CCD是數(shù)碼相機(jī)中捕捉影像的芯片,它最初是為攝象機(jī)設(shè)計(jì)的,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,其分辨率逐步提高,色彩還原日漸逼真,到今天,百萬像素的數(shù)碼相機(jī),已經(jīng)成為數(shù)碼相機(jī)這個(gè)嶄新舞臺上的主角。世界上兩大主要的CCD供應(yīng)商IBM和SONY最近又各自發(fā)布了其最新的200萬像素(IBM,見左圖)和140萬像素(SONY,用于其DSC-D700)的CCD。
為了便于分辨CCD的優(yōu)劣,我們有必要知道一點(diǎn)CCD的基本原理。用一個(gè)形象的比喻來說明,CCD的結(jié)構(gòu)就象一排排輸送帶上并排放滿了小桶,光線就象雨滴撒入各個(gè)小桶,每個(gè)小桶就是一個(gè)像素。按下快門拍照的過程,就是按一定的順序測量一下某一短暫的時(shí)間間隔中,小桶中落進(jìn)了多少"光滴",并記在文件中(見右圖)。一般的CCD每原色的光度用8位來記錄,即其小桶上的刻度有8格,也有的是10位甚至12位,10位或12位的CCD在記錄色彩時(shí)可以更精確,尤其是在光線比較暗時(shí)。 早期的CCD是隔行掃描的,同一時(shí)刻,每兩行小桶,只有一行被測量,這樣可以提高快門速度,但圖像精度大為降低。 隨著技術(shù)的進(jìn)步,人們已能讓CCD記錄在幾十分之一秒,甚至幾千分之一秒的時(shí)間里,落進(jìn)各個(gè)"小桶"的"光滴"的量,所以,新的CCD一般都是逐行掃描的。盡管目前已經(jīng)能把CCD做到130萬甚至更高的分辨率,但這并不意味著每個(gè)像素都能捕捉每一種顏色,實(shí)際上CCD本身是不能分辨顏色的,所以,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要使用色彩濾鏡,一般地就是在CCD器件的濾鏡層涂上不同的顏色。濾鏡上不同的色塊按G-R-G-B(綠-紅-綠-蘭)的順序象馬賽克一樣排列,使每一片"馬賽克"下的像素感應(yīng)不同的顏色。例如,在一個(gè)130萬像素的CCD上,有325000個(gè)像素感應(yīng)紅色,325000個(gè)像素感應(yīng)蘭色,650000個(gè)像素感應(yīng)綠色。在一個(gè)使用這種CCD的分辨率為1280x1024的數(shù)碼相機(jī)中,有640x512個(gè)紅色像素、640x512個(gè)蘭色像素和640x1024個(gè)綠色像素,綠色像素多一點(diǎn),是因?yàn)槿祟愌劬G色的敏感性和對其它顏色不 一樣。最后在記錄圖像時(shí),每個(gè)像素的真實(shí)色彩就是它與周圍像素象混合的平均值。
另外還有一種方法,那就是Canon生產(chǎn)的CCD(例如其Power Shot系列數(shù)碼相機(jī)所使用的)所用的方法,它使用了另一種排列方式的濾鏡,它的顏色是直接涂在CCD表面的,(見左圖)其色彩是按C-Y-G-M(青-黃-綠-洋紅)的順序排列的,每個(gè)像素的最終顏色也是取其與周圍像素的平均值,但這種算法更為復(fù)雜一些。在一個(gè)分辨率為1280x1024的使用這種CCD的數(shù)碼相機(jī)中,有640 x 512個(gè)青色像素,640 x 512個(gè)黃色像素640 x 512個(gè)綠色像素以及640 x 512 個(gè)洋紅色像素。 由于采用了與眾不同的CCD工藝,Canon開發(fā)了一種新奇的節(jié)省存儲空間的圖像無損記錄方式,那就是它在POWER SHOTPRO 70上所采用的CCD原始數(shù)據(jù)方式。它記錄的CCD各像素的值是某一單色的10位的光度值,而不是計(jì)算后的24位的真彩色值,所以節(jié)省了大量的存儲空間,一幅1536x1024的真彩色圖像,只需1.9MB即可記錄,而不是TIFF格式的4.5MB。色值的計(jì)算工作,留到計(jì)算機(jī)中去完成。
根據(jù)以上的介紹,您就不難理解為什么分辨率的高低并不能完全反映CCD的質(zhì)量了,其上面像素的排列方式、濾鏡工藝、計(jì)算方法等都會給最終圖像質(zhì)量,帶來嚴(yán)重影響。
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2025/3/27 8:04:12
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