| 出版日期：2001-10-22 总期号：1065 本年期号：80 |
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谁给像素封顶
张千里 数码相机性能飞速提高，像素不断攀升，今年第三季度，四五百万像素级数码相机开始初露锋芒。索尼、奥林巴斯、美能达在九月初推出了400万以上CCD像素的机种。从九月底开始，卡西欧、东芝与尼康也加入火热战局，新品竞相出炉将使今年下半年的市场充满一片“争高”的竞争气氛。 二三百万像素成主流 数码相机的像素数究竟高到何时才是尽头？从用户心理来说，当然是像素数越高越好。但是从用户的需求和制造成本角度而言，民用数码相机（暂不提高端专业数码相机）的像素数已经基本发展成型了。 
数码相机的内部构造是如此复杂 初级和入门级相机的需求在不断增加，民用数码相机市场将有更明确的定位。我们认为，今后的民用级数码相机在像素上会朝两个方向发展：普通消费级数码相机的像素数会保持在二三百万，高档发烧级数码相机的像素数会不断增加，最终会稳定在一个比较合理的水平，前提是不会对相机的处理系统构成较大负担，不影响操作速度、浏览回放速度。 从用户的角度来分析数码相机的像素数。普通用户用数码相机拍摄的图像，大致上有三种用途：上网、存储在电脑里和打印输出。对于前两种需求，用户主要是在显示器屏幕上欣赏，分辨率通常在1024×768以下，100万像素左右就完全满足需要。而打印输出对图像精度的要求相对较高。目前主流照片级输出设备包括彩色喷墨打印机、热升华打印机和柯达、富士、诺日士等品牌的数码输出设备。其分辨率大多超过200dpi，甚至可达350dpi，这样的精度已经赶上制版印刷了。 笔者认为，今后用户的注意力应当从像素的多寡转变到提高成像质量上。200万像素的主流，正在从1/2英寸211万像素向1/2.7英寸211万像素转换，300万像素的CCD，在尺寸不变的前提下，进化为400万像素CCD，这些实际上是缩小了单位像素的面积。CCD从1/2英寸211万像素发展到1/1.8英寸334万像素时，数码相机的细节描写能力，从单个像素的解像能力，转换为依靠众多像素来再现画面。比如在暗部的头发细节的丢失、远景建筑物上的直线不能准确还原、整个画面出现像水彩画一样颜色交错的现象。这些都是在像素由3.9微米缩小为3.45微米的时候显著表现出来的。数码相机的成像质量与单位像素的面积成正比，芯片面积越小，制造的成本就越低，而在面积只有1/2、2/3英寸左右的感光面积上排列几百万个像素点，已经让每个像素的感光面积缩小到了3-5微米。在这样的芯片面积上再增加像素数，就会带来图像信噪比降低、等效感光度降低等大量问题。为了得到更好品质的数码照片，我们应该把眼光从图像传感器的像素数转移到单位像素的尺寸上来。 数码相机的画质，取决于CCD的尺寸和像素点的尺寸，与像素数无关。原因在于，光是有一定波长的，在单位面积上能够得到的信息量是有限的。在不改变CCD面积的前提下增加像素数量，实际上获得的信息并没有增加。笔者的观点是，针对民用级数码相机，图像传感器像素最好控制在二三百万像素，并在不大幅增加成本的前提下，适当增大图像传感器的有效面积，提高图像传感器品质。如果在小幅面输出的质量上能与传统胶片工艺有一拼的话，那么胶片傻瓜相机退出市场的日子就不会太遥远了。 像素让位成像质量 我们此处讲的高档发烧级数码相机，是具有强大的摄影功能的非单反数码相机，并且具有较高的像素和出色的成像质量。这一档次的用户主要是摄影发烧友，高品质是其追求的方向。照片的精度不是一成不变的，它与照片的幅面有一定的关系。按照200dpi精度打印18英寸照片这个数据，我们得出的普通4：3幅面CCD的像素值是972万像素。如果还是采用与1/1.8英寸334万像素CCD单位像素一样的CCD的话，其面积将是原来的3倍。先不提这么大面积CCD的制造难度和成本，仅这么大面积的感光范围就需要对现有的镜头系统进行重新设计。所以随着像素数量的剧增，单位像素面积的减少将变得无法避免。单位像素面积与成像质量之间的关系将是今后超高分辨率的数码相机在发展上遇到的第一个问题。 第二个问题就是镜头是否能够将CCD的特性完全发挥出来？1/1.8英寸334万像素的CCD需要镜头的分辨率能达到145线对/mm，才能充分发挥CCD的质量。可以想象，接近1000万像素的CCD得需要多大高分辨率的镜头才能发挥这么高像素的优势？
此外，单纯提高像素数，图像文件耗费大量存储空间、成倍降低处理效率、影响相机操作速度等问题也愈发明显。同时，高像素数给数码相机的缓存、图像处理系统、下载接口以及计算机处理能力也提出了更高的要求。 从以上叙述不难看出，普通民用级数码相机将会保持在二三百万像素左右，今后的发展重点是提高成像质量。为了满足大幅面输出的需要，高档发烧级数码相机的像素在今后会有较大幅度的提高，虽然还有许多技术问题亟待解决，但是达到千万级像素应该是有可能的。 |
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