加载中…认识相机（3）相机的像素
(2014-01-19 18:47:56)
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相机像素感光元件 |
现在ET是几管齐下？相机/镜头资料卡、认识相机、索尼/美能达A卡口镜头资料汇编……还有杂志社要交的稿子……悲了个催的，坑挖太多早晚要把自己埋了。
『相机的像素』
提到“像素”，相信大家都不陌生。它既是感光元件上的最小记录单位，同时也是数字照片的最小呈现单位。那么，感光元件上的像素与所拍摄照片的像素是不是一一对应的呢？在下面的内容里，我们就来重新认识下相机的像素。
感光元件和像素
我们知道，通过镜头的光线最终汇聚在了感光元件上；而在感光元件上，实际上还有数以百万计的微小透镜。通过这些微透镜，光线分别到达每一个光电二极管。最终，光电二极管根据所接受的光线形成电信号，并输送至图像处理器以生成影像。所以，对感光元件而言，像素其实就是光电二极管。
于是乎，总像素（或称物理像素）就是一块感光元件所拥有的光电二极管的总数；而有效像素则是用于形成影像的光电二极管的数量。一些位于感光元件边缘的像素，和为提升对焦速度而设置的特殊像素，是不计入到有效像素中的。
对于绝大多数数码相机而言，感光元件上每一个微透镜对应1个光电二极管，而佳能EOS
70D所采用的感光元件，每一个微透镜对应2个光电二极管。在实时取景时，这2个光电二极管分别获取图像以实现相位差检测对焦；而在形成影像时，这2个光电二极管所收集到的信号又能合并在一起。这就是佳能引以为傲的Dual
Pixel CMOS AF（全像素双核CMOS AF）技术，是被业界寄予厚望的感光元件AF技术。
数字照片和像素
拿到一张照片文件，无论是jpg、bmp、gif、png或是各大厂商的RAW记录格式，它都拥有一个属性叫做“分辨率”（苹果系统称之为“尺寸”）。分辨率是800×600，代表这张照片的长边是800像素，宽边是600像素，所以总计下来就是48万像素。
高像素或者高分辨率照片有2个优势，即观看/打印尺寸更大、可裁切空间更大。至于像素与画质的关系，这个必须要结合相机的画幅（参见本系列第2篇）、镜头和图像处理器进行综合考量，这里ET先不做深入展开。单纯说观看/打印尺寸，全高清规格是1920×1080即207万像素、4K超高清规格是4096×2160即884万像素；按照国内摄影杂志普遍采用的印刷精度（350dpi），打印一张A4大小照片则需要约1184万像素。
再补充一下：对一张已经生成的照片来说，扩大分辨率（术语叫做“插值”）并不能明显提升它的精细度；同时，缩小分辨率的操作也是不可逆的。
是否一一对应？
如果你仔细研究相机的规格表，会发现绝大多数相机的有效像素与最大照片分辨率并不是相等的。以尼康D800为例，它的有效像素约为3630万，最大照片分辨率7360×4912则为3165万。ET首先给出答案：对绝大多数相机来说，感光元件上的像素与照片文件上的像素并不是一一对应的。原因在于：照片中的像素要包含红、绿、蓝三种颜色的信息；而感光元件中的像素只能记录红、绿、蓝其中一种颜色的信息。
说到这里，必须插入一个背景知识：光电二极管只能感知光线的强弱而不能感知光线的色彩，必须要在微透镜的帮助下才能区分颜色（微透镜也有红、绿、蓝三种颜色）。
将感光元件上的像素转换为照片文件上的像素，这就是图像处理器的工作。
用“绝大多数”作为定语，是因为这里有2个特例。首先，适马Foveon
X3感光元件拥有红、绿、蓝三个感光层，所以它的感光元件像素与照片像素就是一一对应的；其次，徕卡M-Monochrom、飞思IQ260
Achromatic等纯黑白记录设备，由于不需要记录色彩信息，因此感光元件像素与照片像素也是一一对应的。
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