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CCD与CMOS的优劣之争

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2024年9月17日发(作者:杞饮香)

CCD与CMOS的优劣之争

如果不是大幅面CMOS的成功,我们不可能拍摄到今天如此高质量的数码照

片,可即便如此,还是有人固执地认为“还是CCD更好”、“CCD更有胶片味”,

并一味地期盼着大幅面CCD的问世。

从原理上讲,两者前端的光电转换部分是相同的,不同的是感光之后的部分。

CCD是将感光后的电荷通过移位的方式,最终移动到寄存器的末端,然后放大并

进行AD转换;移位电路不需要占用较多的硅表面即可实现,可以腾出更多的面

积用于感光,噪声相对低一些,因为感光的电信号最后集中进行处理,还能保证

较好的一致性。CMOS则是基于标准的半导体工艺,对感光后的信号直接进行放

大,再通过X-Y矩阵直接选中某一象素送到最终的AD转换部分,优点是制造工

艺简单,个别失效的象素不会干扰整个器件的工作,缺点是因为信号分别处理,

一致性差一些。

如果把两者的感光部分看作是窗户上的玻璃,那么它们的信号处理部分占用

的硅片表面就相当于窗户框,只是CCD的框窄一些、CMOS的框更宽一点而已。

早期的CMOS器件确实比CCD差了许多,但随着半导体加工技术的进步,CMOS的

框可以做得更窄,大幅面、高密度的CMOS器件也因此成为现实,并表现出良好

的图象质量;而CCD因为需要一些特殊的工艺,大幅面器件的成品率难以提高,

在应用上落在了CMOS的后面。

显然,就感光性能而言,CCD与CMOS本质上是一样的,不过是对电信号的

处理方式不同罢了,反映到最终的照片上,两者也不会有明显的区别;至于“CCD

更有胶片味”,不知道是哪位老兄的首创,更是无从谈起。

镜头的颜色问题

经常看到一些说法,某某镜头的颜色好、某某颜色准确等等,心里就纳闷:

不同的镜头还有不同的颜色?

如果说某款镜头成象更细腻,某镜头更锐利等,这容易理解,但具体到颜色

问题似乎难以解释。在黑白胶片时代,对颜色没有要求,镜头带有某种颜色是很

正常的事情,但在彩色普及的今天,似乎有点说不过去。任何镜头,最起码的要

求是对可见光有良好的透过能力,反映到最终的成象上,只会有象质的高低,实

在不该有颜色的变化。

从极端的方面考虑,不同的光学玻璃可能会带来细微的颜色变化,但它与摄

影时光线的千变万化相比,实在是太微不足道了。

胶片分为“日光型”和“灯光型”,即使通过附加的滤镜也难以适应所有的

光线,所谓颜色准确,不过是一种粗略估计的结果。数码相机好一些, “手动

白平衡”在理论上可以得到真正准确的颜色,但这时它已经“考虑”了镜头的影

响。

因此,镜头对颜色的表现,或者是基本不产生影响,或是相比之下影响甚微,

或者是影响已被(手动白平衡)消除。所谓的颜色表现如何,会不会是成象细腻或

锐利或有其它特征的另一种感觉呢?

专业出版社还在用胶片,说明“仍然是胶片最好”

一般人并不熟悉专业的机构和作业流程,总觉得有些神秘。因为他们代表着

权威,所以难免会有些崇拜甚至迷信。看到他们还在一如既往地使用胶片而排斥

数码,自然就会联想到数码不如胶片。问题的实质,可能并不是数码不好,而更

多地是因为工作上的“惯性”。

俗话说“隔行如隔山”。同样的一张报纸,现在的电脑组稿与当年的铅字排

版完全是两回事;习惯了手写稿件的记者,当无奈地用上电脑的时候,稿件有时

会“莫名其妙”地失踪,甚至 “习惯性流产”;笔者甚至见过更极端的例子:

某家使用激光照排的杂志社只接收纸质照片却坚决不收数码文件,因为他们只会

使用自己扫描的格式(大约是TIF吧),朋友的一份稿件中的数码图片,到了杂志

社之后,就经历过先打印成照片再重新扫描的荒唐过程。

就出版物的内容及质量而言,出版社无疑是权威的,但在编排、印刷的专业

知识方面则未必也那么权威,甚至可能非常低级。数码化是一场完全的革命,对

于这些习惯了传统作业方式的部门而言,要在短时间内适应这一变化恐怕不是一

件轻松的事情。如果没有来自市场或竞争对手方面的强大压力,他们主动求变的

动力也不会十分的充足。

单反镜头也跑焦?

从canon的10D开始,“跑焦”一词开始流行。在后期的一些讨论文章中,

逐渐又细分成了机身跑、镜头跑和两者都跑的“现象”。本来似乎挺明白的问题,

如此一分,却又糊涂了起来。

单反系统的重要特征之一,就是镜头的无关性。无论什么镜头,只要能接上,

它与胶片/CCD、取景屏以及AF系统的光路应该是完全一致的。如果出现跑焦,

只能说明是机身不合格,与镜头却是一点关系也不该有。至于调跑焦还得连同镜

头一起调,更是荒唐无比。

笔者在以前写过一篇关于300D跑焦的文章。"《可能找到了佳能系列相机跑

焦的真正原因》",专门讨论过跑焦的问题,就不在这里重复了。

网上有一个关于大学生做实验的故事。几个学生为了研究青蛙对于外界刺激

的反应,设计了一个实验:捉一只四肢健全的青蛙,吓唬它一下,青蛙一跃而起,

蹦出去四米之远;抓回来之后割去青蛙一条腿,再唬,这回蹦出去三米;再割一

腿,能蹦两米;剩一条腿的时候,还能蹦出去一米的距离。他们把青蛙的最后一

条腿也割下来之后,无论怎么吓唬它,青蛙再也没有任何反应,一动不动。最后,

他们在实验报告上写了下面的结论:“当把它所有的腿都割掉之后,青蛙就聋

了”!

同样的事实,却可以得出完全不同的结论。出版社坚持使用胶片稿件,不一

定就是胶片真的比数码更好;镜头“也”跑焦,却未必就是镜头的问题。

2024年9月17日发(作者:杞饮香)

CCD与CMOS的优劣之争

如果不是大幅面CMOS的成功,我们不可能拍摄到今天如此高质量的数码照

片,可即便如此,还是有人固执地认为“还是CCD更好”、“CCD更有胶片味”,

并一味地期盼着大幅面CCD的问世。

从原理上讲,两者前端的光电转换部分是相同的,不同的是感光之后的部分。

CCD是将感光后的电荷通过移位的方式,最终移动到寄存器的末端,然后放大并

进行AD转换;移位电路不需要占用较多的硅表面即可实现,可以腾出更多的面

积用于感光,噪声相对低一些,因为感光的电信号最后集中进行处理,还能保证

较好的一致性。CMOS则是基于标准的半导体工艺,对感光后的信号直接进行放

大,再通过X-Y矩阵直接选中某一象素送到最终的AD转换部分,优点是制造工

艺简单,个别失效的象素不会干扰整个器件的工作,缺点是因为信号分别处理,

一致性差一些。

如果把两者的感光部分看作是窗户上的玻璃,那么它们的信号处理部分占用

的硅片表面就相当于窗户框,只是CCD的框窄一些、CMOS的框更宽一点而已。

早期的CMOS器件确实比CCD差了许多,但随着半导体加工技术的进步,CMOS的

框可以做得更窄,大幅面、高密度的CMOS器件也因此成为现实,并表现出良好

的图象质量;而CCD因为需要一些特殊的工艺,大幅面器件的成品率难以提高,

在应用上落在了CMOS的后面。

显然,就感光性能而言,CCD与CMOS本质上是一样的,不过是对电信号的

处理方式不同罢了,反映到最终的照片上,两者也不会有明显的区别;至于“CCD

更有胶片味”,不知道是哪位老兄的首创,更是无从谈起。

镜头的颜色问题

经常看到一些说法,某某镜头的颜色好、某某颜色准确等等,心里就纳闷:

不同的镜头还有不同的颜色?

如果说某款镜头成象更细腻,某镜头更锐利等,这容易理解,但具体到颜色

问题似乎难以解释。在黑白胶片时代,对颜色没有要求,镜头带有某种颜色是很

正常的事情,但在彩色普及的今天,似乎有点说不过去。任何镜头,最起码的要

求是对可见光有良好的透过能力,反映到最终的成象上,只会有象质的高低,实

在不该有颜色的变化。

从极端的方面考虑,不同的光学玻璃可能会带来细微的颜色变化,但它与摄

影时光线的千变万化相比,实在是太微不足道了。

胶片分为“日光型”和“灯光型”,即使通过附加的滤镜也难以适应所有的

光线,所谓颜色准确,不过是一种粗略估计的结果。数码相机好一些, “手动

白平衡”在理论上可以得到真正准确的颜色,但这时它已经“考虑”了镜头的影

响。

因此,镜头对颜色的表现,或者是基本不产生影响,或是相比之下影响甚微,

或者是影响已被(手动白平衡)消除。所谓的颜色表现如何,会不会是成象细腻或

锐利或有其它特征的另一种感觉呢?

专业出版社还在用胶片,说明“仍然是胶片最好”

一般人并不熟悉专业的机构和作业流程,总觉得有些神秘。因为他们代表着

权威,所以难免会有些崇拜甚至迷信。看到他们还在一如既往地使用胶片而排斥

数码,自然就会联想到数码不如胶片。问题的实质,可能并不是数码不好,而更

多地是因为工作上的“惯性”。

俗话说“隔行如隔山”。同样的一张报纸,现在的电脑组稿与当年的铅字排

版完全是两回事;习惯了手写稿件的记者,当无奈地用上电脑的时候,稿件有时

会“莫名其妙”地失踪,甚至 “习惯性流产”;笔者甚至见过更极端的例子:

某家使用激光照排的杂志社只接收纸质照片却坚决不收数码文件,因为他们只会

使用自己扫描的格式(大约是TIF吧),朋友的一份稿件中的数码图片,到了杂志

社之后,就经历过先打印成照片再重新扫描的荒唐过程。

就出版物的内容及质量而言,出版社无疑是权威的,但在编排、印刷的专业

知识方面则未必也那么权威,甚至可能非常低级。数码化是一场完全的革命,对

于这些习惯了传统作业方式的部门而言,要在短时间内适应这一变化恐怕不是一

件轻松的事情。如果没有来自市场或竞争对手方面的强大压力,他们主动求变的

动力也不会十分的充足。

单反镜头也跑焦?

从canon的10D开始,“跑焦”一词开始流行。在后期的一些讨论文章中,

逐渐又细分成了机身跑、镜头跑和两者都跑的“现象”。本来似乎挺明白的问题,

如此一分,却又糊涂了起来。

单反系统的重要特征之一,就是镜头的无关性。无论什么镜头,只要能接上,

它与胶片/CCD、取景屏以及AF系统的光路应该是完全一致的。如果出现跑焦,

只能说明是机身不合格,与镜头却是一点关系也不该有。至于调跑焦还得连同镜

头一起调,更是荒唐无比。

笔者在以前写过一篇关于300D跑焦的文章。"《可能找到了佳能系列相机跑

焦的真正原因》",专门讨论过跑焦的问题,就不在这里重复了。

网上有一个关于大学生做实验的故事。几个学生为了研究青蛙对于外界刺激

的反应,设计了一个实验:捉一只四肢健全的青蛙,吓唬它一下,青蛙一跃而起,

蹦出去四米之远;抓回来之后割去青蛙一条腿,再唬,这回蹦出去三米;再割一

腿,能蹦两米;剩一条腿的时候,还能蹦出去一米的距离。他们把青蛙的最后一

条腿也割下来之后,无论怎么吓唬它,青蛙再也没有任何反应,一动不动。最后,

他们在实验报告上写了下面的结论:“当把它所有的腿都割掉之后,青蛙就聋

了”!

同样的事实,却可以得出完全不同的结论。出版社坚持使用胶片稿件,不一

定就是胶片真的比数码更好;镜头“也”跑焦,却未必就是镜头的问题。

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