为什么说像素越高,拍照就越好

2018年6月19日13:32:04 发表评论 464 views

高像素没意义,要看也得看单个像素尺寸之类云云。这篇文章并没有进行非常深入的探讨,是我前两年写的了,主体上提供了一种思路。这篇文章针对的阅读群体仍是大众人群。


另外,随着对“噪声(Noise)”这个概念的理解深入,我们越发认为,不同画幅的设备拍照,其画质好坏很多时候可能不应该考虑像素尺寸,而应该考虑不同画幅的图像传感器前方的光圈究竟有多大的问题,这里的多大是指光圈孔径尺寸,而非F值——好比一个F1.8的残幅镜头,一个F1.8的全幅镜头,为保持相同的取景视野,其光阑直径相较,全幅相机会明显更大。


不过这里并没有要深入探讨这个问题,即便它对于佐证文章观点甚至还有那么点价值。


为什么很多人说高像素没意义


这其实很好理解,事实说明问题,就是很多超1000万像素的手机摄像头,拍出来的照片还不如某些800万像素的手机(如iPhone 5s),甚至连高像素优势所在的分辨率都不及,这还不足以说明问题吗?(而且2000万像素?拜托那么大,谁用得上啊!)


的确,探讨相同尺寸的CMOS图象传感器(比如大家都是1/3英寸),如果不在设计和工艺上做出改进,画质是会变糟的。这就要谈到可以让很多人高潮的单个像素点尺寸了:一个800万像素的1/3英寸图象传感器,单个像素点的尺寸是1.4μm;一个1300万像素的1/3英寸图象传感器,单个像素点的尺寸是1.1μm。

在图象传感器尺寸不变的情况下,被切分得越多块(也就是像素数目越大),则单个像素尺寸越小,像素密度越大。像素密度越大,临近像素产生串扰的情况也会愈发严重。什么意思?看下面这张图:


为什么说像素越高,拍照就越好


(图1)


上图图左是两个像素,一个感红像素,和一个感蓝像素。图左就是串扰的情况,即外界光在穿过透镜和色彩filter以后,它可能会穿越到其他临近像素(此例中是原本属于感蓝像素的光穿越到了感红像素)的感光二极管上——但这部分光本来是不属于临近像素的。这样像素之间就产生了串扰。这会对成像造成比较恶劣的影响。


不止是串扰,还有一些问题。看上面这张图,光线在抵达图象传感器的时候,首先要经过上面的“micro lens”,也就是微透镜。仔细观察相邻两个微透镜中间其实有个小间隔。想一想,如果外界光线是照射到这个小间隔的位置,那么这部分光就浪费了(死在了半路上)。如果说像素密度提高,这种浪费会变得愈加严重。


为什么说像素越高,拍照就越好


(图2)


还有在设计上更为现实的问题。比如说,每个像素并非所有区域都用来感光的,感光区域周围有一部分是电路,如上图左边这个围绕在黄色像素区域周围的Circuit section蓝色部分就是电路。1300万像素1/3英寸图象传感器单个像素尺寸肯定比800万像素的小了,那么这部分感光区域还要进一步缩小。手机级别的图像传感器,那点可怜的像素尺寸本身就很无奈,更何况还要让电路占据位置。


其实像素变多,但设计不变的话,还会有更多的问题产生,上面列举了几个颇重要的。下面这两张图来自国外深度拆解专家Chipworks,对于各位同学理解“像素(Pixel)”的概念是有帮助的。


为什么说像素越高,拍照就越好


(Chipworks拍摄的尼康D4单反图像传感器X光,很容易发现,每个像素的感光区域周边都还被其它乱七八糟的东西占据)



为什么说像素越高,拍照就越好



(从侧面看——也就是图像传感器一刀切下去之后从侧面观察,像素则是长这样的,最上面的那个就是micro lens,从光线照射到微透镜并进入像素,中间还有各种乱七八糟的东西)

来源:周三科技 文|欧阳洋葱  部分内容有增减  维修狮 整理发布为什么说像素越高,拍照就越好

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原文始发于微信公众号(维修狮):为什么说像素越高,拍照就越好

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