CCD指标的秘密[转]

雪千寻

　　有位同事打算购买数码相机，看中了索尼的DSC-P92，理由是，如此500万像素级别的产品，只要3000多元，够划算。
　　
　　　　很多普通的消费者，正像这位同事，在选择数码相机时，第一眼看中的就是CCD像素个数，第二眼也往往是最后一眼，看的就是价格。两者皆看中，购买的决心就基本下定了。然而，这个被许多消费者看重的CCD，却有着许多普通消费者并不了解的秘密。
　　
　　　　到底需要多少CCD像素？
　　
　　　　CCD，是英文Charge Coupled Device的缩写，中文译名即“电荷耦合器件”。从功能上看，它负责将镜头传来的光信号转换为电信号，类似于普通光学相机的胶片。
　　
　　　　CCD光电转换是通过CCD上面布满的许多感光点（MOS电容）来实现的。一张图片，就是通过这一个个的感光点来描述其色彩、亮度与灰度的。
　　
　　　　对CCD感光点，我们通常的另一种描述是“像素”。理论上，像素越多，拍摄时就能使被拍摄物的影像分得更精细，对图像的描述也会更精细。也就是说，要提高图像的分辨率，最直接的方式就是提高像素个数，即CCD感光点的个数。
　　
　　　　正是由于这个原因，CCD像素的个数，构成了数码相机成像质量的一个极其重要的决定因素——甚至，被绝大多数人当作了唯一重要的参数，尤其是在普通消费者那里，“唯像素论”已经变成了主流消费观念。开头的例子中，那位同事，就是了为500万像素，甚至连变焦能力和镍氢电池都可以容忍。
　　
　　　　那么，在实际应用中，我们究竟应该如何看待像素的个数呢？
　　
　　　　有人说，如果要达到普通35mm光学相机的画面质量，数码相机的像素至少要到千万以上。这句话的另外一层意思好像是，即使如600万像素级的高档家用数码相机，其成像质量也无法与普通的光学相机相比。
　　
　　　　但事实并不完全如此，上面的比较是不公平的，因为所有的一切皆取决于我们的应用。在一些特殊的行业，比如出版、影像、广告行业等，它们经常需要将图片放得很大。对这种应用，即时目前最先进的千万像素级数码相机，与传统光学相机相比，也捉襟见肘。而在家用领域，却极少有把照片放大到7寸以上的需求——即使7寸照片，200万像素也完全满足需要了。
　　
　　　　下面列出一组分辨率、像素与实际成像大小的关系：600×800=48万像素=3寸照片
　　
　　　　700×1000=约80万像素=5寸照片（3.5×5英寸，毫米规格89×127）；
　　
　　　　800×1200=约100万像素=6寸照片（4×6英寸，毫米规格102×152）；
　　
　　　　1000×1400=约150万像素=7寸照片（5×7英寸，毫米规格，127×178）；
　　
　　　　1200×1600=约200万像素=8寸照片（6×8英寸，毫米规格152×203）；
　　
　　　　1600×2000=约310万像素=10寸照片（8×10英寸，毫米规格203×258）；
　　
　　　　1600×2400=约400万像素=标准照片（8×12英寸，毫米规格203×304）；
　　
　　　　1600×2800=约400万像素=宽幅照片（8×14英寸，毫米规格203×356）。
　　
　　　　（注：以上分辨率是相应尺寸照片所需要的分辨率，可能与数码相机所能调节的分辨率档次略有不同。一般地，图片的分辨率乘积就是所需像素的个数。在同一相素数情况下，所能成像的最大尺寸也大致相差无几。比如，300万像素产品，其可调节的分辨率档次在数码相机中可能表现为2048×1536，也可能表现为1600×2000。）
　　
　　　　从上面的对比数据我们可以看出，对于普通家庭，如果没有特殊的放大需要，那么，300万像素应该是一个性价比都比较好的产品档次，甚至，200万像素也说得过去。如果在一种较低价位上，片面追求高像素值，那就极有可能损失相机的其他功能，而这些功能，比如变焦能力、微距拍摄能力、镜头质量、芯片处理速度等，对数码成像的质量而言，同样是极其重要的。这也是为什么有些300万甚至400万像素的数码相机，所拍摄的画面质量倒不如部分200万像素级产品高的原因。现在的一个市场趋势是，许多厂商正利用用户对像素的盲目崇拜，玩起了像素升级的游戏。当然，升级的代价是成本的迅速增高。即以索尼的P系列看，其P52、P72与P92相比，除了像素由300万增加到500万外，功能几乎没有其它质的改变，然而，就是这个像素的变化，就引起了价格从2500元到3500元的变化——几乎增加了1000元！
　　
　　　　为了迎合用户对像素的偏好，有些厂商还在插值像素上大做文章，比如说富士的SuperCCD技术。而插值像素的真面目是，通过软件运算得到新的像素数，从而提升画面的分辨率。由于新像素不是CCD的物理感光点产生的，也即不是对画面的真实描绘，虽然画面可以翻倍地增大，但画面质量必然有所降低。因而，购买时一定要搞清楚光学像素与插值像素的值到底是多少。
　　
　　　　被人忽视的CCD大小
　　
　　　　如果拿索尼的MVC-CD300与P92这两款产品放在一起比较，我们就会发现，前者是300万像素，而后者是400像素，但前者价格却比后者高了近2000元！个中原因在于，除了镜头的不同外，CCD面积的大小也是影响数码相机成像质量的一个极重要的因素。MVC-CD300是300像素，CCD面积为1/1.8；而P92是400万像素，CCD面积才只有1/2.7英寸——像素多的面积小，像素少的面积反而大。
　　
　　　　在选择数码相机时，只关注CCD像素数的消费者可能忽略了CCD面积这个更为重要的参数——可能，还有人把CCD的大小理解成了显示屏LCD的大小。而有的产品似乎也不太愿意告诉消费者这个参数，干脆不标明自己CCD的大小。
　　
　　　　CCD面积的增大意味着什么？
　　
　　　　在同样的像素条件下，CCD面积不同，也就直接决定了感光点（MOS）大小的不同。感光点的功能是负责光电转换，其体积越大，能够容纳电荷的极限值也就越高，对光线的敏感性也就越强，描述的层次也就越丰富。相反，如果感光点的体积过小，就容易出现电荷溢出的现象，使画面出现噪点。
　　
　　　　不仅如此，CCD的大小还直接决定了焦距的长短。数码相机由于CCD面积远小于传统光学相机的35mm胶片，因而，它的镜头焦距就可以做得很短。如果增大了CCD面积，则必然要带来镜头焦距的变长，这自然会提高生产的成本。同理，如果CCD小一些，那么，相机的在焦距变短的情况下，也能做出类似长焦的效果，当然，其拍摄图片的景深也会大打折扣的——这也是家用数码相机拍摄景深无法与专业相机比美的一个重要原因。
　　
　　　　基于这一点，有些数码相机玩家并不看好那种仅升级像素个数却不改变CCD大小的做法，他们认为，如果CCD面积相同，倒不如去买像素值低的产品。如果再联系上面对照表中的数据，在CCD像素处于一种浪费的状态时，这种说法不无道理。
　　
　　　　对于专业数码相机，其CCD面积往往做的比较大，比如尼康D1x，其像素仅为547万，但价格却高达3万元左右，一个重要的原因是其CCD面积高达23.7mm x 15.6mm。与之相较，我们前面说过的索尼P92，尽管其像素为400万像素，比D1x仅少100多万像素，但其CCD面积却只有1/1.8英寸（即8.1mm x 6.64mm），远远小于D1x。
　　
　　　　对于300万级的家用数码相机，一般CCD的大小为1/2.7英寸——即使400万像素级产品（如索尼的P92）达到了1/1.8英寸，但考虑到100万像素的增加，其MOS的体积并没有增加，CCD的相对面积也没有发生变化。但如果300万像素级的产品，其CCD面积却只有1/3.2英寸，那么，其成像质量肯定要打折扣；而有的虽然标称像素值很高，比如部分国产300万像素级产品，但却不肯标明其CCD大小。对于这两种情况，消费者在购买前一定要问个清楚。