老狼讲习所:课时五——数码相机感光芯片简介
摄友部落
老狼利用五一黄金周进山野游,除了背着登山包,还斜挎了一个大大的摄影包,里面有数码单反相机和三只镜头,肩上还背了一个三角架。老狼以为这样显得很专业,却惨遭伙伴奚落,因为总是掉队。老狼深刻地检讨了自己的错误,错就错在经验主义——在车展上拍模特时,模特的目光喜欢盯着大个头的相机,小相机的待遇往往比较惨。不过野游却并非显摆的场合,这回终于轮到大个头相机吃亏了。关于大个头相机与小个头相机有什么区别,这还得让王琦老师来讲一讲。
数码相机的感光芯片是数码相机最重要的核心部件之一,它的性能和质量决定了数码相机最重要的摄影性能指标,如:分辨率,色位数,感光度,噪点等等,因此,有必要专门加以讨论。
数码相机的感光芯片有两种,即CCD(电耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物)。

两种感光器件各有优缺点。CCD的优势在于成像质量好,但制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂;而CMOS具有便于大规模生产、成本较低、耗电少、噪点低等优点。由于CMOS诞生较晚,初期产品成像表现差,一般都认为成像质量不如CCD。但是,随着技术进步,CMOS的成像质量已经与CCD不相上下。由于CMOS有着突出的优点,可能会成为数码相机感光芯片的发展方向。
老狼插嘴:佳能EOS D系列高档数码相机全部使用CMOS芯片。
影像感光器件成像的因素,主要有以下两个方面:
一、 像素总量
像素总量决定了图像的分辨率高低。也就是说,像素总量决定数码图像输出照片的质量和放大倍率。300万像素的文件可以在数字彩扩机上输出10英寸左右的照片,而500万像素的文件能够制作15英寸左右的照片。
在谈到数码相机时,大多数人都有一个习惯——第一句话就是了解多少万像素。不可否认高像素的作用,但是如果从来都没有输出大幅面照片的需要,选择过高的像素不仅在经济上不划算,在技术上也无法享受到明显的提高。
二、 感光器件的面积
感光器件面积越大,单个像素面积就越大,像素之间的间距也越大。因此,在相同的条件下,接受的光线就越多,能记录更多的图像细节,各像素间的噪讯干扰也更小,图像质量自然会明显提高。
目前,数码相机的像素总量不断向上攀升,业余型数码相机的最高像素量已达到700万像素,在像素总量上已大大超出了一般家庭摄影需要。但是,这些高像素CCD芯片的面积却并没有增加,因此,由于感光器件在面积上的局限,使单个像素的质量不仅没有提高,反而有所下降。例如索尼1/1.8英寸的700万像素CCD,在如此小的面积上集成了如此多的像素,画面的噪音因此而增加,反而不如500万像素CCD的噪点更低。因此,业余型数码相机在今后的发展方向应该是扩大感光器件的面积,而不是继续在相同的面积上盲目增加像素。

感光器件的大小直接影响数码相机的体积和重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小,而越专业的数码相机,CCD/CMOS尺寸也越大。感光器件的面积与成像效果是成正比的,它直接影响了诸如景深变化等成像要素,也最终影响了成像效果。因此,超薄、超轻的外形的代价,是成像品质的下降。
老狼插嘴:单反相机之所以高档,其实并不在于它可以更换镜头,更主要的是因为它的CCD/CMOS面积要远远大于消费级的小DC,因此才便于实现背景虚化等效果。假如小DC也能拥有这么大面积的感光器件,老狼宁可不买单反数码相机,因为老狼喜欢旅游,而单反机身和镜头都太重了。但这个愿望几乎是不可能实现的,因为成像面积与焦距也成正比,只要感光面积加大,与之相配的镜头也会随之加大。看来相机外形与成像效果兼顾是两难的。