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像素高就是畫(huà)質(zhì)好?

 耕夫1010 2019-04-19

近年已經(jīng)有智能手機(jī)把像素提高到2000萬(wàn)甚至4000萬(wàn)的級(jí)別,讓許多非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)認(rèn)為手機(jī)的成像質(zhì)量已經(jīng)趕上甚至超過(guò)專(zhuān)業(yè)相機(jī)。但其實(shí)這里存在很大的誤解——像素多并不等同于畫(huà)質(zhì)好。

大家都知道,數(shù)碼相機(jī)核心的成像元件是圖像傳感器。

傳感器相當(dāng)于膠片時(shí)代的膠卷,接收鏡頭匯聚的光線(xiàn),形成圖像。圖像感應(yīng)器的像素越高,拍出來(lái)的圖像越精細(xì),越能耐受大幅面的打印輸出。


但同樣是2000萬(wàn)像素的圖像感應(yīng)器,可能智能手機(jī)拍出來(lái)的畫(huà)質(zhì)就不如無(wú)反。除了鏡頭素質(zhì)的區(qū)別,這里要告訴大家的是,除了像素?cái)?shù),決定成像品質(zhì)還有一個(gè)關(guān)鍵要素——像素間距。

“像素間距”是什么?


圖像感應(yīng)器由一個(gè)個(gè)的像素構(gòu)成。每個(gè)像素的集光能力會(huì)很大程度決定所捕捉圖像信號(hào)的品質(zhì),對(duì)原始圖像文件的畫(huà)質(zhì)有關(guān)鍵的影響。

決定像素集光能力的要素有很多,細(xì)分的話(huà),有像素的位置配置、表面微透鏡間隙,光電二極管深度等等,但最簡(jiǎn)單的還是看這個(gè)像素個(gè)頭夠不夠大。就好比房屋的窗戶(hù),肯定是窗戶(hù)越大,屋子里的采光越好。

像素也是,面積越大則集光能力越強(qiáng)。相同像素?cái)?shù)的情況下,像素的大小直接影響圖像感應(yīng)器的高感性能,以及被攝體層次及質(zhì)感的表現(xiàn)。

那么這里大家應(yīng)該發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題,既然這里說(shuō)的是面積為何標(biāo)題寫(xiě)的是像素“間距”?這還要從像素的基本結(jié)構(gòu)說(shuō)起。

通常來(lái)說(shuō),像素是矩陣排列,但像素之間并不是嚴(yán)絲合縫地緊密貼在一起,像素之間會(huì)有相應(yīng)傳輸信號(hào)的電路存在。而這些周邊電路到底占多大空間,一般是沒(méi)有數(shù)據(jù)可尋的。

所以,像素面積多大是沒(méi)有確切數(shù)據(jù),一般來(lái)說(shuō)公開(kāi)的數(shù)據(jù)都是相鄰像素中心點(diǎn)之間的距離,也就是這里說(shuō)的像素間距。

一個(gè)像素有多大?

可能很多人對(duì)像素的大小沒(méi)有感性認(rèn)識(shí),現(xiàn)在先讓大家了解一下一個(gè)像素到底有多大。像素是以微米為單位計(jì)算的,1μm(微米)是千分之一毫米,人的頭發(fā)的直徑大概是50μm(微米),大概1根頭發(fā)的斷面能放下10個(gè)像素。2000萬(wàn)像素,指的是圖像傳感器上有2000萬(wàn)個(gè)像素。

像素間距如何影響畫(huà)質(zhì)?

那么不同的相機(jī)像素間距有怎樣的差別呢?答案很簡(jiǎn)單,像素?cái)?shù)相同的情況下,圖像感應(yīng)器的畫(huà)幅(面積)越大,像素間距和像素大小也就越容易做大。相應(yīng)的高感光度畫(huà)質(zhì)以及層次還原也越好。

中畫(huà)幅的數(shù)碼相機(jī),如果像素?cái)?shù)是4000萬(wàn),像素間距可以達(dá)到6微米。富士的中畫(huà)幅機(jī)型GFX50S是5140像素,像素間距大概是5.3μm(微米)。

而一般的全畫(huà)幅機(jī)型如果做到5000萬(wàn)像素,像素間距大概是4μm。APS-C畫(huà)幅基本都是2000萬(wàn)像素級(jí)別,這也是考慮到像素間距可以保持一定大小,以使單個(gè)像素保持足夠的集光性能。

手機(jī)的圖像傳感器要比相機(jī)小很多,即便手機(jī)的像素也做到4000萬(wàn)級(jí)別,但單個(gè)像素的面積是非常非常小的,其集光性能可想而知。這也是智能手機(jī)雖然像素?cái)?shù)很高但成像素質(zhì)遠(yuǎn)不如數(shù)碼相機(jī)的原因。

富士傳感器進(jìn)化史


「 Super CCD 」

早在1999年,富士膠片就研制出了SuperCCD并很快將其推向市場(chǎng),發(fā)布了多款引領(lǐng)潮流的CCD數(shù)碼相機(jī)。

超輕便攜時(shí)尚DC F401

2007年發(fā)布的富士F401采用了超薄機(jī)身方形設(shè)計(jì),猶如一個(gè)別致的walkman,僅重185克,看上去纖小而靚麗。采用210萬(wàn)像素1/2.7英寸的第三代超級(jí)CCD傳感器,通過(guò)插值運(yùn)算可以得到最大390萬(wàn)像素的成像(2034X1728)分辨率,內(nèi)置了3倍光學(xué)變焦鏡頭,光圈值為F2.8-4.8,1.5英寸LCD顯示屏,最高感光度可達(dá)ISO1600

「 X系列橫空出世 」

2011年,APS-C畫(huà)幅的 X100 憑借其出眾的性能復(fù)古典雅的外觀(guān)高調(diào)上市,開(kāi)啟了富士X系列無(wú)反新世代。

此后,X-T、X-Pro 系列陸續(xù)推出,并形成強(qiáng)大全面的XF鏡頭群,逐漸成為一個(gè)完善可靠的拍攝系統(tǒng)。最新推出的富士新旗艦X-T30搭載一枚2610萬(wàn)像素的 X-Trans CMOS 4 背照式傳感器

傳統(tǒng)的前照式CMOS,當(dāng)光線(xiàn)射入像素,經(jīng)過(guò)了片上透鏡和彩色濾光片后,先通過(guò)金屬排線(xiàn)層,最后光線(xiàn)才被光電二極管接收。這樣一來(lái)最后吸收的光線(xiàn)就只有剛進(jìn)來(lái)時(shí)候的70%或更少

圖片來(lái)源:中關(guān)村在線(xiàn)

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