從膠片到數(shù)碼的轉(zhuǎn)變.doc

從膠片到數(shù)碼的轉(zhuǎn)變相信很多攝影愛(ài)好者在選購(gòu)相機(jī)時(shí)除了會(huì)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(huì)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(wú)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(huì)對(duì)照片成像質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。正因?yàn)槿绱?，筆者今天就來(lái)和大家來(lái)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(shí)，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(jiàn)到黑白底片。然后在通過(guò)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。圖為：世界上第一張照片在當(dāng)時(shí)，膠片有很多種不同的規(guī)格，最為常見(jiàn)的就是135膠片了，其尺寸是3624mm(全畫(huà)幅就是由此而來(lái))，一般每卷內(nèi)含36張膠片。它被廣泛的用于各種拍攝場(chǎng)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(yáng)傘吧。圖為：柯達(dá)135膠卷當(dāng)然除了135膠卷外還有一些尺寸更大的膠卷，比如中畫(huà)幅和大畫(huà)幅膠卷。中畫(huà)幅是指介于3624mm的全畫(huà)幅及45英寸大畫(huà)幅之間的成像尺寸，目前中畫(huà)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6045mm、6060mm、6070mm等不同規(guī)格。較大尺寸的膠片在拍攝時(shí)能記錄下更多的信息，并且在沖洗時(shí)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。圖為：賓得645NII中畫(huà)幅膠片相機(jī)除此之外還有一些尺寸較小的膠卷，例如110膠卷，其畫(huà)幅只有1317mm，由于較小的體積，所以很多朋友都戲稱其為“間諜相機(jī)”。圖為：110膠卷相機(jī)和火柴的對(duì)比直到數(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(huì)有色彩還原的問(wèn)題，可以記錄下最真實(shí)的畫(huà)面。不過(guò)因?yàn)槠浒嘿F的洗片花費(fèi)、無(wú)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(tái)。產(chǎn)品：EOS-1D X佳能數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼時(shí)代大踏步的到來(lái)數(shù)碼時(shí)代大踏步的到來(lái)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(tái)兆像素?cái)?shù)碼相機(jī)時(shí)，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(shí)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(shuō)就是相機(jī)感光元件的發(fā)展道路。一般來(lái)說(shuō)在感光元件中有三個(gè)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。世界上第一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)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(huà)質(zhì)出色，以及細(xì)節(jié)表現(xiàn)精致，但隨之而來(lái)的問(wèn)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?yàn)檫@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(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本也要低很多，并且經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，目前的CMOS畫(huà)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?？逻_(dá)CCD感光元件除了材質(zhì)，傳感器的尺寸也是其重要的一個(gè)考量指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)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(shí)制作的成本也要昂貴很多。正因?yàn)檫@樣，所以很多相機(jī)廠商會(huì)在描述傳感器大小的時(shí)候有意將消費(fèi)者“搞暈”，這點(diǎn)筆者在后面的文章中會(huì)詳細(xì)的講到。普通消費(fèi)卡片和微4/3系統(tǒng)大小差別還是挺大的有效像素就不要多說(shuō)了，它代表了一臺(tái)相機(jī)的最大可拍攝照片的尺寸，比如一臺(tái)相機(jī)能夠拍攝最大30004000像素的照片，那么我們就說(shuō)其有效像素為30004000=1200萬(wàn)。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(shuō)像素等同于畫(huà)質(zhì)，在上面的三個(gè)參數(shù)中，和畫(huà)質(zhì)關(guān)系最為密切的不是像素，而是傳感器的尺寸。產(chǎn)品：EOS-1D X佳能數(shù)碼相機(jī)傳感器尺寸大揭秘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(duì)感光元件尺寸的表示方法大惑不解，例如全畫(huà)幅，中畫(huà)幅之類的感光元件是使用漢字來(lái)表示的；又有些諸如APS-C畫(huà)幅,APS-H畫(huà)幅的感光元件是使用英文縮寫(xiě)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(huà)幅相比又如何呢？為什么我們?cè)谡劦捷^大尺寸感光元件時(shí)會(huì)使用毫米做單位，而談到小尺寸感光元件時(shí)卻使用分?jǐn)?shù)和英寸？你的傳感器到底有多大？首先我們來(lái)說(shuō)說(shuō)全畫(huà)幅，當(dāng)相機(jī)過(guò)渡到數(shù)碼時(shí)代時(shí)，人們延續(xù)了膠片時(shí)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(huà)幅數(shù)碼相機(jī)”。所以全畫(huà)幅數(shù)碼單反相機(jī)的感光元件尺寸為3624mm。圖為：全畫(huà)幅單反感光元件有別于膠片時(shí)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(chǎng)，相機(jī)廠商開(kāi)始使用較小尺寸的感光元件，但問(wèn)題也就隨之而來(lái)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6.164.62mm，在面積上只達(dá)到全畫(huà)幅的3.2%。或許廠商認(rèn)為把它叫做全畫(huà)幅的3.2%不夠好聽(tīng)，所以將其叫做1/2.3英寸，又是分?jǐn)?shù)又是英寸，無(wú)非就是想讓它聽(tīng)起來(lái)更大一些。需要注意的是，說(shuō)明書(shū)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(zhǎng)度，而是傳感器對(duì)角線的長(zhǎng)度（并且包含器件封裝外殼的寬度，實(shí)際的還要更短），一般來(lái)說(shuō)的單反相機(jī)傳感器長(zhǎng)寬比為3:2，卡片相機(jī)長(zhǎng)寬比為4:3，通過(guò)勾股定理我們可以很容易的算出傳感器真實(shí)的長(zhǎng)寬數(shù)值。下面筆者通過(guò)一個(gè)表格向大家詳細(xì)展示所有常見(jiàn)的傳感器大小。格式長(zhǎng)度（mm）寬度（mm）對(duì)角線面積全畫(huà)幅362443.27864.00佳能APS-H27.918.633.53518.94尼康DX23.615.828.40372.88佳能APS-C22.314.926.82332.27佳能1.5英寸18.71423.36261.804/3英寸17.31321.64224.90尼康 1系列13.28.815.86116.16富士2/3英寸8.86.611.0058.081/1.7英寸7.765.829.7045.161/2.3英寸6.164.627.7028.461/3.2英寸4.133.055.1312.60圖為：各畫(huà)幅傳感器大小對(duì)比看了上面這個(gè)圖后你一定很吃驚吧，原來(lái)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(huà)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(qǐng)你接著往下看。產(chǎn)品：EOS-1D X佳能數(shù)碼相機(jī)大尺寸的優(yōu)勢(shì)和焦距倍數(shù)大尺寸的優(yōu)勢(shì)和焦距倍數(shù)有些單反相機(jī)采用的是大尺寸的APS-C畫(huà)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(wàn)像素，但是區(qū)別在于二者的單個(gè)像素寬度不同。APS-C畫(huà)幅、1800萬(wàn)像素感光元件的每一個(gè)像素寬約為4.3微米，而1/2.3英寸、1800萬(wàn)像素感光元件的每一個(gè)像素寬約有1.68微米。圖為：同像素、不同畫(huà)幅傳感器畫(huà)質(zhì)對(duì)比單個(gè)像素越寬代表每個(gè)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(duì)其加以補(bǔ)償就必須加大電信號(hào)，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(zhǎng)的路，但是我們有理由為之期待。圖為：背照式CMOS原理圖相機(jī)感光元件的尺寸不同還給我們帶來(lái)了一個(gè)關(guān)于鏡頭焦距轉(zhuǎn)換倍率的問(wèn)題。由于目前大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)的感光元件小于全畫(huà)幅，故數(shù)碼相機(jī)鏡頭的等效焦距比全畫(huà)幅相機(jī)鏡頭的實(shí)際焦距大得多。為說(shuō)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(shí)際焦距則為75mm。在實(shí)際使用時(shí)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。格式對(duì)角線焦距倍數(shù)全畫(huà)幅43.271.0佳能APS-H33.531.3尼康DX28.401.5佳能APS-C26.821.6佳能1.5英寸23.361.94/3英寸21.642.0尼康 1系列15.862.7富士2/3英寸11.003.91/1.7英寸9.704.61/2.3英寸7.705.61/3.2英寸5.138.4上面的就是各個(gè)畫(huà)幅相機(jī)的鏡頭焦距轉(zhuǎn)換系數(shù)，在計(jì)算等效焦距時(shí)只需要將鏡頭的實(shí)際焦距乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)即可得出該相機(jī)的實(shí)際拍攝焦距。產(chǎn)品：EOS-1D X佳能數(shù)碼相機(jī)各畫(huà)幅相機(jī)樣張對(duì)比各畫(huà)幅相機(jī)樣張對(duì)比說(shuō)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(shí)拍樣張，大家可以點(diǎn)擊圖片查看大圖。全畫(huà)幅相機(jī)拍攝樣張APS-C畫(huà)幅相機(jī)拍攝樣張4/3畫(huà)幅相機(jī)拍攝樣張1/1.7英寸相機(jī)拍攝樣張1/2.3英寸相機(jī)拍攝樣張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(huà)幅相機(jī)拍攝出來(lái)的照片更加細(xì)膩清晰，成像質(zhì)量很高；而相對(duì)而言，用小尺寸相機(jī)拍攝出來(lái)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。產(chǎn)品：EOS-1D X佳能數(shù)碼相機(jī)小尺寸傳感器優(yōu)勢(shì)何在？小尺寸傳感器優(yōu)勢(shì)何在？當(dāng)然也并不是說(shuō)小尺寸的感光元件毫無(wú)優(yōu)勢(shì)，畢竟感光元件的尺寸縮小了，與之對(duì)應(yīng)的相機(jī)體積也可以做的很小。我們就拿賓得Q來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有里面那塊1/2.3英寸的小尺寸感光元件，相信它無(wú)論如何都不會(huì)做的這樣小巧。圖為：賓得Q拋開(kāi)尺寸優(yōu)勢(shì)，小尺寸的感光元件在制造成本以及功耗水平上也都會(huì)比大尺寸的傳感器低很多。就拿制造成本來(lái)說(shuō)，之所以數(shù)碼相機(jī)能夠走進(jìn)千家萬(wàn)戶，之所以我們花一千多塊錢(qián)就能買(mǎi)到一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)，很大程度上就是因?yàn)樾〕叽绲母泄庠圃斐杀镜汀＿@點(diǎn)對(duì)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(lái)單反相機(jī)價(jià)格的逐步降低，三千多元的價(jià)格就能購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)入門(mén)級(jí)的單反相機(jī)，這樣低的售價(jià)