数码单反自习室 —— 图像感应器件详解
2007-09-13 22:52:40 海曲浪人把此帖设为精华，作者得到50经验:)
海曲浪人
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发表于 2007-09-13 12:55:06
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数码单反自习室 —— 图像感应器件详解今天，我们继续介绍 DSLR 的其他相关技术以及指标等信息，帮助更多有兴趣成为色友一族的朋友了解更多的相关知识，更快的掌握必要的技巧等。这次我们探讨的内容为 DSLR 的核心部件——对图象质量起到决定性作用的部件 —— 图像感应器件。 在开始今天的讲解前，我们先来回顾一下以前说过的全画幅、 APS-H 画幅、 DX 画幅、 APS-C 画幅、 4/3 系统等知识，这是了解图像感应器件所必须的一步。不同画幅有不同的镜头焦距转换系数，而产生不同镜头焦距转换系数的最大原因，目前来讲应该更多的是出于成本的考虑。不同的镜头焦距转换系数意味着图像感应器件的区别：图像感应器件越大，越接近传统胶片的大小，那么它的制造成本越高，价格也就直线上升。而图像感应器件在一定范围内的缩小，就促使不同镜头焦距转换系数的出现，厂商不同规矩不同，导致市场上采用不同规格图像感应器件的 DSLR 多种多样。这就使我们在购买的过程中或多或少的出现了困惑，不知道该如何去抉择。 什么是图像感应器件，如何分类，区别在哪？ 图像感应器件其实就相当于胶片机时代的胶片，当然这只是个比喻。由于实现技术的截然不同，记录画面的方法也存在着非常大的区别，胶片机通过光学部件的作用直接将照片信息影射在胶片上，而 DSLR 同样需要光学组件的作用，但是得到的信息将首先传递到图像感应器件上面，在通过数字处理器电路，将图像感应器件获取的照片信息从光学信号转化为数字信号，再将数字信号存储到存储卡上，完成一次流程。通过上面的叙述，我们可以知道，其实 DSLR 是用了另一种方式实现类似胶片机的胶片存储相对来说，也就是于此 DSLR 的处理过程才比较繁琐，算法考虑也要比胶片更加周全，从而导致成本的上升。
图 1 ： CMOS 图像感应器件 作为 DSLR 的心脏，图像感应器件的大小、做工等因素将直接影响到照片的拍摄质量。不断进步的 DSLR 很大程度上是图像感应器件的进步。随着技术的不断更新，在相对更小的单位面积上集成更多的电子元气件，从而实现象素的不断提升和照片质量的不断提高。目前 DSLR 与一般的数码相机采用的图像感应器件基本相同：一种是使用比较广泛的 CCD （电荷藕合）元件，另一种是 CMOS （互补金属氧化物导体）器件。前者多用在非佳能公司的 DSLR 上，而后者可以说除了目前尼康公司 D2X 使用的一块由索尼公司最新开发的具有 1200 万象素的 CMOS 图像感应器件以外，全部都是用在佳能的 DSLR 上了。不过通过目前的发展情况来看，好象越来越多的 DSLR 更加热中于使用 CMOS 图像感应器件。
图 2 ： CCD 图像感应器件 那么到底 CCD 和 CMOS 哪个更好呢？ CCD 图像感应器件具有多年的发展历史，有着很深的 “ 群众基础 ” ，结合其优秀的画质，在数码领域有着广泛的应用空间。而 CMOS 图像感应器件首先还是被广泛应用在佳能的 DSLR 上。佳能公司通过自身多年的努力，克服了 CMOS 容易出现噪点，灵敏度不高等弱点，使更多的人认识到了 CMOS 的好处。但是什么好东西同样有其不足的一面， CCD 虽然提供优异的影像品质，但却付出了高的电源消耗量的代价。而 CMOS 的电源消耗量却比 CCD 低了不少。而 CMOS 受于制造工艺的限制，画面的噪点很大程度上是靠一个强大的数字信号处理器去 “ 人工 ” 滤除的，佳能的工作人员更爱称这种技术为动态影像修补技术。
图 3 ：富士 Super CCD 其实在图像感应器件中还有一种叫做 Super CCD SR 的芯片，它是日本富士公司一直推崇的，在其最新发表的 DSLR——FinePix S3pro 上更是使用了最新的 II 代技术，使其在输出照片的宽容度方面领先竞争者不少。得到很多影楼用户的亲睐。 图像感应器件大小其实是很难说的完全清楚的，特别是目前的 DSLR 市场，规格更是五花八门，总体来说，可以归类为以下几种： • 全幅面，尺寸 36 × 24mm ， 镜头焦距转换系数 1.0 ， 代表机型：佳能 EOS 1Ds MarkII ； • APS-H 画幅，尺寸 28.7 × 19.1mm ，镜头焦距转换系数 1.3 ，代表机型：佳能 EOS 1D MarkII N ； • DX 画幅，尺寸 23.7 x 15.6mm ，镜头焦距转换系数 1.5 ，代表机型：尼康 D200 ； • APS-C 画幅，尺寸 22.5 × 15mm ，镜头焦距转换系数 1.6 ，代表机型：佳能 EOS 20D ； • 4/3 系统， 18 × 13.5mm ，镜头焦距转换系数 2.0 ，代表机型：奥林巴斯 E500 ； 朋友们可以通过下面的图示，简单的了解一下各种画幅的 CCD 大小对比。
图 4
通过上图，结合上一讲中提到的镜头焦距转换系数，是不是能够很容易的理解这两个参数的意义了。 首先要说的是，就算是 4/3 系统的 DSLR 其图像感应器件也要比目前最高端消费类数码相机的 2/3 英寸 CCD 大不少，图像传感器越大，相机成像的图像动态范围越大，画质越细腻，层次感越好。这也是为什么 DSLR 的成像会比普通 DC 高很多的最主要原因之一。 第二，全画幅（ 1.0X ） DSLR 是与传统单镜头反光相机最接近的相机，其图像感应器件与传统 135 相机胶卷同样尺寸，象佳能公司的 1Ds MARKII 就是采用 36×24mm 的 CMOS 图像感应器件，这样的大尺寸使 DSLR 不需要再有讨厌的 “ 镜头焦距转换系数 ” 的限制，是未来 135 系列 DSLR 发展的方向。目前，制造成本过于高昂，使其 5 ～ 6 万元的价格会阻挡很多摄影发烧友的购买热情，很大程度上由专业摄影师和极少数米多人士购买。
图 5 ：威猛的佳能 EOS 1Ds Mark II 相机 第三， APS-H 画幅的图像感应器件大小为 28.7×19.1mm ，对应的镜头焦距转换系数为 1.3X 。
图 6 ：体育记者的致爱——佳能 EOS 1D Mark II N 第四， APS-C 画幅是目前比较多见的图像感应器件，其大小约为 22.5×15.0mm ，镜头焦距转换系数为 1.6X 。
图 7 ：佳能 EOS 20D 第五， DX 画幅也同样是常见的图像感应器，具有 1.5X 镜头焦距转换系数的 DSLR 其图像感应器件大小都在 23.5×15.5mm 左右。
图 8 ：尼康 D200 最后，咱们再来看看与众不同，完全是一种新标准的 4/3 系统，其图像感应器件大小为 18×13.5mm ，对应的镜头焦距转换系数为 2.0X 。这种有背于传统的 DSLR 确实有其独特的一面，无论是画质还是宽容度、灵敏度等方面，都与其他几种规格的图像感应器件有着很大的竞争力，并且其相对低廉的价格和不错的性能是很多入门朋友的重点考虑对象。但是在高 ISO 时噪点的控制能力上有着不小的差距，毕竟其图像感应器件尺寸小了不少。
图 9 ：体积小巧的奥林巴斯 E-500 选 DSLR 看图像感应器件可能是很多朋友所熟知的，但是在实际生活中，还有很多值得关注的地方，比如说处理器的性能，不能一味只追求大图像感应器件面积，要知道大一圈要付出的代价往往是你想象不到的，事实上我们应该更多的关心相机成像的宽容度、测光水平、白平衡准确程度、画质等等。结合上次说过的镜头焦距转换系数以及你的钱包来决定购买方向才是理智的方式，忽悠了 N 多年的全画幅时代，毕竟还没有来临呢。尽管佳能 EOS 5D 已经上市，但价格毕竟非你我能够接受。如果你铁定要上全画幅，那么最好的建议就是再等等，现在的 EOS 5D 还处于探索阶段，其充当了和 EOS 300D 一样的探路角色，只有下一代的相机才是真正值得购买的。
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