畫素競爭下的真相 ---- 1/3 吋 CCD CMOS 作成 400萬畫素是否是正確選擇

bv2fb · 2013-02-20T22:40:50+08:00

HTC但這次大膽嘗試新像機概念，將CMOS影像感應器之面積升為 1/3吋，畫素降為 400萬。行動大膽，這種 PM 決策到底是對是錯。消費者要如何從眾多似是而非的雜訊中取得正確的資訊以供判斷。畫素的迷思，人眼到底需要多少畫素才能感覺舒服。一個人那樣高的超級漂亮海報燈箱，它的原圖很少含有超過 100萬真實畫素。經過三色或七色分色噴印後也是只有1000~3000 萬個畫元 (color Sub-pixel)。那在 1920X1080 27吋螢幕，及 3~5 吋小液晶螢幕上需要多少真實畫素。才能感覺清晰。下面這張圖只有600X400= 24萬畫素，是 400萬的 16分之1請按 CTRL+滑鼠滾輪將他縮為4.7吋對角線 (就是你食指到拇指端長度)看看夠不構精細。一個畫面的品質主要是由解析度、對比動態、色飽和、訊噪比....... 決定。解析度 : 主要是由CMOS畫素及玻璃鏡片品質決定。對比動態: 主要是由 CMOS 每個畫元面積加上製程能力決定。色飽和 : 主要是由CMOS 濾光膜及玻璃鏡片品質決定訊噪比 : 除上述外 CDS AGC-AMP DSP 室溫電磁干擾及所有電子元件都有關系。其中則以動態比對畫質影響最大。有人說沒有解析度，動態有何用? 其實解析度也是一種小區域動態比。以現在的主流手機大小厚度，1/3吋CMOS 相機幾乎是極限尺寸，1/2吋或更大之CMOS雖更好，但很難塞入，火山口會很大。 1/4吋體積雖小但會損失動態 33%，所以可能會被漸漸放棄。甚麼是動態舉起你的手機、小相機、拍一下路邊紅綠燈及小綠人，疑!! 怎麼變成小白人，紅綠燈怎麼變成白、白燈加紅綠框。相機壞了嗎? 回家換價值15萬元的高級單眼相機 D-800 加高級鏡頭 24-70mm F2.8 再照一次，噯! 怎麼還是一樣，縮小光圈再照一次，還是一樣，再縮小光圈看看..................這就是動態不足，因為 CMOS 上的三色資訊已全部飽和而無法分出顏色。人眼之桿狀體等效ISO感度約在 800~1600 左右，錐狀體等效 ISO感度約在100~200左右，因人而異。又因網膜上面的感光化學成分可以在30~180秒鐘替換成另一組藥水，所以在暗處一段時間後，ISO 感度會再提高，但是色分辨力會大幅降低。(所以很多夢是黑白的可能是因為比較省電、省記憶體。)人眼之瞳孔光圈一說是約在 F=1:1~1:8 左右，也有一說是 F1:8~1:11 它是用人肉做的自動光圈。在一般生活範圍應可以假設約在 F=1:8 附近網膜底片之動態比因種族而異，有一說是 1,000,000:1 但我認為可能高估了，那可能是含瞳孔自動光圈，加大腦 HDR 多張影像組合計算後的動態-動態比。人眼如果瞳孔不縮放，眼睛不亂動，只看一次，不用大腦做動態 HDR 影像組合，其動態應在 1000:1 ~3000:1 附近。那相片、海報燈箱、螢幕要做到多少對比才能使人眼感到愉快呢?實測結果是要 50:1 以上的動態才能使麻瓜的眼睛覺得可以接受，要 100:1 以上動態才能使經過訓練的眼睛覺得好看。但是既然人眼的本質動態可達 1000:1 以上。那麼它的視覺經驗是可以訓練的，一旦大家都看到過動態好的像片，就回不去了。當人們都發現"對比動態" 比 "解析度"重要時，一場眼球革命即將開始。所以CMOS可能會越用越大，直到能產生 1000:1 之影像。當然如果出現像 BSI那種將感度提升3倍之新科技，就更好，假如類似 Foveon 的方法有大突破，就又有機會再提升2~3倍，順便也可解決 Color Bayer

Cudacke Dees

89分

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Cudacke Dees

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文章編號：42171897

chansilee wrote:
依您PO的圖的狀況
如果白光打在9號上
的確9號會得到白光

那麼看看他隔壁了兩個鄰居呢???
1號會得到藍綠各一格
2號得到紅綠各一格

這邊界處原先應當是灰色的過度帶
可是被sensor解析出來卻變成了彩色(前者缺紅、後者缺藍)
這不正是因為顏色資訊不足的關係嗎???
也就是大家所說的假色嗎???
那為什麼會有假色
歸結出來還是因為資訊點不足的關係

哪來的灰色地帶.....??
你都可以只有九號受到白光,
白根黑的交界剛好切邊沒有過度了....

偶這樣講這麼淺白...
你應該能夠理解了吧??

Haily

3487分

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Haily

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文章編號：42174807

早上起來視力比較好! 我們再來看看專家提供的800&800E

看看32的位置, 放大圖
800

800E

直觀上就已經可以感受到OLPF對解析度的影響, 800好像蒙一層紗.
另外有玩過鏡頭的攝影愛好者應該都有聽過鏡頭的色差吧
請看文字32的黑白交界弧形邊緣, 無論是800或800E, 字的邊緣右邊是黃光, 左邊是綠光
一般來說馬賽克現象不會這麼均勻的出現在邊緣, 不然不叫"馬賽克"
而左邊的直線閘上的色差也很均勻的左右左右包著線
基於上述觀察, 比較像是光學系統的色差

所以在我看了摟主的照片, 覺得NIKON對800E上面OLPF的改進做的不錯.

Simon_shih

688分

733樓

Simon_shih

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文章編號：42190955

Haily wrote:
早上起來視力比較好! 我們再來看看專家提供的800&800E...(恕刪)

如果有人直接看這一篇, 一定以為那些直線本來就是彩色的(800E彩度還滿高的). 那些線應該都是黑的吧?

光學系統有可能出現錯色, 但應該不會是這種錯法,因為一邊黃一邊綠的錯色, 正是byer感影器的特色(我前面有推導過.)

有人可以形容一下光學錯色是怎麼樣一回事嗎? 我想像是三種原色都可以用三稜鏡分光了, 鏡頭的透鏡當然可能有分光效果, 只是這種效果應該是以鏡頭正中心點為圓心, 向外放射, 越遠離近中心點錯色越明顯.

很簡單的推理, 因為在鏡頭中心點附近光根本就沒有折射.

http://picasaweb.google.com/HsiuChe.Shih

elb

0分

734樓

elb

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文章編號：42208660

Simon_shih wrote:
如果有人直接看這一篇...(恕刪)

你指的是軸向與橫向的色差(axial and lateral chromatic aberration)嗎?
跟光的顏色不同,光波長不同,對應到lens的折射率不同,
所以含有RGB三色的光對應到lens的折射率不同導致色差.
你說的沒錯,lens的中心點附近可以說是看不出來有色,因為沒有折射.
就跟筷子直插或斜插在水裡的道理一樣.
這在光學的書都會提到,補償方法有多鏡片組的方式,
或是lens表面做個繞射元件,
或是讓aperture stop小一點可以降低,因為靠lens中心點色散越不明顯吧.
要完全消除不容易,
精密機械工業技術要好才有機會.

maxvipworld

28分

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maxvipworld

個人積分：28分

文章編號：42209954

相機的pixel是怎麼定義的，容忍光粒子進入的極小體積，
各家在製作時不同大小(製程也會有影響)，也有可能不同排列，有可能不同形狀，
實際輸出的pixel會不同，那乾脆用CMOS上的，切割後最小的體積，即一格格的。
CMOS的限制是經過瀘色片後，只能有一種顏色，所以就以那一格格定義的加總作為總pixels。

Cudacke Dees

89分

736樓

Cudacke Dees

個人積分：89分

文章編號：42210032

maxvipworld wrote:
pixel是怎麼定義的，容忍光粒子進入的極小體積，
各家在製作時不同大小(製程也會有影響)，也有可能不同排列，有可能不同形狀，
實際輸出的pixel會不同，那乾脆用Digital Sensor上的，切割後最小的體積，即一格格的。
Digital Sensor的限制是經過瀘色片後，只能有一種顏色，所以就以那一格格定義的加總作為總pixels。

http://en.wikipedia.org/wiki/Pixel

maxvipworld

28分

737樓

maxvipworld

個人積分：28分

文章編號：42210158

Each pixel is a sample of an original image
那和CMOS上的有什麼不同
他是用圖像為定義，
我是指相機原始的，也就是elements=pixel，
還記得SIGMA是三層嗎，
這樣SIGMA，就可說它是1XXX萬。
它不也是垂直堆疊嗎，用圖像，那它應該是4XX萬囉。
黑白，只是記錄亮度值。
你回得太快，我要改時就來不及，謝謝囉XD

Cudacke Dees

89分

738樓

Cudacke Dees

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文章編號：42210401

maxvipworld wrote:
Each pixel...(恕刪)

Why don't you at least finish reading a complete section first?
see the [] around a number?
That's called reference so if you do have more question then read further first.

"http://en.wikipedia.org/wiki/Pixel

"In digital imaging, a pixel, or pel,[1] (picture element[2]) is a physical point in a raster image, or the smallest addressable element in a display device; so it is the smallest controllable element of a picture represented on the screen. The address of a pixel corresponds to its physical coordinates. LCD pixels are manufactured in a two-dimensional grid, and are often represented using dots or squares, but CRT pixels correspond to their timing mechanisms and sweep rates.

Each pixel is a sample of an original image; more samples typically provide more accurate representations of the original. The intensity of each pixel is variable. In color image systems, a color is typically represented by three or four component intensities such as red, green, and blue, or cyan, magenta, yellow, and black.

In some contexts (such as descriptions of camera sensors), the term pixel is used to refer to a single scalar element of a multi-component representation (more precisely called a photosite in the camera sensor context, although the neologism sensel is sometimes used to describe the elements of a digital camera's sensor),[3] while in others the term may refer to the entire set of such component intensities for a spatial position. In color systems that use chroma subsampling, the multi-component concept of a pixel can become difficult to apply, since the intensity measures for the different color components correspond to different spatial areas in such a representation.

The word pixel is based on a contraction of pix ("pictures") and el (for "element"); similar formations with el for "element" include the words voxel[4] and texel.[4]"