摄像头的一个重要指标是像素??

发布网友 发布时间：2022-04-22 23:59

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热心网友 时间：2023-07-01 07:53

要玩数码相机，首先就要接触象素这个概念，这篇文章的目的在于介绍象素相关的基本知识，以便我们在将来的应用中，您能正确理解这个概念。已经有很多文章介绍这个概念，但似乎我们的读者看得越多就越糊涂，否则，在某些论坛上就不会出现关于象素、分辨率等一系列概念的争执。争执的双方似乎都有理由，但往往都只看到了事物的一面。下面，我竟可能用最浅显的语言让您能‘体会’到象素和他背后系列的背景知识。

我们现在要表示一个图象了，容易想到的是，我们不可能用一种描述的语言去表示它，就好像人类在脑海里对某个场景的印象一样。要捕捉和记录一个图象，必须靠密密麻麻得点来做到，每个点承载着记录一定颜色信息的任务。对于传统的胶片来说，银盐颗粒就是完整任务的点。这些可以可以研磨的非常细腻，他们排列到底片上，小到以至于你的肉眼绝对不可能看到分离的两个不同颗粒。因此对于你来说，整个照片是连续的，觉察不到点的存在。可是假设有显微镜能看到这些颗粒，您会发现，每个颗粒具有单独的颜色，彼此只是颜色不同，在颗粒这个层次上是没有图像的概念的。

现在，利用数字化的手段，我们可以把这些可利用非常微小的电子元器件代替，而且排列的整整齐齐，但是同样，每个元器件只能表示照在此器件上光的强弱，在这个级别上同样没有图像的概念。容易想到的事，我们可以用数字来表示这些光照的强弱，于是乎，每个元器件都能给我们提供一个数值....在利用软件，把数值汇总计算出整个图像来。

这样，像素才出现了。因我们看到，这里至少有两种象素的概念存在，一个是感光器材的元器件，每个元器件可以看作一个像素。一个是汇总后生成的数字化图像的每个点可以看作象素。注意：这两者可是完全不一样的概念哦！一般来说，每个元器件只能感受三原色中一种颜色的强度，而汇总生成的图像的像素，每个象素承载了三原色（红、绿、蓝）三个通道的所有信息。所以前者不等于后者。

疑问1：为什么300W的数码相机输出的也是300W像素的图像？如果照你的说法，输出得像素应该更少才对啊？！

这里就要骂商家了，他们绝对不会耐心的给您解释二者的区别，因为越解释越糊涂。实际上，相机内的软件在利用这些电子元器件象素采集到的信息合成输出图像的时候，采用了特殊的软件方法，这种方法绝对不是简单的一一对应，事实上，相当多的信息是被计算出来的（实际上不存在）。一般来说，普通的CCD（一种感光器材）拥有2:1:1的绿色、红色、蓝色感光元件比例，这样4个元器件象素只能提供2个点的绿色信息，其他两个点，必须由这两个点计算出来，更可怜的是红色和蓝色，75%的都是软件计算出来的。这种计算方法是什么？就是大家常听说的插值。300W输出300W只能说是恰好是这样的，其实如果厂商愿意，它可以输出任意象素的图像来。富士的SuperCCD就是这样，300W的CCD可以输出600W的像素来。

CCD的感光器材分布

结论，商家宣传产品，自然哪个多就说哪个，消费者却以为都是一回事。

疑问2：那我在购买的时候要依赖CCD像素呢还是输出像素呢？

像素概念之所以纠缠不清，就是因为涉及太多东西。但是没办法，不过这一关，休想成为数码摄影之高手。

如果要简单回答，依赖CCD像素（或者CMOS,或者其他什么),这样我觉得是个敷衍的回答，在60%情况下也许是对的。如果真要回答，那么我会告诉你像素的多少其实根本决定不了任何事情，但是我这样回答又是建立在假定读者清楚插值是怎么回事的基础上，然而了解插值由必须建立在了解像素上，天！真是恶性循环。

事实上，也许中肯的回答是这样的：在同样的其他外界条件下，同样的感光设备下（同是同样尺寸的同样厂商的CCD),像素多的CCD当然比少得好，具体好多少？不知道。看出来了吧，这样的回答对于具体操作没有任何意义。

那么，也许您会提出第三个问题、第四个、第五个....请不要慌张，让我们从另外一个途径去把这个问题讲清楚。

我们之所以关心像素，其实最终的目的是希望照片更‘清晰’，清晰是一个朦胧的概念。如果要用比较严格措辞，是希望自己的照片在放大到足够大的时候，越清楚越好，也就是说希望照片能承载的信息量越多越好，细节越多越好。

如果您不同意这个终极意义的说法、观点，那么您可以退出此文章了。如果您同意，请往下继续看。

很显然，要达到这个目的，我们要考虑的东西一下子就从CCD一个指标上拓展开了，镜头的好坏、CCD的大小、质量、成像原理、电路的噪声.....所以呢，最好的办法只有一个：实际测试。

您可能会问？我们消费者，如何测试？怎么可能测试?你不是在说废话吗？好的，那我就告诉您一个直截了当的方法，最客观的测试方法是分辨率测试，就是拿实际的相机去拍摄分辨率测试样图，从拍摄结果，立刻可以定量的知道这个照片信息量（清晰度）多少，直接一步到位，达到我们评测清晰程度目的。而具体办法：访问http://www.dpreview.com，选中您的相机评测报告，里面有专门的分辨率测试项。譬如，同样是320W像素的Canon S1IS与 Minolta Dimage Z10,水平分辨率一个是1050线，一个是1150线。区别还不小呢。

可惜的是，这样的网站很少很多还是英文的。我们很难找到象这样具体的资料。那么，有没有一般性的规律呢？

关于分辨力的一般规律

上次我们讲到，一个相机照出来的照片分辨能力不仅仅和CCD的像素值多少有关，更和其他各种因素有关。那么这篇文章，我们就试图找到其中的一般规律，帮助您在选购相机的时候认清指标。

首先，我们用一个容易把我的指标把目前市面上的相机一分为二，消费机和专业（准专业）机器。划分的标准可不是厂商自吹的‘本相机是XX品牌的旗舰，面向专业用户’这样的话。而是唯一一点，感光器件的几何尺寸大小。哈哈，您一定觉得这种划分很奇怪吧？但事实是，感光器材的大小决定了：

1，单个像素上受光面积的大小。感光器材越大，分配到每个像素的受光面积越大，进入的光能量越大，收到电流、热影响相对越小，因此噪声越小；同时，单个像素的面积增大了，对于镜头分辨能力的要求自然减小了（原来要在很小的聚焦面上分离开细节，现在聚焦面扩大了）。

2，为了匹配特定尺寸的感光器材，镜头机身等都必须特别设计，感光器材越大，设计难度越大，于是乎，一般厂商只有在高档机器里面才会使用大面积的CCD/CMOS配合高成本的镜头。

3，成本和价格。根据2。

所以感光器材面积成了分水岭，目前市面上实际上只有两种机器：民用的小CCD为主的机器和专业的单反结构大CCD/CMOS机器。如果要宽松点起来，还有一种玩具性质的小像素(200W以下）小尺寸CMOS机器。我们这里讨论的DC只指前两种。

CCD面积一条线划下来，这两种机器档次绝然不同，自然要分开比较。现来看前者。

民用小尺寸CCD相机目前是主流（价格下的去嘛），包括Sony的828在内都是这种机器。那么常用的CCD尺寸无非是从2/3",1/1.8"到1/2.7"之间（这些数据都可以很容易在网络上查询到）。注意，这里是个分数，2/3"实际上就是0.667英寸，而1/2.7"则是0.37英寸。这些规格是指对角线长度，0.667英寸有多大呢？大约8.8毫米*6.6毫米左右，连键盘上一个按键的大小都没有(这就是最大的民用CCD?!)反观对比一般的专业单反相机，后者的感光器材尺寸则大的多的多,譬如最低档的Canon 300D,其CMOS感光器材尺寸为22.7毫米x15.1毫米，面积整整大了6倍！如果拿Sony 828（800W像素，2/3")和Canon 300D(600W像素)相比(很奇怪，二者价格差不多),后者的平均每个像素感光面积是前者的8倍。看出区别来了吧。

回到话题，如果都是民用机器，那么通过计算 感光面积/像素值 就可以大致知道此款机器成像质量的好坏档次，然后在这个基础上去比较同样像素档次的机器就有了标准。譬如，同样是500W像素的Canon A95(CCD 1/1.8")和Casio EX-Z55(1/2.5"),您就可以知道后者重视的是尺寸，前者是综合性能画质应该要比后者好。这种判断似乎武断，但要注意，我们这里讲的就是经验判断。

一般时尚机器为了图小，都使用很小的CCD，为了吸引消费者，却往往采用大像素值，典型的Pentax Optio S5, 500W像素，CCD只有1/2.5"大小，画质可想而知。所以如果你要时尚又要画质的话，不妨考虑选择300W就够了，不但省钱，而且够用、好用。

中档的机器一般采用1/1.8"居多，画质平平。而旗舰类，譬如Canon Pro1,828一类，采用2/3"CCD相对要好些，但价格也...

结论：
高像素的机器也许能够带来更高的分辨能力，但如果其使用的CCD尺寸没有跟上的话，其画质反而会下降，主要表现在锐度降低和噪声增加两个方面，而这两个方面反过来会让整体清晰度的表现受损。画质的好坏，可以简单的用面积/像素来大概估计。至少，您在选择机器的时候必须注意到CCD尺寸这个重要参数。
在前两集的文章中我们看到了，照片的分辨率（清晰度）取决于很多的因素，最后得到了经验性的一个规律：平均分配到每个像素上的感光面积大致决定了画质的好坏，而照片就纯粹分辨率而言（不考虑画质），基本上和感光器材像素有关，跟输出像素无关。同时我们也看到了，当像素值相差不大的时候，譬如400W和500W,画质的差异对最后效果的影像远远大于分辨率本身。这些结论能够帮助我们更加理性的抛弃唯像素至上论。

那么在今天这一篇文章中，我们将讨论最后的一个实际问题，多清晰算是够用的？

够用这个话题自然每个人都看法不一，所以我必须首先对我们讨论的目标人群做一个定性：我们假设这里在购机时候对像素值指标感兴趣的同志们，都是业余的爱好者，都是冲着非专业的普通DC去的（对这类相机定义参见上一篇文章），您的预算在10000以内。

首先看看人眼感觉的清晰和不清晰实际上是怎么回事？实际上，当越多的信息和细节集中到越小的空间上的时候，在一定距离上观看，人就会感觉越清晰。要做到越多的细节集中到越小的空间，无非由两种办法，1，把每个点的物理尺寸搞得很小，让平均长度上显示更多的点。2，这个不容易理解，就是让点与点之间的联系尽量少，打个比方，如下图，左边的一个图是一个插值放大的图，点与点之间相关性强，彼此有关连，右边的图,点与点之间的颜色就似乎没有什么规律和关系，所以显得更清楚一些。

首先我们来看第一种情况。专业的来说，衡量显示点的密集程度，用的是dpi这个单位，表示每英寸多少个点。那么，一般来说，人的眼睛能够分辨的上限是300dpi。超过这个密度，两个点挨得太紧，人眼就看成1个点了。实际上，像我等的眼睛，能有200dpi就很不错了。您觉得在您现在的显示器上显示的图像够清晰吗？那您知道您的显示器现在的分辨率吗？看看下面这个表：

我们列出了常用的模式和显示器尺寸：

--------------800x600----1024x768--1152x864--1280x1024

15"显示器------67dpi------85dpi-----96dpi-----107dpi
17"显示器------60dpi------75dpi-----85dpi------94dpi

表1

对比您现在看图的感觉，怎么样，其实如果条件2非常满足的情况下有100dpi都看上去很不错了！作为实际印刷出来的纸张，由于观看距离要比屏幕近，考虑到这个因素，那么如果原始图片足够清楚（点与点之间关系小），那么要150dpi左右就可以了。

记住150dpi这个结论。我们继续往下看:

我们还有一个条件，就是关于同样尺寸的图片，点与点之间关系越小，包含的细节越多，看起来越清晰的规律。这个不好理解，不过没关系，我们来看看以下的几个经验：

经验1，一般的CCD拍摄出来的照片，其点与点之间多少有一定像管，其实际细节分辨能力要小于输出得像素尺寸，对于普通非专业小尺寸CCD大致只能达到这样的程度：

300W 1100 +- 100线左右，具体主要要看CCD面积和其他因素
400W 1250 +- 100线左右，具体主要要看CCD面积和其他因素
500W 1400 +- 100线左右，具体主要要看CCD面积和其他因素
800W 1650 +- 100线左右，具体主要要看CCD面积和其他因素

如果按照150dpi规律，那么用这些照片去冲印大约能够到：

冲印尺寸---5'----6'----7'------8'------10'(A4)--12' 所谓屏幕质量，看看图2就明白了
300W-------好-----好--中------中----(屏幕+)---(屏幕)
400W-------好-----好--好------中-------中-----(屏幕+)
500W-------好-----好--好------好------ 中-----(屏幕+)
800W-------好-----好--好------好-------好-------中
表2

看到这幅图了把，这就是屏幕质量，屏幕质量+就是说比这个还清楚一点

如果您的相机CCD相对同档次的属于偏大尺寸的，您可以适当的增加上表的期望表现。相反，您就要适当减少您的期望了。从上面的表可以看到，如果只是家庭用用，不可能也不指望去输出A4复印纸甚至更大的尺寸，那么300W像素足够了；如果您的作品涉及投稿和商业应用可能，您应该根据具体可能的发展方向，适当的增加您对像素要求的预算；如果您希望您的照片中的佳品需要放大裱印，同时又假设您的朋友在观看您的大幅佳作的时候是把它从墙上拿下来，凑在眼皮下看，那么显然，您需要尽量大的像素值了。

那您一定要问，现在发展这么快，如果300W真的够用了，那么为什么厂商还要使劲升级呢？我的理解是，1，如果像素更多，最后输出理论上应该只会更好，既然更好，哪怕好一丁点，也是有道理的。2, 不升级哪来新的客户？

还有一个问题要提醒，就是像素越多，输出图像越大，处理图像耗费的时间和内存越大，所以要带来您PC的升级需求，这一点恐怕也是您必须面对的问题。一般家庭主流配置256-512M内存，可以应付500W以下的图片，800W就吃力了，更不要说1000多万的图片。

热心网友 时间：2023-07-01 07:54

这个回答太专业了，能把人看晕。