新手入門的必修學分：瞭解感光元件 CCD / CMOS 特性

2011/05/26 08:48

CCD 和 CMOS 都深藏於相機內部，就算有機會看到它們的樣子，也很難進行區分，兩者的主要差異，主要是呈現在製作成本、解析度、耗電量與最終成像效果等各個方面。對於這兩個數位單眼相機歷史上最主要的感光元件，拍攝者應對其工作原理有所瞭解才是。

CCD工作原理：在CCD中，電荷全部轉移到輸出端，由一個放大器進行電壓轉變，形成電子信號，然後被讀取。由於這些電子信號從垂直寄存器傳到水平寄存器中，於是在此過程中會產生大量電壓損耗。但因為信號只透過一個放大器進行放大，所以產生的噪點較少。

CMOS工作原理：在CMOS中，每個畫素都對應一個放大器，而且信號在最初就被直接轉換，所以更便於被讀取。由於所傳輸的是已經轉換過的電壓，所以電壓較低，耗功也更少。但因為每個畫素都對應一個放大器，所以產生的噪點較大，不過目前這方面的技術已大幅改善。

Super CCD EXR 改變色彩濾鏡陣列

隨著技術的不斷進步，富士公司生產的Super CCD也被改進成Super CCD EXR。Super CCD EXR以SuperCCD為基礎，改變了後者的色彩濾鏡陣列，並將顏色相同的兩個相鄰畫素組合在一起，合併為一個畫素的工作單元。

這較之前於技術上有三大方面的改進：

「精細捕捉」實現了超高解析度，可表現出更多細節。
提高「畫素」的技術實現了超高感光度和低噪點。
「雙重曝光控制」呈現拍攝的高動態範圍。

Foveon X3 CMOS 百分百紀錄全彩色

Foveon X3 CMOS僅使用於Sigma數位單眼相機中，它被稱之為全彩色感光元件。最大的特色就是有3個感光層，使波長不同的原色光到達相應的感光層上，並且可被100%地記錄下來，拍攝者無須添加任何濾色片來做修正。雖然Foveon X3 CMOS可以提供色彩更為真實的影像，但由於成本高昂而未能普及。

影像處理器的作用

影像處理器可以將CCD或CMOS等感光元件傳送出來的數位資訊轉換為影像檔。它本身是一種芯片，負責解析從感光元件上得到的資料，對其進行各種處理，並根據拍攝者設定好的照片品質及風格等，再將資料轉化為影像檔，再將最終結果存儲在記憶卡中。因為影像處理器的性能和畫質密切相關，所以各個公司都用能夠表現本公司產品性能的技術名稱來為其晶片命名。例如佳能的晶片為DIGIC、索尼的是BIONZ、賓得士稱其為PRIME、奧林巴斯的是TruePic，而尼康將包括影像處理器在內的影像處理技術總稱為EXPEED。

▲（左）佳能第四代影像處理器DIGIC 4、（右）尼康影像處理器EXPEED。