Sensor傳感器

數(shù)碼相機(jī)的核心元件就是一片影像傳感器（ImageSensor），它的基礎(chǔ)就是一片“芯片”，因?yàn)楸举|(zhì)還是集成電路。電路有成千上萬(wàn)的小“單元”，每個(gè)單元就是我們所說的像素，每個(gè)像素中的電路負(fù)責(zé)記錄光線，不同區(qū)域的像素記錄的光線強(qiáng)度不同，這樣一來影像（黑白）就形成了。

當(dāng)然，實(shí)際情況不會(huì)如此簡(jiǎn)單。首先，上面提到的像素是個(gè)模擬元件，所以信號(hào)在進(jìn)行數(shù)字化處理并存入存儲(chǔ)卡之前要經(jīng)過模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)的過程，并且在此之前進(jìn)行放大處理。

對(duì)于彩色影像傳感器而言，事情還要更復(fù)雜一些，因?yàn)橄袼乇旧硎菬o法感受光線的顏色，也就是波長(zhǎng)的。所以為了能夠區(qū)分顏色，通常會(huì)在像素前安裝彩色濾鏡，這樣一來像素會(huì)被分為三類：紅色像素、綠色像素和藍(lán)色像素。不過在照片中每個(gè)像素卻包含了三種顏色的信息，而傳感器上每個(gè)像素只能記錄一種顏色的信息，這就涉及到了“猜色”過程，也就是用周圍的另外兩種顏色的像素來猜這個(gè)位置上這兩種顏色信息應(yīng)該是什么樣的。

TIPS

傳感器是如何感受顏色的？

傳感器可以將光轉(zhuǎn)換為電能，如果像素上沒有彩色濾鏡，那這臺(tái)相機(jī)只能捕捉黑白照片，徠卡M-Monochorme相機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)就去掉了所有彩色濾鏡，成為一臺(tái)只能拍攝黑白照片的數(shù)碼旁軸相機(jī)。對(duì)于絕大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)而言，拍攝彩色照片是必須的，因此就要使用彩色濾鏡。彩色濾鏡有三種，分別為紅、綠、藍(lán)（加法三原色），每種濾鏡只能允許一種色彩的光線穿過。最常見的彩色濾鏡陣列就是下方左圖中那樣的拜耳陣列，這種陣列中有50%的像素為綠色像素，紅色像素和藍(lán)色像素各占25%。綠色像素較多的設(shè)計(jì)是因?yàn)槿搜蹖?duì)于綠色比其他顏色更敏感，此外拜耳陣列可以緩解去馬賽克階段（猜色）的計(jì)算壓力。

由于拜耳陣列中擁有紅綠藍(lán)像素?cái)?shù)并不像三原色理論中那樣的1：1：1，所以在傳感器實(shí)際感受到的照片會(huì)更“綠”，為了將照片還原成最終和我們目視效果更為接近的樣子，在數(shù)碼相機(jī)的影像處理器中還要經(jīng)過名為拜耳去馬賽克的處理。

需要提出的是，并不是所有數(shù)碼相機(jī)的彩色濾鏡都是按照拜耳陣列的方式排列的，比如在一些富士無反機(jī)型上使用的X-Trans傳感器，它使用的就并非為2X2的拜耳陣列，富士采用了6X6的排列方式，富士聲稱這種排列方式能夠減少摩爾紋出現(xiàn)的幾率，提升照片分辨率還可以避免使用低通濾鏡。

4種常見傳感器的類型

1-CCD傳感器

CCD是最早誕生的影像處理器，早期的數(shù)碼相機(jī)使用的都是CCD傳感器。理論上講CCD傳感器擁有極佳的光電轉(zhuǎn)化效率，能夠拍出畫質(zhì)極佳的照片。不過CCD傳感器的功耗很大，成本也高，隨著CMOS傳感器制造工藝成熟，使用CCD傳感器的家用相機(jī)消失了。目前只剩下一些專用領(lǐng)域的相機(jī)還在使用CCD傳感器。

2-CMOS傳感器

CMOS傳感器的優(yōu)勢(shì)在于高感畫質(zhì)佳、速度快以及價(jià)格便宜。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)在CMOS傳感器的畫質(zhì)已經(jīng)完全不輸CCD畫質(zhì)。對(duì)于無反相機(jī)上CMOS傳感器是必需的，因?yàn)樗岄L(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)取景成為可能。另一方面，CMOS在讀取速度上擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于高速連拍、對(duì)焦和視頻拍攝這項(xiàng)特性也是必備的。

3-FoveonX3傳感器

FoveonX3傳感器是適馬公司的專利，適馬生產(chǎn)的各類相機(jī)都會(huì)以FoveonX3傳感器為賣點(diǎn)。這種傳感器與CCD和CMOS最大的區(qū)別在于它有三層像素。利用不同波長(zhǎng)的光穿透硅的深度不同，X3傳感器就可以區(qū)分紅、綠、藍(lán)光。由于3個(gè)像素都處于同一位置，所以無需猜色，解析力優(yōu)于使用其他傳感器的相機(jī)。

4-LiveMOS傳感器

LiveMOS傳感器最初由松下、奧林巴斯公司開發(fā)。該傳感器聲稱同時(shí)擁有CCD成像質(zhì)量好的優(yōu)勢(shì)與CMOS省電快速的特點(diǎn)。正因?yàn)長(zhǎng)iveMOS的省電與快速，M4/3機(jī)型快速成熟。LiveMOS理論上比CMOS可以擁有更大的單位感光面積，畫質(zhì)上具備優(yōu)勢(shì)，不過隨著CMOS傳感器的進(jìn)化，兩者這方面的差距已經(jīng)可以忽略。

DynamicRange動(dòng)態(tài)范圍

很多領(lǐng)域都會(huì)提到動(dòng)態(tài)范圍這個(gè)詞，在攝影中，動(dòng)態(tài)范圍指的是一張圖像中最亮的影調(diào)與最暗影調(diào)的差距。圖片中最亮的像素一般都表現(xiàn)為純白，而最黑的像素都表現(xiàn)為全黑，動(dòng)態(tài)范圍這個(gè)詞通常代表相機(jī)拍攝的照片能夠涵蓋多么寬泛的影調(diào)范圍。

動(dòng)態(tài)范圍的單位是EV也就是曝光值，很多時(shí)候也用“擋”標(biāo)識(shí)。每增加一個(gè)EV（擋）亮度就增加一倍，舉例來說如果一臺(tái)相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍為10擋，那么這臺(tái)相機(jī)拍到的照片最多可以接受1024倍的亮度差距。一般而言，市面上相機(jī)大都為12擋左右的動(dòng)態(tài)范圍，畫質(zhì)極為優(yōu)秀的全畫幅相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)14擋之上，而中畫幅相機(jī)可以達(dá)到15-16擋或更高，不過這些都無法與人眼抗衡，人眼的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到18-20擋，也就是說人眼看到畫面中可以容納100萬(wàn)倍的亮度差別，這意味著你既可以看到白天陽(yáng)光下的景物，同時(shí)也能注意到陰影中的豐富細(xì)節(jié)。

由于人眼優(yōu)于相機(jī)的原因，在拍攝時(shí)我們時(shí)刻都要注意動(dòng)態(tài)范圍的問題。舉例來說，當(dāng)我們拍攝逆光人像的時(shí)候，肉眼看上去一切都好，但拍出來的照片就不樂觀了，要么人像曝光正確背景過曝一片慘白，要么背景曝光正確但人像只剩一個(gè)剪影。面對(duì)這種魚與熊掌不能兼得的時(shí)候我們可采用改變拍攝角度或者使用閃光燈（反光板）進(jìn)行補(bǔ)光的方式來補(bǔ)救，不過拍攝風(fēng)光題材時(shí)，這些手段就沒有作用了，此時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）拍攝方式就該登場(chǎng)了。

AlfredStieglitz阿爾弗雷德·斯蒂格利茨

阿爾弗雷德·斯蒂格利茨是20世紀(jì)攝影領(lǐng)域最有影響力的人物之一。它熱衷畫意攝影，創(chuàng)立了攝影分離派（Photo-Secession）或稱脫離派（break-awaygroup），并且編輯出版了雜志《攝影作品》（CameraWork）。后來，他在紐約開辦了291畫廊，通過該畫廊介紹了非洲和歐洲先鋒藝術(shù)。同時(shí)，他可能是為畫廊的攝影作品定價(jià)的第一人。它于1922年拍攝云彩系列，包括《對(duì)等物》（Equivalents），該系列作品被視為第一套由主流攝影師有意拍攝的抽象照片。他后來轉(zhuǎn)向現(xiàn)代攝影風(fēng)格，并支持保羅·斯特蘭德（PaulStrand）、愛德華·維斯頓（EdwardWeaton）等攝影師和藝術(shù)家的觀察。

Saturation飽和度

概念上來說，飽和度就是顏色的純度，在彩色攝影中，飽和度是十分重要的元素，其重要程度等同于黑白攝影中的反差。我們的眼睛自然地會(huì)被鮮艷的事物吸引，所以色彩對(duì)于構(gòu)圖以及用圖片講故事方面都有著非常重要的作用。當(dāng)我們?cè)陔娔X屏幕看照片時(shí)，照片的每一個(gè)像素都是有三個(gè)畫點(diǎn)構(gòu)成的，其中每個(gè)畫點(diǎn)負(fù)責(zé)一種顏色（加法三原色），也就是紅、綠、藍(lán)。而每一種顏色有0到255總計(jì)256種亮度。在屏幕上我們看到的最純的紅色可以是（255，0，0），

而純綠是（0，255，0），純藍(lán)是（0，0，255）。

網(wǎng)絡(luò)上可以看到很多過飽和的照片，它們給人的觀感非常不自然。實(shí)際上，我們?cè)谌粘Ｉ罘N很少能夠遇到純色出現(xiàn)的情況，雖然純色物品并不少見，但由于環(huán)境光的存在，純色物品很少能;夠顯示出純色。所以照片由于后期處理不當(dāng)出現(xiàn)純色情況出現(xiàn)時(shí)就會(huì)給人不自然的感覺。對(duì)于這個(gè)問題現(xiàn)在很多后期軟件曾增加了另外一種飽和度調(diào)節(jié)方式，在一些軟件中被叫做“鮮艷度”或者“自然飽和度”。使用這類功能時(shí)，程序會(huì)有意避免照片中純色情況的出現(xiàn)，因此讓照片看起來更加自然。