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傳感器大小 相信很多攝影愛好者在選購相機(jī)時除了會去了解相機(jī)的品牌、外觀、以及各種眼花繚亂參數(shù)外，還會特意的去留意相機(jī)的感光元件。作為數(shù)碼相機(jī)最核心的部件，感光元件無疑肩負(fù)著相機(jī)最重要的使命。與傳統(tǒng)相機(jī)相比，傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”則是其感光元件，感光元件的好壞會對照片成像質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。正因為如此，筆者今天就來和大家來聊聊關(guān)于感光元件的那些事。
在數(shù)碼相機(jī)出現(xiàn)以前，膠卷是照片唯一的載體。它是將鹵化銀涂抹在聚乙酸酯片基上，然后卷成整卷方便使用。當(dāng)有光線照射到鹵化銀上時，鹵化銀轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏你y，經(jīng)顯影工藝后固定于片基，成為我們常見到黑白底片。然后在通過一系列的化學(xué)操作使圖像固定在照片紙上，從而形成一張照片。 在當(dāng)時，膠片有很多種不同的規(guī)格，最為常見的就是135膠片了，其尺寸是36×24mm(全畫幅就是由此而來)，一般每卷內(nèi)含36張膠片。它被廣泛的用于各種拍攝場合，相信所有的80后都記得在各大風(fēng)景區(qū)里豎立著的黃色柯達(dá)遮陽傘吧。
當(dāng)然除了135膠卷外還有一些尺寸更大的膠卷，比如中畫幅和大畫幅膠卷。中畫幅是指介于36×24mm的全畫幅及4×5英寸大畫幅之間的成像尺寸，目前中畫幅膠卷相機(jī)使用的是寬為6cm的120/220膠卷，膠片尺寸一般為60×45mm、60×60mm、60×70mm等不同規(guī)格。較大尺寸的膠片在拍攝時能記錄下更多的信息，并且在沖洗時能放的更大。中幅相機(jī)企業(yè)主要有哈蘇，祿萊（破產(chǎn)），賓得，富士等。
除此之外還有一些尺寸較小的膠卷，例如110膠卷，其畫幅只有13×17mm，由于較小的體積，所以很多朋友都戲稱其為“間諜相機(jī)”。
直到數(shù)碼相機(jī)一統(tǒng)江山的今天，許多資深攝友依然在懷念著或還在使用著膠片。膠片可記錄的色彩范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前的數(shù)碼相機(jī)傳感器，而且不需要考慮白平衡，永遠(yuǎn)不會有色彩還原的問題，可以記錄下最真實的畫面。不過因為其昂貴的洗片花費(fèi)、無法預(yù)覽所拍攝的照片以及每卷36張照片的限制，注定了它將退出歷史的舞臺。
·數(shù)碼時代大踏步的到來 在歷史的車輪中，舊事物總是要被新事物所替代。當(dāng)1986年，柯達(dá)公司發(fā)明了第一臺兆像素數(shù)碼相機(jī)時，就已經(jīng)注定相機(jī)產(chǎn)業(yè)將走向前所未有的數(shù)字化。在數(shù)碼相機(jī)時代，感光元件代替膠卷成為相機(jī)的核心，數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展道路，可以說就是相機(jī)感光元件的發(fā)展道路。一般來說在感光元件中有三個參數(shù)是需要我們?nèi)ブ攸c(diǎn)關(guān)注的，分別是傳感器的材質(zhì)、尺寸以及有效像素。
感光元件在材質(zhì)大體上可以分為兩類，一類是CCD（電荷藕合）元件；而另一類是CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體）器件。在早期的高端相機(jī)上一般采用的都是CCD感光元件，它的優(yōu)點(diǎn)是低感畫質(zhì)出色，以及細(xì)節(jié)表現(xiàn)精致，但隨之而來的問題就是CCD傳感器的制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)的成本要比CMOS高出很多。正因為這樣，在目前的數(shù)碼單反相機(jī)中大多數(shù)采用的都是CMOS傳感器，它相比于CCD來說結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)成本也要低很多，并且經(jīng)歷了長時間的發(fā)展，目前的CMOS畫質(zhì)并不比CCD差，甚至在高感成像方面還要優(yōu)于CCD傳感器。 除了材質(zhì)，傳感器的尺寸也是其重要的一個考量指標(biāo)。一般來說在同代工藝水平下，感光元件的好壞是和其尺寸大小成正比的，尺寸越大，成像質(zhì)量也就越好，但同時制作的成本也要昂貴很多。正因為這樣，所以很多相機(jī)廠商會在描述傳感器大小的時候有意將消費(fèi)者“搞暈”，這點(diǎn)筆者在后面的文章中會詳細(xì)的講到。
有效像素就不要多說了，它代表了一臺相機(jī)的最大可拍攝照片的尺寸，比如一臺相機(jī)能夠拍攝最大3000×4000像素的照片，那么我們就說其有效像素為3000×4000=1200萬。需要注意的是像素越高代表著圖片的細(xì)膩程度越高，但并不能說像素等同于畫質(zhì)，在上面的三個參數(shù)中，和畫質(zhì)關(guān)系最為密切的不是像素，而是傳感器的尺寸。
·傳感器尺寸大揭秘 雖然感光元件的尺寸是影響成像表現(xiàn)力的硬指標(biāo)之一，但許多人對感光元件尺寸的表示方法大惑不解，例如全畫幅，中畫幅之類的感光元件是使用漢字來表示的；又有些諸如APS-C畫幅,APS-H畫幅的感光元件是使用英文縮寫進(jìn)行標(biāo)注的；而更多的相機(jī)則使用的是諸如1/1.8英寸,1/2.3英寸這樣的分?jǐn)?shù)表示。那么到底在這些不同表示方法下的感光元件大小有什么不同？1/2.3比微4/3感光元件具體小多少，它們和APS-C畫幅相比又如何呢？為什么我們在談到較大尺寸感光元件時會使用毫米做單位，而談到小尺寸感光元件時卻使用分?jǐn)?shù)和英寸？ ·你的傳感器到底有多大？ 首先我們來說說全畫幅，當(dāng)相機(jī)過渡到數(shù)碼時代時，人們延續(xù)了膠片時代的標(biāo)準(zhǔn)，將采用與135膠卷相同尺寸的感光元件的數(shù)碼單反相機(jī)稱為“全畫幅數(shù)碼相機(jī)”。所以全畫幅數(shù)碼單反相機(jī)的感光元件尺寸為36×24mm。 有別于膠片時代的膠卷，數(shù)碼相機(jī)的傳感器在制造成本上要比膠卷昂貴許多倍，為了降低制造成本，以進(jìn)一步搶占中低端市場，相機(jī)廠商開始使用較小尺寸的感光元件，但問題也就隨之而來了。在一些低端的卡片相機(jī)上，廠商們出于成本考慮，將傳感器做的非常小，例如1/2.3英寸的傳感器，它的尺寸僅為6.16×4.62mm，在面積上只達(dá)到全畫幅的3.2%?；蛟S廠商認(rèn)為把它叫做全畫幅的3.2%不夠好聽，所以將其叫做1/2.3英寸，又是分?jǐn)?shù)又是英寸，無非就是想讓它聽起來更大一些。  需要注意的是，說明書上標(biāo)注的傳感器尺寸例如1/2.3英寸，它并不是傳感器的某一條邊的長度，而是傳感器對角線的長度（并且包含器件封裝外殼的寬度，實際的還要更短），一般來說的單反相機(jī)傳感器長寬比為3:2，卡片相機(jī)長寬比為4:3，通過勾股定理我們可以很容易的算出傳感器真實的長寬數(shù)值。下面筆者通過一個表格向大家詳細(xì)展示所有常見的傳感器大小。
看了上面這個圖后你一定很吃驚吧，原來卡片相機(jī)的傳感器尺寸竟然只有這么小。這也是為什么大尺寸感官元件的單反相機(jī)畫質(zhì)比卡片相機(jī)好的根本原因。那么為什么感光元件尺寸越大越好？它和像素密度之間又有什么聯(lián)系呢？那就請你接著往下看。 ·大尺寸的優(yōu)勢和焦距倍數(shù) 有些單反相機(jī)采用的是大尺寸的APS-C畫幅感光元件，而有些卡片相機(jī)采用的是1/2.3英寸感光元件，雖然它們可能都擁有1800萬像素，但是區(qū)別在于二者的單個像素寬度不同。APS-C畫幅、1800萬像素感光元件的每一個像素寬約為4.3微米，而1/2.3英寸、1800萬像素感光元件的每一個像素寬約有1.68微米。
單個像素越寬代表每個像素點(diǎn)的面積越大，通常情況下像素點(diǎn)的面積越大其捕捉的光子越多，感光性能越好，越不容易產(chǎn)生噪點(diǎn)。而像素點(diǎn)面積越小，所獲得的信息量自然也就少了，為了對其加以補(bǔ)償就必須加大電信號，而這么做又容易產(chǎn)生噪點(diǎn)。這就是為什么單反相機(jī)在夜晚的拍攝能力要比卡片相機(jī)好很多。當(dāng)然隨著科技的不斷發(fā)展，諸如背照式CMOS傳感器的出現(xiàn)，這種差距也在慢慢的縮小，雖然離質(zhì)變還有很長的路，但是我們有理由為之期待。
相機(jī)感光元件的尺寸不同還給我們帶來了一個關(guān)于鏡頭焦距轉(zhuǎn)換倍率的問題。由于目前大部分數(shù)碼相機(jī)的感光元件小于全畫幅，故數(shù)碼相機(jī)鏡頭的等效焦距比全畫幅相機(jī)鏡頭的實際焦距大得多。為說明這種差異，于是引入了焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)（Focal Length Multiplier）這一概念。如50mm的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭裝到焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.5的數(shù)碼單反相機(jī)上，實際焦距則為75mm。在實際使用時數(shù)碼相機(jī)的感光元件越小，其鏡頭焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)越大。
上面的就是各個畫幅相機(jī)的鏡頭焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)，在計算等效焦距時只需要將鏡頭的實際焦距乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)即可得出該相機(jī)的實際拍攝焦距。 ·各畫幅相機(jī)樣張對比 說了這么多關(guān)于傳感器尺寸大小的區(qū)別，為了能給讀者更加直觀的感受，筆者在下面給出了不同尺寸傳感器的實拍樣張，大家可以點(diǎn)擊圖片查看大圖。 從樣張中我們能很明顯的感受到不同尺寸傳感器拍攝效果的不同，全畫幅相機(jī)拍攝出來的照片更加細(xì)膩清晰，成像質(zhì)量很高；而相對而言，用小尺寸相機(jī)拍攝出來的照片在細(xì)節(jié)的表現(xiàn)力方面以及暗部的噪點(diǎn)控制方面做的就不是那么的完美。 ·小尺寸傳感器優(yōu)勢何在？ 當(dāng)然也并不是說小尺寸的感光元件毫無優(yōu)勢，畢竟感光元件的尺寸縮小了，與之對應(yīng)的相機(jī)體積也可以做的很小。我們就拿賓得Q來說，如果沒有里面那塊1/2.3英寸的小尺寸感光元件，相信它無論如何都不會做的這樣小巧。 拋開尺寸優(yōu)勢，小尺寸的感光元件在制造成本以及功耗水平上也都會比大尺寸的傳感器低很多。就拿制造成本來說，之所以數(shù)碼相機(jī)能夠走進(jìn)千家萬戶，之所以我們花一千多塊錢就能買到一臺數(shù)碼相機(jī)，很大程度上就是因為小尺寸的感光元件制造成本低。這點(diǎn)對于數(shù)碼相機(jī)的普及還是有很大意義的。 ·小尺寸傳感器路在何方？ 伴隨著近幾年來單反相機(jī)價格的逐步降低，三千多元的價格就能購買一臺入門級的單反相機(jī)，這樣低的售價無疑對傳統(tǒng)卡片相機(jī)產(chǎn)生了很大的沖擊。盡管這樣，但筆者依然認(rèn)為小尺寸相機(jī)還是有它存在空間的。雖說從畫質(zhì)上看，卡片相機(jī)比不過單反相機(jī)，但是它可以充分發(fā)揮其小巧輕便的優(yōu)勢，在相機(jī)的可玩性以及內(nèi)置功能的豐富度上超越單反相機(jī)。
除此之外卡片式DC出眾的便攜性也是很大的一個亮點(diǎn)，相信誰也不愿意帶著一臺沉重單反相機(jī)去爬山吧。良好的便攜性使得我們可以隨時將相機(jī)帶在身上，以免錯過那些精彩的瞬間，真正做到對生活的一種記錄。 |
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