，促使屏幕上每个像素点的红、绿、蓝子像素发出光亮。最终，我们于屏幕上实时目睹了摄像机捕捉到的生动景象。

懂得了自光线直至像素的全都历程后，你会不会愈发在乎手机摄像头里那一点点的传感器型号以及图像处理算法呢？