摄影小词典

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像素

像素越多越好？其实有个前提条件

数码相机核心的成像元件是图像感应器。图像感应器相当于胶片时代的胶卷，它的像素越高，图像越精细。除了镜头素质的区别和像素数，决定图像感应器成像品质的还有一个关键要素——像素间距。图像感应器由一个个像素构成，每个像素的集光能力在很大程度上决定所捕捉图像信号的品质。决定像素集光能力的要素有很多，有像素的位置配置、表面微透镜间隙、光电二极管深度等，但最简单的还是看这个像素个头够不够大。就好比窗户越大，采光越好。像素也是，面积越大则集光能力越强。相同像素数的情况下，像素的大小直接影响图像感应器的高感性能以及被摄体层次及质感的表现。

1亿像素的价值

最近1亿像素的概念被炒得火热。但1亿像素到底在分辨率上价值如何，还要看像素间距这一参数。富士、哈苏和飞思都推出了1亿像素的中画幅机型或后背。例如，飞思基于较大的图像感应器面积，1亿像素下像素间距能达到4.6微米，像素的成像性能完全游刃有余。最近智能手机的厂商也开始导入1亿像素的概念，但缺乏大型图像感应器支撑的智能手机1亿像素是否对实际成像有所裨益还有待商榷。

像素面积≠像素间距

那么这里大家应该发现了一个问题，既然这里说的是面积，为何写的是像素“间距”？这还要从像素的基本结构说起。通常来说，像素是矩阵排列，但像素之间并不是严丝合缝地紧密贴在一起，像素之间会有相应传输信号的电路存在。而这些周边电路到底占多大空间，一般是没有数据可寻的。所以，像素面积有多大是没有确切数据的，一般来说公开的数据都是相邻像素中心点之间的距离，也就是这里说的像素间距。

像素间距越多，像素数越多才管用？

可能很多人对像素的大小没有感性认识，现在先让大家了解一下一个像素到底有多大。像素是以微米为单位计算的，1微米是千分之一毫米，人的头发的直径大概是50微米，大概1根头发的断面能放下10个像素。

那么不同的相机像素间距有怎样的差别呢？答案很简单，像素数相同的情况下，图像感应器的画幅（面积）越大，像素间距也就越容易做大。相应的高感光度画质以及层次还原也越好。

中画幅数码相机，如果像素数是4000万，像素间距可以达到6微米。比如，富士中画幅机型GFX 50S是5140万像素，像素间距大概是5.3微米。而一般全画幅机型如果做到5000万像素，像素间距大概是4微米。而APS-C画幅基本都是2000万像素级别，这也是考虑到像素间距保持一定大小，以使单个像素保持足够的集光性能。而智能手机图像感应器要比数码相机小很多，一般能做到1英寸大小就算很大了。但如果1英寸感应器像素也做到4000万级别，单个像素的面积就非常小，一般低于2微米的像素间距集光性能可想而知。这也是智能手机虽然像素数很高但成像素质远不如数码相机的原因。

图像感应器

数码图像到底是怎么生成的？

我们继续来了解一下相机成像的核心部件图像感应器的一些小知识。大家都知道，图像感应器是捕捉镜头汇聚的光线并成像的元件。这里就先来看一下它的工作原理。

上一页中，大家已经了解到，图像感应器由一个个像素构成，像素需要有较强的集光能力。但每个像素的工作不光是接收光线，更重要的是将光信号转换为电信号，只有转换成电信号，数码相机才能将信号记录为图像文件。这也就是通常所说的光电转换。

这里进行光电转换的关键部件就是光电二极管。像素聚集的光信号就是在光电二极管上转化为电荷，进而增幅为电压值输出给相机，最后构成了图像文件。这是图像感应器最基本的工作原理。

不被看好的CMOS咸鱼翻身打败了CCD

一直以来，数码相机使用的图像感应器主要有两种：CCD和CMOS。CCD这种感光元件出现于1969年，数码相机刚刚兴起的时候CCD是主流，CMOS则是后来20世纪八九十年代才出现的。一开始的时候，CMOS虽然造价低，但是信噪比不佳，画质及高感光度方面的性能不及CCD，所以并没有引起大家的重视。但随着技术的发展，CMOS解决了画质和高感的问题，自身其他优势也越来越显现出来，如今CMOS已经成为了数码相机的主流元件。

这两种图像感应器的根本区别在于，CCD是将每个像素的电荷集中在一起进行增幅，而CMOS则是每个像素的电荷单独增幅。

以上说的都是数码相机如何成像的事。无论CMOS还是CCD，又是如何捕捉到颜色的呢？从CCD到CMOS时代，图像感应器捕捉颜色也历经各種尝试和变迁。下一期我们会讲到数码相机显色的原理。