當業界還在為 16 檔動態範圍努力時，Canon 於 CES 2026 展中展示了一款全新 SPAD 感光元件原型，這項技術不僅將動態範圍推升至驚人的 26 檔，更有望重新定義了數位影像捕捉的本質。
顛覆傳統的感光技術
現行的 CMOS 感光元件運作原理，是透過測量像素在曝光時間內累積的類比電荷來生成影像，這種方式在極端對比的場景下，往往難以兼顧高光細節與暗部雜訊。然而，Canon 研發的 SPAD 感光元件則採取了截然不同的感光技術。它能精準捕捉並計算進入像素的每一個光子，當單一光子擊中感光區域（像素），即會觸發電子的「雪崩」反應，轉化為數位訊號記錄。由於減少了傳統讀出過程中的類比雜訊干擾，讓感光元件在極低光照環境下，依然能獲得極其純淨的畫面。
▲ Canon SPAD 感光元件原型。
26 檔動態範圍的黑科技
這款 2/3 吋、約 210 萬像素的感光元件原型，其核心在於 Canon 獨家的「加權光子計數」技術。官方數據顯示其動態範圍高達 156 dB，換算成攝影師熟悉的術語即約 26 檔，對比現今市面上大多數全片幅無反相機頂多只能記錄約 15 檔的動態範圍，無疑有著大幅度的跨越。這意味著在同一個畫面中，即使面對極端刺眼的直射光點與趨近全黑的暗部細節，感光元件都能游刃有餘地同時完整記錄，且無需依賴多重曝光或複雜的後製疊圖。對於追求極致光影層次的創作者而言，這項性能指標無疑是夢寐以求的硬體基礎。
▲ SPAD 感光元件的工作原理。
從自動駕駛到電影拍攝的應用
雖然目前展示的原型像素密度尚非針對消費級相機開發，但其應用潛力已引起廣泛討論。藉由高達百億分之一秒（100ps）的處理速度，SPAD 感光元件能捕捉高速移動物體的瞬間，甚至能觀察光子的運動軌跡。這對於未來自動駕駛車輛在惡劣光影（如出隧道口的強光對比）下的辨識安全性、醫療精密成像，以及需要在極端環境捕捉影像的專業紀錄片團隊來說，都是關鍵性的技術突破。
▲ 在 0.1 lux1 照度下，偵測到前方 120 公尺處有行人（使用 25mm f/1.4 鏡頭拍攝）。
▲ 加權光子計數技術能夠在高照度和低照度條件下進行光子偵測。
▲ 憑藉 26 級的出色動態範圍性能，即使是明亮和黑暗的物體也能拍攝出清晰的影像。
未來十年的影像風向球
Canon 這次的展出更像是一場技術實力的宣告，預示了未來十年的發展藍圖。除了超高的動態範圍，SPAD 技術還展現了對 LED 頻閃的極佳抑制能力，並能大幅降低功耗。雖然要將此技術普及至全片幅無反光鏡相機仍需克服像素提升與成本控制等挑戰，但 Canon 已經向世人證明，感光元件的競爭已不再只是單純的「像素戰爭」，而是進入了光學、硬體架構與運算成像深度結合的新紀元。
via：PetaPixel
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