簡明ＦＯＴＯ詞典：感光元件三要素

隨著數字時代的到來，數碼相機已經逐漸進入到普通家庭的生活，我們可以拿著它隨心所欲地捕捉各種精彩瞬間。然而，您對于手中的助手是否了解?數碼攝影涉及哪些必須了解的概念?《簡明FOTO詞典》就將通過常用的攝影詞匯和基本概念，按影友拿起相機到具體使用的流程，讓更多的新影友正確認識和掌握這些詞語的專業概念，并能夠將其運用到實際拍攝中。達到知之有用且能用的目的。

數碼相機采用圖像傳感器(CCD或CMOS)作為感光元件，接受鏡頭獲取的光學影像，并使用數字方式記錄，轉換固定并保存影像，以便觀賞。加工制作，和傳播，從使用的角度看，圖像傳感器有三個要素是我們必須清楚的。

一、像素

購買數碼相機時，人們都會問“相機有多少像素?”，或聽到售貨員說“這款是新出的，像素最高”，可見像素的重要性。

1、像素的由來

在電腦上將數碼相機拍攝的一幅照片放大到極點，可以看到影像是由一個個小方塊組成，這個小方塊就是像素，是組成數字影像的最小單位。若是在顯微鏡下高倍放大相機的CCD芯片，就能發現上面有許多感光點，這就是像素點(圖2)。照片上的像素就來源于數碼相機的像素點，或者說兩者是相互對應的關系，即1個像素的相機獲得1個像素的照片，1000萬像素的相機獲得1000萬像素的照片。

對數碼相機來說，像素的多少是非常重要的指標數據，直接決定了數字影像的質量好壞(清晰度、層次過渡，細節信息)。通常用“萬，百萬”作像素的計量單位，根據相機感光元件的矩形尺寸，像素總量=長邊像素數量×短邊像素量。像素越多，則影像越細膩、清晰度越高。例如有500萬像素和1000萬像素兩部相機(芯片規格型號相同)，可想而知，后者要遠遠優于前者。

2、有效像素與插值像素

許多數碼相機的說明書上，除了像素外，還會列出有效像素和插值像素的指標。它們有什么區別呢?

簡單地說，像素是該相機的芯片上的總像素數據，而有效像素是指真正參加工作獲得影像的像素點數量，因為有少數像素點沒有感光成像(承擔了其他工作)。有效像素要比總像素小。

插值像素是指通過數字運算方式增加照片的像素量——通過計算鄰近兩個像素得到一個虛擬的“新像素”。例如插值可將200萬像素計算成400萬像素，但是對照片質量并沒有任何真正的提高和改善效果，只是廠家的促銷口號。我們在購買相機時，千萬不要被插值像素很大很多的宣傳所欺騙。

二、感光元件的類型

圖像傳感器(光電芯片，光敏芯片)是一塊布滿千萬個光敏點(像素點)的矩形硅晶體片，曝光后可感受和記錄外界光線的信息，并轉換為電參數，相機逐個讀取各光敏點的電參數值，同時轉換為數字信息。如果是彩色圖像則需分別讀取各光敏點R、G、B三種色光的強度，將這些數據記錄下來并轉換成數字信息，之后再經過電腦運算處理，就得到一幅數字影像的數據文件。

目前，感光元件應用最多的是CCD和CMOS兩大類。2005年前采用CCD芯片的數碼相機占市場主導，現在采用CMOS芯片的數碼相機已經達到市場半數了。因為結構和技術差異，兩者各有優缺點。

COD芯片的特點是：最早應用于數碼相機上，技術成熟；因采用單一通道傳送訊息，具有噪聲較少的優點，但也有工作速度較慢和比較費電的不足。CMOS芯片的特點是，近幾年獲得很大成功，新興技術；由于是多通道傳送訊息，工作效率高也比較省電，不足之處是多通道帶來的噪聲大而多。

三、常見感光元件的規格

前面介紹了感光元件的結構與類型，大家對于相機的好壞指標已有認識，知道像素越高就越好，照片質量就越好。其實，還有一個指標也會影響到照片的質量，這就是感光元件的規格尺寸。

雖然數碼相機有各種品牌和樣式，但在像素相同的前提下，哪款相機的感光元件大，就意味著它比感光元件小的相機可接受更多的信息和豐富的細節。所以，感光元件的面積是越大越好。這個特點，正好與傳統膠片相機的情況相同。

感光元件大小的單位是英寸，常見的有125英寸，12英寸，118英寸，117英寸，其分母越大就意味著芯片的面積越小。有時也會用長×寬的具體數據(如227mm×151mm)來表示感光元件的實際大小。

當前的數碼相機，絕大多數是135型和袖珍輕便型兩類，若把這些數碼相機的感光元件面積尺寸，按大小排列，就很容易看清它們之間的大小區別，感光元件尺寸大小比較畫面如圖8所示。

以135全畫幅尺寸為100％，120數字后背則是其3倍左右大，APS-H只有60％(如佳能1D)，APS-C約45％(如佳能、尼康)，4／3系統約為25％(如奧林巴斯)，117英寸以下約為5％左右。

其中，感光元件尺寸與鏡頭倍率的對應關系是：全畫幅尺寸的相機，鏡頭焦距不變；DX尺寸的相機，鏡頭焦距應×1.5倍；APS尺寸的相機，鏡頭焦距要×1.6倍；1／2.5英寸的相機，鏡頭焦距要×6倍。也就是說這些小于全畫幅尺寸的各類相機，鏡頭標記的焦距要放大相應的倍率，例如DX尺寸的相機鏡頭標記的焦距為14mm，那么放大1.5倍后焦距為28mm，這才是該鏡頭的實際焦距。若是將這些尺寸變化轉換為不同相機的畫面大小，就容易明白了。

到此，我們真正明白了數碼相機畫面的質量好壞，是由感光元件尺寸大小和像素高低兩個指標共同決定的。感光元件尺寸大，像素高，兩者都好時獲得的影像質量好、分辨率高，反之則差則低。如果只有其中一個指標高，另一個指標低，得到的影像質量并不一定好。當前，高，中檔相機均已超過千萬像素，低檔相機也已經到了8百萬像素左右，而且還會不斷提升。假如我們在相機的購買和使用中，忽視了感光元件尺寸大小這一重要指標，就難以保證獲得最佳影像質量。