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由于数码单反是通过镜头直接取景，因此在眼平取景器中所看到的真实景像范围和所拍摄的最终图片一致（通常取景框中的景像范围为实际图像的95%以上，有些数码单反可以达到100%）。它不但消除了传统旁轴取景照相机的景像视差以及传统双反相机的反相，而且避免了小型数码相机或“微单”电子取景的模拟效果，从而在构图上更加真实、精确与完美。
佳能EOS数码单反眼平取景器中精致的五棱镜，可辅助拍摄者取得清晰明亮的取景视图。
近年，佳能为推动摄影爱好者从便携式数码到数码单反的使用过渡，在EOS数码单反中增加了“实时取景”功能，其原理和便携式数码相机相同。本书对实时取景拍摄功能也有详细介绍。
数码单反采取的是相位检测式自动对焦技术，在EOS数码单反相机内部的主反光镜后部，还有一个小的辅助反光镜，将对焦光线反射到对焦元件上，实现快速而准确的对焦。比起小型数码使用的反差式自动对焦技术，其对焦速度更快、更准确，而且还能够实现对移动物体的判断和追踪对焦。
佳能的AF(自动对焦)感应器分为61点、19点、11点和9点四种自动对焦系统，使得无论被摄体位于取景框的何种位置，都能实现迅速对焦；高速人工智能(AI)伺服自动对焦(AF)能同时检测纵横双向的信号，精确对焦被摄体；具有动态预测功能，准确跟踪运动中的被摄体；高性能十字形AF(自动对焦)感应器分为两种：高分解能力的f/2.8光束感应器实现精确对焦，而卓越的散焦检测能力的f/5.6光束感应器实现快速对焦。
快门时滞，指的是从拍摄者完全按下快门按钮到感光元件开始曝光的时间长短。EOS数码单反采取的是帘幕式快门，在曝光前CMOS并不接受光线，按下快门按钮后，反光板升起，帘幕式快门打开，CMOS开始接受光线，直至快门关闭。这样的快门工作方式简单直接，快门时滞短。
而便携式数码相机使用的是电子快门，机械快门只起着遮挡作用。其具体工作原理为：在曝光前，感光元件CCD一直工作，为LCD屏提供图像；曝光时，机械快门先关闭，做一次遮挡动作，好让感光元件CCD记录一次暗电流（全黑画面），这样CCD上存储的信息得以归零复位，然后机械快门打开，CCD再以快门时间长短通电进行曝光。由于曝光前快门要分别做一次关闭与打开的动作，因此其快门时滞要明显长于数码单反。这在快速抓拍方面，处于明显的劣势。
佳能EOS数码单反的快门单元
高速的图像处理能力使EOS数码相机拥有出色的连拍功能。EOS 7D搭载了2块DIGIC 4数字影像处理器，通过双DIGIC 4的并行处理实现对庞大图像数据的高速处理，使得它能达到8张/秒的连拍速度。搭载了DIGIC 5+数字影像处理器的EOS 5D Mark III，在拍摄高像素图像时连拍速度可达到6张/秒。而EOS-1D X 因搭载了双DIGIC 5+数字影像处理器和大容量的DDR SDRAM(双倍速率同步动态随机存储器)，更实现了约14张/s的高速连拍。
启动时间也是考验单反相机快速反应能力的重要指标，目前所有EOS机型都实现了0.2s甚至更短的启动时间，因此不会错失拍摄良机。当相机处于休眠状态，拍摄者只要轻按快门按钮，它就会迅速地从电源自动关闭的休眠状态恢复启动，实现轻松、快速的拍摄。
EOS 7D的双DIGIC 4数字影像处理器
快门系统示意图
EOS的全画幅CMOS感应器
EOS数码单反的APS-C画幅CMOS感应器
佳能自主开发的CMOS图像感应器与数字影像处理器DIGIC带来了纯净而色彩还原逼真的图像，即使在高感光度下，也能保持低噪点，所以在暗处也能拍出美丽得令人惊叹的作品。佳能的14位模拟/数字信号转换技术使得图像超越计算机普通的8位色彩，实现了色调超丰富的影像表现。而“照片风格”功能可以让拍摄者像使用不同风格的胶片一样，演绎出不同艺术追求的摄影作品。
佳能便携式数码相机使用的最大感光元件是1/1.7英寸，其尺寸大约是7.2mm×5.4mm。它的尺寸大小要远小于数码单反全画幅（36mm×24mm）或APS-C画幅（22.3mm×14.9mm）。感光元件面积的大小，无疑会直接影响到单个像素（光电二极管）面积和间隙的大小，以及光线和电信号的干扰，进而直接影响到图像品质。比较两者拍摄的图像，我们会发现数码单反的图像细节更清晰明确、色彩影调层次更丰富。
数码单反与便携式数码相机的感光元件CMOS尺寸对比图
快捷的机身按钮操作，拍摄功能一键直达
丰富的菜单功能操作
数码单反相机的数字化操作系统远比便携数码或胶片单反复杂。EOS 数码相机为满足专业摄影师操作快捷的需求，在中级和专业级的机身相同位置配有大型速控转盘、多功能控制器，以实现迅速敏捷的操控，统一基本操作方式，即使更新使用机型时也可以快速上手。
佳能除更新了菜单的图形用户界面外，还将丰富的功能分为拍摄、回放和功能设置、我的菜单等菜单操作栏目；同时，还增加了“Q”键启动速控屏幕，将重要的拍摄功能设置集结，让拍摄者可以直接、清晰地抵达。
便捷的“Q”键速控屏幕
EOS-1D Mark IV的机身
为适应专业摄影师在严酷环境下拍摄使用，中高端EOS数码单反采用了镁合金的机身，强度高、重量轻，能够承受外力冲击，同时相机内部构造也采用了镁合金材料。为了防止灰尘及水滴进入相机，在活动部分与外壳接缝处等进行了严格的密封处理，从而实现了良好的防水滴防尘功能。
佳能的I.C.S.(综合除尘系统)工作原理图
CMOS图像感应器表面的灰尘是困扰数码单反相机的重要问题。佳能当前的EOS机型都有I.C.S.(综合除尘系统)，能通过超声波振动将附着在图像感应器前低通滤镜表面的灰尘震落。在开启或关闭相机电源的时候，感应器自清洁单元都可以自动工作，以确保拍摄者可以在没有灰尘侵入的环境下进行拍摄。
佳能的便携式数码相机都是机身与镜头一体化，无法更换镜头，这样结构简单，成本低，售价也就低。而数码单反可以更换镜头，可以拓展更丰富的创作空间。佳能有着60余支适配的EF（EF-S）单反镜头，为数码单反用户的摄影创作提供了强有力的后援支持。高质量EF镜头的成像质量，普遍高于便携式的固定镜头。
EOS数码单反具备丰富的自定义功能（Fn），这一设置是针对专业摄影师和摄影发烧友的人性化设计。使用者可以根据自己的拍摄习惯、不同的拍摄题材和拍摄主体，对相机某一功能进行个性化设置，以创作出具有个人风格的作品 。
