图像传感器对拍摄设备的影响

  可能有人会说,那像素越高的传感器品质肯定就越好!可是这种说法并非完全正确。就好比现如今,很多手机厂商都已经将自家的产品做到了五六千万甚至上亿的超高像素。可在拍照时,摄影师们依然还是选择只有两三千万像素的相机。

懂行的都知道,图像传感器是任何一款拍摄器材成像的核心部件。大到专业摄像机、小到手机相机,图像传感器的好坏与拍摄器材的品质(以及售价)成正比关系。

  可能有人会说,那像素越高的传感器品质肯定就越好!可是这种说法并非完全正确。就好比现如今,很多手机厂商都已经将自家的产品做到了五六千万甚至上亿的超高像素。可在拍照时,摄影师们依然还是选择只有两三千万像素的相机。

  那其中的原因究竟是为什么呢?今天我们就来聊一聊这个话题。

  面积

  在相同像素下传感器面积越大,单一像素面积也越大,其信噪比提高得到的画质自然就越好。打个比方,如果将单个像素比作窗户的话,那窗户越大屋子里的光线也就越好。因此,像素的大小直接影响到了传感器的高感性能,以及被摄体层次、质感等表现。

图像传感器对拍摄设备的影响

  那相机传感器和手机传感器大小差距有多大呢?我们就拿同样为一亿像素的传感器来进行对比

图像传感器对拍摄设备的影响

  看下原图:

图像传感器对拍摄设备的影响

  然后放大看

图像传感器对拍摄设备的影响

  看到红箭头所指的左下角传感器了么?那个小小的反光体就是某手机厂商的一亿像素传感器。不难发现同为一亿像素,传感器面积的大小差别非常明显,可想而知在高密度像素的组成下,大传感器的单个像素收光能力将优于像素密度更高的小传感器,出片效果也是前者更具优势。

  #当然这里有一点要说明,尽管出片效果的差距确实存在,但并非表示手机拍摄就一无是处。毕竟有人不care上文提到的层次和质感,他们更在乎手机的便携与便捷,所以存在即合理,只要器材能满足使用者的需求即可。

  构造

  随着技术的不断提升,目前主流品牌的传感器结构正在悄悄的发生变化。传统的传感器均采用前照式结构,光线会依次经过微透镜、彩色滤光镜、电路层,最后到达光电二极管。

图像传感器对拍摄设备的影响

  而这种结构的弊端也显而易见,在光线经过层层“过滤”之后,部分光线被阻挡或者反射,能够顺利抵达光电二极管的只有原先70%不到。于是背照式结构出现了

图像传感器对拍摄设备的影响

  背照式结构便是将原先藏于底层的光电二极管调整到了电路层的前端,其优势便是能够接受到更多光线,而更充足的光线是传感器拥有更高的灵敏度和信噪比,在弱光环境下的表现相比过去提高了约30%~50%;同时电路层也无需也不用顾及遮挡光电二极管的收光面积,从而能采用更大规模的电路,实现高速传输获得更快的连拍速度及高品质视频的录制。

图像传感器对拍摄设备的影响

  可以说背照式CMOS解决了传统CMOS上的不足,理论上其感光性能可达到传统CMOS图像传感器的两倍。

图像传感器对拍摄设备的影响

  值得一提的是,富士也在近几年采用背照式结构CMOS并且还进行了改良。如富士X-T30的CMOS还专门采用铜布线,相比其他采用铝布线的CMOS而言,铜的电阻率更低,导电性更佳,易冷却,在较大温度范围内保持好的可靠性。

  X-TRANS CMOS

  除了采用背照式结构外,富士X-TRANS CMOS的另一大特色便是其独特的RGB像素排列方式。

  传统图像传感器的每个像素上,会以下图的方式来分布RGB滤镜,以感知相应的颜色。并最终通过三种颜色的组合构成图像,而这种矩阵式的排列被称为拜耳式。

图像传感器对拍摄设备的影响

  采用拜耳式排列的CMOS传感器在大多数被摄物时,并不会出现什么奇怪的现象。但若是拍摄具有规则排列表面的物品时,画面中就会出现干涉现象,也就是人们常说的摩尔纹。

图像传感器对拍摄设备的影响

  摩尔纹的出现会极大的影响视觉效果,因此厂商们的做法便是在图像传感器前加上低通滤镜,通过轻微模糊图像细节来避免规则的细小部分产生摩尔纹。可是其带来的负面效果便是会损失图像锐度以及立体感的还原。

  而富士采用了全新的RGB像素不规则排列,使X-Trans CMOS在无需使用低通滤镜的情况下,既可以抑制摩尔纹的生成,还可以避免图像锐度及立体感的损失。

图像传感器对拍摄设备的影响

  尽管无规则排列也并非完全随机,但RGB组合的位置变化后,也一定程度抑制了摩尔纹的形成,解决了画质与摩尔纹的取舍问题。

图像传感器对拍摄设备的影响

  目前,富士除了入门级相机外,绝大部分的相机均搭载了X-Trans CMOS传感器。并且包括GFX100在内,多款中高端相机的X-Trans CMOS也都已经采用背照式结构,从而大幅度提升相机的拍摄性能,给用户提供了优质的拍摄体验。

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