APS-C大尺寸影像傳感器的高感優(yōu)勢(shì) PChome

一、什么是數(shù)碼相機(jī)的感光度？

感光度，在膠片時(shí)代是指感光材料產(chǎn)生光化作用的能力。和傳統(tǒng)膠片相機(jī)一樣，采用電子元件構(gòu)成的數(shù)碼相機(jī)影像傳感器也有感光度概念，它的計(jì)量單位也沿用了膠片時(shí)代的“ISO”規(guī)格。

曾經(jīng)膠卷每一卷都擁有自己固定的感光度

在膠片時(shí)代，ISO感光度實(shí)際表明銀鹽顆粒與光線發(fā)生化學(xué)變化的速度，而在數(shù)碼相機(jī)時(shí)代，ISO高低用來(lái)體現(xiàn)影像傳感器將光變化為電信號(hào)后對(duì)其放大增益的大小。通俗的來(lái)說(shuō)，較低的感光度是對(duì)影像傳感器轉(zhuǎn)化的電流信號(hào)增益較小，信號(hào)相對(duì)純凈；而高感光度則正好相反，電流信號(hào)增益的幅度比較大，信號(hào)量更大。但在這種情況下，信號(hào)中因?yàn)榉糯笤鲆娈a(chǎn)生的雜訊也會(huì)相對(duì)較多。這種特性反應(yīng)到畫面上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生低感光度的畫面因?yàn)樾盘?hào)雜訊少而畫面干凈細(xì)膩；高感光度畫面則因?yàn)樵鲆娣糯蠛蟮男盘?hào)中雜訊干擾多，畫質(zhì)也會(huì)出現(xiàn)出現(xiàn)較強(qiáng)的顆粒感和偽色雜訊等。

二、高感光度到底有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

為什么我們要用到較高的感光度呢？在光圈大小已經(jīng)固定，我們又無(wú)法改變外界光線強(qiáng)度的情況下，采用更高的感光度就能讓相機(jī)的曝光時(shí)間縮短（即快門速度越快）。高速快門能幫助我們?cè)谂臄z中達(dá)到兩種目的：

索尼NEX-C3拍攝

第一種是用于凝固精彩瞬間。當(dāng)我們?cè)谂臄z一些運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景或者在街頭抓拍時(shí)候，往往就希望相機(jī)的快門速度能更高一些。這樣我們就能拍攝下諸如運(yùn)動(dòng)員躍起在半空中或者捕捉到漂亮美眉不經(jīng)意間回眸一笑的精彩畫面。反之，如果沒(méi)有高速快門，那么留在照片上的可能只有一個(gè)模糊的影子；第二種應(yīng)用則多出現(xiàn)于夜景拍攝或者光線較暗的室內(nèi)拍攝。我們常常遇到這樣的情況，想要拍攝一張漂亮的夜景人像照片，但一來(lái)手頭沒(méi)有三腳架可以穩(wěn)定相機(jī)，二來(lái)如果打開閃光燈，往往會(huì)拍出人臉慘白，背景漆黑一片的照片。而在這種情況下，如果你能夠靈活使用較高的相機(jī)感光度進(jìn)行拍攝，那么久可以獲得一張即明亮清晰又能忠實(shí)再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境光線氛圍的漂亮夜景人像。

高感光度幫助你拍下帶有自然光線氛圍的美麗夜景

索尼NEX-5N拍攝

但凡事有利就有弊，數(shù)碼相機(jī)的高感光度與傳統(tǒng)膠片遇到的情況一樣，即越高的感光度就越容易出現(xiàn)在畫面上出現(xiàn)顆粒噪點(diǎn)與偽色信號(hào)（也就是畫面中撓人的雜色，以紅綠、紅藍(lán)、藍(lán)黃最為常見）。使用高感光度，你一方面能享受到更高速快門帶來(lái)的瞬間凝固效果與清晰自然的夜景畫面，一方面又不得不付出畫面不再細(xì)膩，顆粒感增加，甚至畫面中出現(xiàn)惱人的斑駁偽色信號(hào)的代價(jià)。那么，到底有沒(méi)有一款相機(jī)能夠做到既能擁有足夠高的感光度，同時(shí)畫面質(zhì)量又不會(huì)明顯下降的相機(jī)呢？

三、數(shù)碼相機(jī)的高感光度發(fā)展史

事實(shí)上，用戶的這種期望正是各大數(shù)碼相機(jī)廠商不斷努力研究的方向。而縱觀十多年來(lái)數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展，在保持良好畫質(zhì)的同時(shí)又不斷的將感光度指標(biāo)向上推進(jìn)。而一款相機(jī)如果又能實(shí)現(xiàn)極高的感光度，同時(shí)其畫質(zhì)還能保持很低的顆粒感并基本察覺不到多少偽色信號(hào)，那么我們就會(huì)認(rèn)為這是一款在畫質(zhì)上非常優(yōu)秀的相機(jī)。

2001年使用一款150萬(wàn)像素?cái)?shù)碼相機(jī)在ISO 200下拍攝

畫面暗部滿是顆粒噪點(diǎn)

我回憶了一下，我在2004年前使用的數(shù)碼相機(jī)大多最高感光度只能到ISO 1600，這還只是機(jī)身設(shè)置的理論極限值。事實(shí)上，大部分相機(jī)使用ISO400或以上感光度拍攝的畫面就已經(jīng)慘不忍睹，完全沒(méi)有什么實(shí)用價(jià)值。隨后幾年間，隨著數(shù)碼影像技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是影像傳感器(CCD/CMOS)技術(shù)的發(fā)展與影像處理器（處理引擎）運(yùn)算能力的提升，使得以數(shù)碼單反相機(jī)為首的專業(yè)/準(zhǔn)專業(yè)機(jī)型的高感光度性能得到迅速提升。在大部分情況下，ISO 1600的畫質(zhì)已經(jīng)可以放心使用，而部分高端型號(hào)則可以把可用畫質(zhì)的極限提升到ISO 3200以上。

即使是在ISO 3200下，噪點(diǎn)也很小

到2010年前后時(shí)候，隨著高端專業(yè)數(shù)碼單反相機(jī)開始使用135全畫幅尺寸感光元件，而消費(fèi)級(jí)別DC開始使用背照式CMOS元件后，數(shù)碼相機(jī)的高感光度性能再次得到飛躍。在專業(yè)領(lǐng)域，體育攝影記者首次依靠昂貴且龐大的專業(yè)相機(jī)捕捉到了高速移動(dòng)中的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員臉部特寫；而在民用領(lǐng)域，普通消費(fèi)者也終于依靠采用類似索尼NEX這樣的新一代微單相機(jī)享受到了無(wú)三腳架、無(wú)閃光燈自由夜拍的樂(lè)趣。

四、如何選擇一款兼具高畫質(zhì)高感光度的數(shù)碼相機(jī)？

那么，我們應(yīng)該如何才能選擇到一款既能實(shí)現(xiàn)高感光度又能保持低噪點(diǎn)高畫質(zhì)的相機(jī)呢？除了應(yīng)該記得選擇一個(gè)可靠的大品牌外，通常我們建議大家注意一個(gè)與感光度有根本性關(guān)聯(lián)的指標(biāo)：影像傳感器的尺寸大小。我們知道，數(shù)碼相機(jī)高感光度是依靠提高影像傳感器轉(zhuǎn)換的光電信號(hào)增益實(shí)現(xiàn)的，而之所以高感光度下會(huì)有顆粒噪點(diǎn)與偽色信號(hào)出現(xiàn)，主要是因?yàn)榉糯笤鲆婧笤夹盘?hào)中雜訊也被放大，而影像傳感器上每一個(gè)感光元件（像素點(diǎn)）受光面積越小，就越容易產(chǎn)生雜訊。而排列過(guò)于緊密的像素點(diǎn)元件之間電氣干擾也是這種雜訊的重要來(lái)源。簡(jiǎn)單的說(shuō)，感光元件（像素點(diǎn)）表面積越小、排列越緊密，那么信號(hào)中的雜訊也就越多，再經(jīng)過(guò)高感光度增益放大后雜訊問(wèn)題也就益發(fā)突出，表現(xiàn)到畫面上就是顆粒感與偽色越明顯。

可想而知，由于影像傳感器的整體面積尺寸大小不同，相同或者近似像素的影像傳感器上的感光元件單位面積與排列的緊密程度也會(huì)有明顯差異。比如同樣以1600w像素這一目前主流像素值而定，如果把這么多元件安裝在比較小型的影像傳感器上，每個(gè)感光元件（像素點(diǎn)）的表面積就變得非常小。

比如消費(fèi)級(jí)別DC常見的1/2.3英寸規(guī)格，那么單個(gè)像素點(diǎn)的邊長(zhǎng)僅為1.2微米；尼康微單相機(jī)采用的CX尺寸影像傳感器即使把像素壓縮到僅有1000萬(wàn)，但單個(gè)像素點(diǎn)邊長(zhǎng)也只能達(dá)到3.4微米。奧林巴斯和松下公司倡導(dǎo)的M4/3規(guī)格影像傳感器面積更大一些，邊長(zhǎng)則為3.6微米。而像索尼NEX微單相機(jī)采用的APS-C尺寸影像傳感器上的像素點(diǎn)邊長(zhǎng)則能達(dá)到4.78微米，要比前者大出許多。正是由于APS-C尺寸影像傳感器擁有更大的表面積，元器件之間的排列也可以相對(duì)寬松，所以索尼NEX系列微單相機(jī)影像傳感器獲得信號(hào)雜訊會(huì)比其他較小尺寸影像傳感器的相機(jī)要少。也正是因?yàn)槿绱?，即使是使用索尼NEX系列微單相機(jī)在高感光度下拍攝的照片也明顯比其他對(duì)手的畫面色彩更純凈、細(xì)節(jié)更豐富！

當(dāng)然了，如果想要進(jìn)一步的擴(kuò)大影像傳感器的面積以求獲得更強(qiáng)的高感光度性能，我們就要?jiǎng)佑?35傳統(tǒng)膠片尺寸甚至更大規(guī)格的中畫幅尺寸影像傳感器了。但是這些大型影像傳感器所對(duì)應(yīng)的相機(jī)機(jī)身通常也非常龐大且售價(jià)驚人，并不適宜一般攝影愛好者和普通家庭用戶使用。

因此，在目前情況下，我們只要選擇了采用APS-C尺寸畫幅感光元件的數(shù)碼相機(jī)，就能在維持機(jī)身合理體積/價(jià)格的同時(shí)擁有盡可能出色的高感光度畫質(zhì)。