就像有句話說(shuō)的:錢不是萬(wàn)能的,沒(méi)有錢是萬(wàn)萬(wàn)不能的;像素也是這樣:像素不是萬(wàn)能的,沒(méi)有像素是萬(wàn)萬(wàn)不能得。 最近在群里聊天,聊到了像素與畫質(zhì)的關(guān)系,觀點(diǎn)都各有道理,但是有些觀點(diǎn)還是很主觀,為了使廣大攝友能夠正確認(rèn)識(shí)數(shù)碼相機(jī)中的“像素”,以及像素與畫質(zhì)的關(guān)系,我在此轉(zhuǎn)帖,希望原帖作者不要怪罪于我,也希望廣大攝友能夠耐心地看完,謝謝。我認(rèn)為,下面的轉(zhuǎn)帖默認(rèn)了在許多條件相同的情況下,做了少部分因素的比較而已,真正影響畫質(zhì)的又何止下面所論及的因素啊。 轉(zhuǎn)帖1: 我們就先分析一下像素和畫質(zhì)的關(guān)系:CCD/CMOS實(shí)際上就是一塊光敏半導(dǎo)體,而像素點(diǎn)通過(guò)光電轉(zhuǎn)換上成為“像元”,為了便于理解我們繼續(xù)使用“像素點(diǎn)”這一稱呼。 1.單位面積上像素要是比較少的話那么每個(gè)像素點(diǎn)就會(huì)比較大,而像素點(diǎn)比較大則會(huì)有以下優(yōu)勢(shì):進(jìn)光面積大、光電轉(zhuǎn)換率高、信噪比高、高光不易溢出、動(dòng)態(tài)范圍大、接受光的角度比較大,這點(diǎn)對(duì)于廣角鏡頭來(lái)說(shuō)尤其重要、畫面周圍成像比較好。 2.單位面積上像素要是比較多的話那么每個(gè)像素點(diǎn)就會(huì)比較小,而像素點(diǎn)比較小則會(huì)有以下問(wèn)題:和上面相反地就不贅述了,其中最明顯的就是信噪比的問(wèn)題,每素點(diǎn)相對(duì)來(lái)說(shuō)靠的比較近,在這種情況下每個(gè)像素點(diǎn)之間會(huì)有較大干擾,像素自己反而成了降低圖像質(zhì)量的問(wèn)題。 其次較小的像素點(diǎn)對(duì)于鏡頭的分辨率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于較大的像素點(diǎn),例如說(shuō)一個(gè)邊長(zhǎng)為0.003毫米的像素點(diǎn),那么按照像素點(diǎn)邊長(zhǎng)為分辨率最低要求的原則,這只是一個(gè)并不嚴(yán)格的計(jì)算方法,準(zhǔn)確的方法需要使用大量的公式計(jì)算,這個(gè)像素點(diǎn)就約需要300線對(duì)/毫米。對(duì)于DC來(lái)說(shuō)這已經(jīng)是一個(gè)很大的數(shù)目,只有少數(shù)高端鏡頭可以做到。 一般CCD/CMOS為1/2.5或1/2.33英寸的DC面積約為50平方毫米,如果按照600萬(wàn)像素來(lái)計(jì)算的話正好是上面的數(shù)值,也就是說(shuō)需要300線對(duì)/毫米的分辨率。 最后還得再說(shuō)一下像素與清晰度的問(wèn)題,這點(diǎn)一直是為廣大網(wǎng)友所關(guān)注的。 想必看到這里大家也累了,就簡(jiǎn)單一點(diǎn)使用幾句話說(shuō)一下: 感光器面積相同-像素較高-清晰度高 感光器面積不同-像素相同-清晰度相同 感光器面積不同-像素高的-清晰度高 最后簡(jiǎn)單的總結(jié)一下: 1.像素不是最重要的,當(dāng)然這是在目前的市場(chǎng)下(JS去死)。 2.感光器面積相同,優(yōu)先選擇像素密度較低的(注意、是像素密度而不是像素,這倆區(qū)別很大)。 3.像素相同,優(yōu)先選擇感光器面積比較大的。 轉(zhuǎn)帖2: 專家談像素與畫質(zhì): 數(shù)碼相機(jī)的像素飛速攀升,口袋型數(shù)碼相機(jī)的像素上升到1500萬(wàn),而數(shù)碼單反則到了2000萬(wàn)以上,像素如此快速攀升,背后有何隱患?請(qǐng)看三位專家的見(jiàn)解: 錢元?jiǎng)P 中國(guó)照相機(jī)權(quán)威數(shù)碼影像專家 黃慧雄 色彩管理和后期輸出專家 譚欣 【攝影之友】資深器材編輯 譚欣: 我發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有意思的現(xiàn)象,幾家數(shù)碼相機(jī)大廠,仍然在以提升像素為主要賣點(diǎn),口袋型數(shù)碼相機(jī)的像素已經(jīng)高達(dá) 1500 萬(wàn),而全畫幅的數(shù)碼單反則達(dá)到 2000 萬(wàn)以上,但另外一些廠商則表示要停止像素提升,轉(zhuǎn)而對(duì)感光元件進(jìn)行改良來(lái)提升畫質(zhì)。 錢元?jiǎng)P: 目前口袋型數(shù)碼相機(jī)的 2/3 英寸的感光元件,做到 1200 萬(wàn)像素的時(shí)候,兩個(gè)像素間距為 2 微米,有一個(gè)光學(xué)現(xiàn)象就是鏡頭光圈孔徑越大衍射斑就越大,對(duì)于 2 微米的像素間隔,在 F8 光圈時(shí)一個(gè)衍射斑里會(huì)有 2 個(gè)像素,這時(shí)候分辨率下降就十分厲害,而且光圈越小,分辨率就越低。這時(shí),有些光圈值就不能用了,我們可以算出,當(dāng)像素達(dá)到 1300 萬(wàn)時(shí),最大可用光圈為 F5.6,現(xiàn)在很多廠商居然在 1/2.5 英寸的感光元件上做到 1400 萬(wàn)像素,這時(shí)候,最小可用光圈為 F4,而廠商依然在數(shù)碼相機(jī)上做到 F8 以下的光圈,就是因?yàn)椋绻挥?F2.8 和 F4 兩檔光圈,這樣的相機(jī)肯定賣不出去?,F(xiàn)在很多高像素的數(shù)碼相機(jī)都在最大光圈時(shí)畫質(zhì)最好。在五年以前,300 萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)在 F11 光圈時(shí),畫質(zhì)就下降的一塌糊涂了,就別說(shuō)現(xiàn)在 1000 萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)了。 黃慧雄: 確實(shí)現(xiàn)在民用口袋型數(shù)碼相機(jī)在像素提升上會(huì)很大程度受到鏡頭的光圈衍射影響,這是一個(gè)普通的光學(xué)現(xiàn)象,并不能通過(guò)技術(shù)手段來(lái)有效解決,廠商是不會(huì)主動(dòng)告訴消費(fèi)者這個(gè)問(wèn)題的,因?yàn)橄鄬?duì)于其它技術(shù),提升像素是最直接的升級(jí)和促進(jìn)購(gòu)買的手段。 譚欣: 那么全畫幅的數(shù)碼單反呢? 現(xiàn)在已經(jīng)突破了 2000 萬(wàn),我估計(jì)很快就會(huì)突破 3000 萬(wàn),最終會(huì)升級(jí)到 4500 萬(wàn)像素。那么在 3000 萬(wàn)像素時(shí),單反鏡頭是否會(huì)需要更新來(lái)獲得對(duì)高像素分辨率的支持? 錢元?jiǎng)P: 我們還是用之前的那個(gè)公式來(lái)計(jì)算,因?yàn)槲锢憩F(xiàn)象造成的影響是不會(huì)改變的??梢钥吹饺鶖?shù)碼單反像素為 2100 萬(wàn)時(shí),最小可用光圈為 F19。如果像素提升到 4000 萬(wàn),像素間距為 3 微米,最小可用光圈為 F8??梢?jiàn)光圈衍射對(duì)于像素提升是有非常大的制約。 黃慧雄: 現(xiàn)在的數(shù)碼單反在鏡頭制造方面不得不面臨光學(xué)衍射的問(wèn)題,為了保證景深,鏡頭上必須配備足夠小的光圈來(lái)保證拍攝到的物體都清晰,這時(shí)候通過(guò)提升像素,會(huì)影響到鏡頭的設(shè)計(jì),就是不能讓分辨率下降而且還要能夠使用小光圈,目前還沒(méi)有廠商有很好的解決方案,我們可以看到一般鏡頭都是到了 F11 后畫質(zhì)就開(kāi)始下降,有一些鏡頭在 F8 以后就開(kāi)始下降了,而 F8 光圈在全畫幅數(shù)碼單反上是無(wú)法保證景深的。 譚欣: 另外一個(gè)方面,就是噪點(diǎn),提升像素后,像素間距減小,像素間電子會(huì)隨著溫度升高發(fā)生遷移而造成噪點(diǎn),對(duì)于圖像來(lái)說(shuō)有非常大的影響。那么數(shù)碼單反還有多少空間余地來(lái)容納像素的同時(shí)還能保證比較低的噪點(diǎn)表現(xiàn)? 錢元?jiǎng)P: 如果把全畫幅數(shù)碼單反的像素做到 4000 萬(wàn),像素間距就和當(dāng)初IXUS3-400 萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)的像素間距差不多,如果沒(méi)有降噪手段,恐怕在 ISO400 時(shí)就無(wú)法令人接受了。 黃慧雄: 這也是為什么現(xiàn)在幾乎所有廠家的數(shù)碼單反都換用 CMOS 感光元件的原因,因?yàn)橄袼孛芏仍龃蠛螅泄庠?huì)大量發(fā)熱,發(fā)熱是噪點(diǎn)形成的一大原因,而 CMOS 比 CCD 有更低的發(fā)熱量。 譚欣: 那么是否我們可以預(yù)見(jiàn)會(huì)隨著像素值的提高,各大廠商會(huì)推出新款鏡頭來(lái)彌補(bǔ)老鏡頭的不足? 錢元?jiǎng)P: 很多對(duì)數(shù)碼優(yōu)化的鏡頭,對(duì)于分辨率基本上沒(méi)有優(yōu)化,因?yàn)槭艿窖苌?,相差的影響,分辨率很難再提升,而現(xiàn)在一般優(yōu)化的是針對(duì)廣角端的優(yōu)化,可以使得光線更加接近垂直的入射,從而降低衍射和相差的出現(xiàn)。 黃慧雄: 現(xiàn)在很多廠商在做一件事情,就是通過(guò)相機(jī)內(nèi)部軟件修正鏡頭產(chǎn)生的各種缺陷,比如畸變?,F(xiàn)在很多相機(jī)內(nèi)部都有鏡頭信息,每個(gè)鏡頭的固有缺陷,都可以通過(guò)相機(jī)內(nèi)部的軟件進(jìn)行修正,這也是鏡頭發(fā)展到現(xiàn)在無(wú)法在光學(xué)上進(jìn)行突破而采用的另外一個(gè)途徑。 錢元?jiǎng)P: 像素提升肯定有限度,其實(shí)現(xiàn)在不管是 1000 萬(wàn)的口袋型數(shù)碼相機(jī)還是 2000 萬(wàn)的全畫幅數(shù)碼相機(jī),像素在一般使用都完全夠用,如果再提升,分辨率不會(huì)隨之提高,反而會(huì)下降。 黃慧雄: 其實(shí)我很希望眾多廠商都發(fā)展類似 FOVEN 的 X3 感光元件的形成,那樣可以很好地提升圖像質(zhì)量。采用多層感光技術(shù),可以很好地解決現(xiàn)有的一些問(wèn)題。 |
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