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數(shù)碼相機(jī)的像素越高越好嗎?千萬不要再被忽悠了!

 昵稱2344962 2016-04-23

現(xiàn)在的手機(jī)的攝像頭和相機(jī),動(dòng)輒都是上千萬的像素。商家在出一款新產(chǎn)品的時(shí)候,往往會(huì)把高像素作為賣點(diǎn)。

但是真的像素越高越好嗎?這里我要告訴你,適可而止,夠用就可以了,過高的像素可能還會(huì)降低畫質(zhì)。

那么像素的多少到底意味著什么呢?它只是決定了成像后圖像的尺寸、分辨率大小,而對(duì)畫質(zhì)的影響甚小。

這里我就以單反為例,手機(jī)的攝像頭就不重點(diǎn)說了,因?yàn)榭赐赀@篇文章之后你就會(huì)發(fā)現(xiàn)它跟單反真的不是一個(gè)級(jí)別的。

一、什么是像素

直觀的說,如果您將所拍攝的照片放大,就會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)碼相機(jī)所拍攝的照片是有一個(gè)一個(gè)單一顏色的小顆粒拼湊成的,這些顆粒就是構(gòu)成整張圖片的最小的單位——像素。你把眼睛湊近手機(jī)屏幕仔細(xì)看,也會(huì)發(fā)現(xiàn)手機(jī)的畫面其實(shí)也是由這樣一個(gè)一個(gè)的小顆粒構(gòu)成的。前幾年蘋果所謂的視網(wǎng)膜屏,其實(shí)就是把每個(gè)像素做到足夠小,讓你在一定距離外觀看時(shí),沒有顆粒感。我們最常見的戶外廣告屏,你稍微離近點(diǎn)一眼便知。

我們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的觀察是眼睛完成的,現(xiàn)實(shí)在我們眼中不是以像素的形式出現(xiàn)的。但我們拍攝的圖片要在各種屏幕上觀看,屏幕就是由許多像素點(diǎn)組成的,我們最常見的1920*1080,就是說這個(gè)顯示屏橫向有1920個(gè)像素點(diǎn),縱像有1080個(gè)像素點(diǎn)。我們都知道三基色(RGB)可以表示出所有顏色,所以每個(gè)像素點(diǎn)又是由紅綠藍(lán)三個(gè)點(diǎn)來表示顏色的。每一種顏色會(huì)從最亮到最暗分為256級(jí),用數(shù)字0-255來表示。這個(gè)第個(gè)像素點(diǎn)的顏色就可以被數(shù)字來表示,比如(255,255,255)表示白色,(255,255,0)表示(紅+綠)黃色。

所以理解了像素的意思之后,我們就知道像素越大,得到的圖文件一定越大,那么打印或顯示出來的效果一定越清晰細(xì)膩。

但是圖像上每一像素到底是什么顏色,是由鏡頭、感光元件與圖像處理器等多種因素決定的。也就是說最后這一幅圖像的成像質(zhì)量,跟像素沒多大關(guān)系,像素只代表著最后解析度的大小。

它就像一張有許多方格的十字繡白布(沒有預(yù)先畫好圖案),方格(像素)的多少不能決定你的顏色搭配(成像質(zhì)量),更不能決定能繡(顯示)出來什么圖案(圖像)。

所以你不要再被忽悠了!君不見爛蘋果用了那么多年的800萬像素,照樣秒殺大部分1200萬的畫質(zhì)。

二、數(shù)碼相機(jī)的成像原理

既然上面足以論證題目了,為什么還要說成像原理?因?yàn)槲乙獜脑砩蟻砀嬖V你,像素過高不僅不好,還會(huì)影響畫質(zhì)。

相機(jī)的成像原理,整好與顯示器屏幕的顯示原因想反。顯示器是把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)反饋給眼睛,而相機(jī)成像就是要把我們眼睛看到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),存儲(chǔ)起來。

這一段的標(biāo)題是數(shù)碼相機(jī),是因?yàn)樗鼌^(qū)別于之前的膠片相機(jī)。膠片相機(jī)是利用光子撞擊到膠片上產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來存儲(chǔ)光信息,所以它不存在像素,或者你可以說它的每個(gè)像素點(diǎn)都小到了光的極限光子的大小。不需要人為干預(yù)成像的過程,當(dāng)然也不需要圖像處理器,只要將光投射到膠片上一定時(shí)間就可以了。所以,以前的膠片不論你沖印出多大的圖像出來,都很清晰,不會(huì)有顆粒感。

但是膠片有很多缺點(diǎn),所以后來人們就用電子感光器COMS(或CCD)代替了膠片,這樣就成了數(shù)碼相機(jī)。數(shù)碼相機(jī)的像素越高越好嗎?千萬不要再被忽悠了!

而COMS就需要人為設(shè)置像素的大小了(膠片可以理解為以光子為單位)。比如將一塊COMS分割為3000*400個(gè)像素,就是1200萬像素。每一像素劃分為紅綠藍(lán)三個(gè)點(diǎn)(因?yàn)槿搜蹖?duì)綠色不敏感,一般綠色會(huì)稍大一些),然后分別用紅綠藍(lán)透鏡進(jìn)行分色感光。不同的光照強(qiáng)度,會(huì)產(chǎn)生大小不同的電流信號(hào),這些信號(hào)經(jīng)過一系列的光電信號(hào)轉(zhuǎn)化處理及調(diào)整,形成像素的顏色信息,最后將所有像素信息編碼成圖像文件存儲(chǔ)起來。這就是基本原理。

目前市場上相機(jī)的感光元件尺寸可以分為:全畫幅(35mm膠片大小,36×24mm)、半畫幅APS-C(23.7×15.6mm、22.5×15mm)、以及3/4英寸(17.8×13.4mm)、2/3(8.8×6.6mm)等幾種規(guī)格。這時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn),同樣是1200萬像素,不同的相機(jī)感光器COMS的大小完全不同,這就導(dǎo)致了每一像素所占有的感光器面積也完全不同。很明顯,同等條件下,在一定范圍內(nèi)像素的感光面積越大,得到的光信號(hào)就越多,相互間的干擾就越小,顏色信息就越準(zhǔn)確。數(shù)碼相機(jī)的像素越高越好嗎?千萬不要再被忽悠了!

在數(shù)碼相機(jī)上鏡頭光圈孔徑越大衍射斑就越大,像素衍射臨界光圈=像素尺寸/(1.22×光波波長)。人眼可見光的波長范圍為770~390納米之間,我們按中間值500納米來計(jì)算,1/2.3英寸的CCD做到1200萬像素的話,單個(gè)像素點(diǎn)的邊長約為1.5微米,在 F5.6光圈時(shí)一個(gè)衍射斑里會(huì)有2個(gè)像素,這時(shí)候分辨率下降就十分厲害,而且光圈越小,分辨率就越低。

另外一個(gè)方面就是噪點(diǎn)的問題,像素間電子會(huì)隨著溫度升高發(fā)生遷移而造成噪點(diǎn),提升像素后,像素間距減小,單個(gè)像素面積也減小。一般來說,單個(gè)像素面積越大越有利于降低這個(gè)像素的噪聲水平。噪聲水平并不僅僅只是照片上可見的噪點(diǎn),它會(huì)影響每個(gè)像素還原實(shí)際場景的準(zhǔn)確性,對(duì)于圖像質(zhì)量來說有非常大的影響。

如果把全畫幅數(shù)碼單反的像素做到 4000 萬,像素間距就和多少年前的400萬像素的數(shù)碼相機(jī)的像素間距差不多了,如果沒有降噪手段,恐怕在 ISO400 時(shí)就無法令人接受了。這也是為什么現(xiàn)在幾乎所有廠家的數(shù)碼單反都換用CMOS感光元件的原因,因?yàn)橄袼孛芏仍龃蠛?,感光元件?huì)大量發(fā)熱,發(fā)熱是噪點(diǎn)形成的一大原因,而 CMOS 比 CCD 有更低的發(fā)熱量。

綜上所述:

1、高像素不一定能帶來高畫質(zhì),并且過高的像素對(duì)圖像的分辨率、感光度、控噪能力等的提高有消極的作用。

2、相機(jī)的感光元件尺寸大小基本決定了相機(jī)的檔次,比如高端DC的CCD一定比低端的面積要大,DSLR的感光元件一定比DC的面積大,同樣畫質(zhì)也要高出很多。

3、甭管CMOS還是CCD,單個(gè)像素點(diǎn)的面積越大,散熱空間就越大,控噪能力越強(qiáng),同時(shí)像素受衍射斑的影響越小,成像效果也越好。

4、高像素是否能帶來高畫質(zhì),關(guān)鍵在于單個(gè)像素點(diǎn)的面積在常用最小光圈值下成像是否依然有足夠高的清晰度,在保證成像清晰度的情況下,像素越高,相片的細(xì)節(jié)就越豐富,層次更鮮明,畫質(zhì)也就越高。

三、我需要多大像素

平時(shí)在電腦上觀看的話,1024*768也就是80萬以上的都可以。如果洗成照片的話,下面有個(gè)表,大家可以參考一下。以后我會(huì)利用業(yè)余時(shí)間,出一個(gè)單反的快速入門教程,歡迎大家訂閱。數(shù)碼相機(jī)的像素越高越好嗎?千萬不要再被忽悠了!

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