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APS-C大尺寸影像传感器的高感优势 PChome

作者:时间:2012-03-27来源:网络收藏

一、什么是数码相机的感光度?

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/160898.htm

感光度,在胶片时代是指感光材料产生光化作用的能力。和传统胶片相机一样,采用电子元件构成的数码相机也有感光度概念,它的计量单位也沿用了胶片时代的“ISO”规格。

曾经胶卷每一卷都拥有自己固定的感光度

在胶片时代,ISO感光度实际表明银盐颗粒与光线发生化学变化的速度,而在数码相机时代,ISO高低用来体现将光变化为电信号后对其放大增益的大小。通俗的来说,较低的感光度是对转化的电流信号增益较小,信号相对纯净;而光度则正好相反,电流信号增益的幅度比较大,信号量更大。但在这种情况下,信号中因为放大增益产生的杂讯也会相对较多。这种特性反应到画面上时,就会产生低感光度的画面因为信号杂讯少而画面干净细腻;光度画面则因为增益放大后的信号中杂讯干扰多,画质也会出现出现较强的颗粒感和伪色杂讯等。

二、光度到底有哪些优缺点?

为什么我们要用到较高的感光度呢?在光圈大小已经固定,我们又无法改变外界光线强度的情况下,采用更高的感光度就能让相机的曝光时间缩短(即快门速度越快)。高速快门能帮助我们在拍摄中达到两种目的:

索尼NEX-C3拍摄

第一种是用于凝固精彩瞬间。当我们在拍摄一些运动场景或者在街头抓拍时候,往往就希望相机的快门速度能更高一些。这样我们就能拍摄下诸如运动员跃起在半空中或者捕捉到漂亮美眉不经意间回眸一笑的精彩画面。反之,如果没有高速快门,那么留在照片上的可能只有一个模糊的影子;第二种应用则多出现于夜景拍摄或者光线较暗的室内拍摄。我们常常遇到这样的情况,想要拍摄一张漂亮的夜景人像照片,但一来手头没有三脚架可以稳定相机,二来如果打开闪光灯,往往会拍出人脸惨白,背景漆黑一片的照片。而在这种情况下,如果你能够灵活使用较高的相机感光度进行拍摄,那么久可以获得一张即明亮清晰又能忠实再现现场环境光线氛围的漂亮夜景人像。

高感光度帮助你拍下带有自然光线氛围的美丽夜景

索尼NEX-5N拍摄

但凡事有利就有弊,数码相机的高感光度与传统胶片遇到的情况一样,即越高的感光度就越容易出现在画面上出现颗粒噪点与伪色信号(也就是画面中挠人的杂色,以红绿、红蓝、蓝黄最为常见)。使用高感光度,你一方面能享受到更高速快门带来的瞬间凝固效果与清晰自然的夜景画面,一方面又不得不付出画面不再细腻,颗粒感增加,甚至画面中出现恼人的斑驳伪色信号的代价。那么,到底有没有一款相机能够做到既能拥有足够高的感光度,同时画面质量又不会明显下降的相机呢?

三、数码相机的高感光度发展史

事实上,用户的这种期望正是各大数码相机厂商不断努力研究的方向。而纵观十多年来数码相机产品的发展,在保持良好画质的同时又不断的将感光度指标向上推进。而一款相机如果又能实现极高的感光度,同时其画质还能保持很低的颗粒感并基本察觉不到多少伪色信号,那么我们就会认为这是一款在画质上非常优秀的相机。

2001年使用一款150万像素数码相机在ISO 200下拍摄

画面暗部满是颗粒噪点

我回忆了一下,我在2004年前使用的数码相机大多最高感光度只能到ISO 1600,这还只是机身设置的理论极限值。事实上,大部分相机使用ISO400或以上感光度拍摄的画面就已经惨不忍睹,完全没有什么实用价值。随后几年间,随着数码影像技术的不断发展,特别是影像(CCD/CMOS)技术的发展与影像处理器(处理引擎)运算能力的提升,使得以数码单反相机为首的专业/准专业机型的高感光度性能得到迅速提升。在大部分情况下,ISO 1600的画质已经可以放心使用,而部分高端型号则可以把可用画质的极限提升到ISO 3200以上。

即使是在ISO 3200下,噪点也很小

到2010年前后时候,随着高端专业数码单反相机开始使用135全画幅感光元件,而消费级别DC开始使用背照式CMOS元件后,数码相机的高感光度性能再次得到飞跃。在专业领域,体育摄影记者首次依靠昂贵且庞大的专业相机捕捉到了高速移动中的花样滑冰运动员脸部特写;而在民用领域,普通消费者也终于依靠采用类似索尼NEX这样的新一代微单相机享受到了无三脚架、无闪光灯自由夜拍的乐趣。

四、如何选择一款兼具高画质高感光度的数码相机?

那么,我们应该如何才能选择到一款既能实现高感光度又能保持低噪点高画质的相机呢?除了应该记得选择一个可靠的大品牌外,通常我们建议大家注意一个与感光度有根本性关联的指标:影像大小。我们知道,数码相机高感光度是依靠提高影像传感器转换的光电信号增益实现的,而之所以高感光度下会有颗粒噪点与伪色信号出现,主要是因为放大增益后原始信号中杂讯也被放大,而影像传感器上每一个感光元件(像素点)受光面积越小,就越容易产生杂讯。而排列过于紧密的像素点元件之间电气干扰也是这种杂讯的重要来源。简单的说,感光元件(像素点)表面积越小、排列越紧密,那么信号中的杂讯也就越多,再经过高感光度增益放大后杂讯问题也就益发突出,表现到画面上就是颗粒感与伪色越明显。

可想而知,由于影像传感器的整体面积大小不同,相同或者近似像素的影像传感器上的感光元件单位面积与排列的紧密程度也会有明显差异。比如同样以1600w像素这一目前主流像素值而定,如果把这么多元件安装在比较小型的影像传感器上,每个感光元件(像素点)的表面积就变得非常小。

比如消费级别DC常见的1/2.3英寸规格,那么单个像素点的边长仅为1.2微米;尼康微单相机采用的CX尺寸影像传感器即使把像素压缩到仅有1000万,但单个像素点边长也只能达到3.4微米。奥林巴斯和松下公司倡导的M4/3规格影像传感器面积更大一些,边长则为3.6微米。而像索尼NEX微单相机采用的尺寸影像传感器上的像素点边长则能达到4.78微米,要比前者大出许多。正是由于尺寸影像传感器拥有更大的表面积,元器件之间的排列也可以相对宽松,所以索尼NEX系列微单相机影像传感器获得信号杂讯会比其他较小尺寸影像传感器的相机要少。也正是因为如此,即使是使用索尼NEX系列微单相机在高感光度下拍摄的照片也明显比其他对手的画面色彩更纯净、细节更丰富!

当然了,如果想要进一步的扩大影像传感器的面积以求获得更强的高感光度性能,我们就要动用135传统胶片尺寸甚至更大规格的中画幅尺寸影像传感器了。但是这些大型影像传感器所对应的相机机身通常也非常庞大且售价惊人,并不适宜一般摄影爱好者和普通家庭用户使用。

因此,在目前情况下,我们只要选择了采用尺寸画幅感光元件的数码相机,就能在维持机身合理体积/价格的同时拥有尽可能出色的高感光度画质。



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