先科新觉 数码相机并非像素越高越好(...

数码相机并非像素越高越好(圖)

前段时间一个顾客来买佳能G11,因为G11是1000万像素,于是他问到G11不是G10的升级版吗,为什么G10是1470万像素,而G11却只有1000万像素。其实这种疑问不只是存在普通消费者的思想中,相当一部分的专业人士和影像从事人员都有这样的疑问,疑惑甚至是误解。

在这里我想说明一点,那就是——数码相机并非像素越高越好。

买相机时,很多零售商会告诉你,相机的价值是用像素来衡量的。但像素高真的代表图像质量更好吗?美国提供相机使用窍门的网站photojojo.com负责人阿密特•古普塔说,像素高并不等于图像质量更好。

为了不断降低相机尺寸,制造商会将极其微小的图像传感器嵌入傻瓜相机。如果在不增加尺寸的情况下提高像素,同样尺寸的传感器就必须承担更多工作。超负荷运转的传感器因此失去了精确度,在光线不好的环境下容易出现小斑点或奇怪的色彩。古普塔认为,购买1200万像素以上的相机前,应三思而后行。他说:“600万像素的相机基本上可以满足普通人的拍摄需要。

近年来,从数码相机的核心部件——图像传感器的发展趋势上看,仅有佳能、柯达、尼康设计的少数几款数码单反相机,在CMOS技术上,有了一些突破。而用于消费类数码相机(包括消费类旗舰)的CCD技术,并没有什么明显的进展,在画质方面更是乏善可陈。为了吸引消费者,数码相机厂商往往在像素数的大小、焦距的长短等方面大做文章,致使很多消费者在选购数码相机时,产生一些模糊的、甚至是错误的观念。

像素大战之缘起:

我发现,很多朋友购买数码相机时,脱口而出的问题就是:这款相机是多少万像素的?的确,像素数的大小是一个非常直观的技术参数,小学生也可以轻而易举地计算出:600万比500万多100万。所以,数码相机厂商大都把像素数作为一个重要的卖点。我有一位朋友,有一台索尼500万像素的F717,我对他说:这台相机画质不错,500万像素也足够用了。他立刻纠正我说:F717是600万像素,并不“过时”。看来,像素数的重要性,已经深深的刻在消费者的头脑之中,并误以为像素数是判定数码相机档次、质量的首要因素,似乎高像素的数码相机,就必然会得到高品质的拍摄效果。

看一看前段时间Photokina大展推出的最新数码相机,一个明显的趋势就是“高像素”。在一年多以前,大多数业内人士认为:未来主流数码相机的像素数,将会定位在3000万-4000万。而如今,大部分一线厂商已经将自己的主流型号产品定位在1200-1600万,甚至是1800-2500万像素。比如近期推出的佳能S90、500D、50D、5DMARK2、1DSMARK3、尼康D5000、D700、D3X以及数款1500万像素以上的消费类旗舰。

前一段时间,有一位“专家”在互联网发表文章说,数码相机是数字产品,其芯片(CCD)与电脑的CPU类似,也符合摩尔定律。电脑CPU是286、386、486……速度越快越好;数码相机像素是2百万、3百万、4百万……像素越高越好。这个比喻极不恰当,并有一个概念上的错误。CCD(CMOS)是感光元件,它的作用是生成(捕捉)图像信息,将光信号传换为电信号,CCD所获取的原始信号,仍然是模拟信号,而不是数字信号,CCD与CPU不同,它并不进行数据运算、处理,数码相机中与CPU功能相似的芯片是图像处理器,不是CCD。

电脑CPU的作用是运算,是数据处理,速度当然是越快越好。而像素数则与速度无关,高像素意味着更高的信息量、更大的输出幅面。问题在于:像素数并非越高越好。笔者曾长期从事平面设计工作,我认为,不同的消费群体对像素数的需求都有一个上限,根据我的经验,按不同需求(分辨率、输出幅面大小),像素数可分为4类:

1) 以娱乐、旅游、记录生活场景为目的的普通消费者,600-1000万像素绰绰有余。

2) 摄影爱好者、发烧友、杂志平面设计人员,新闻、体育摄影记者,800-1200万像素也足够用了。

3) 高级发烧友、专业摄影师则需要1200-1800万像素。

4) 极少数大型广告摄影师,需要2200-3300万以上像素的数码后背。

数码相机厂商、某些新闻媒体、专家,将电脑与数码相机、CPU与CCD、速度与数据量、CCD与图像处理器混为一谈,在像素大战中推波助澜,并非出于无知,这个举动其实是一个营销策略,其中蕴含着着巨大的商业利益。

在胶片相机时代,一台相机使用十几年、几十年并不稀奇。很多胶片摄影爱好者、发烧友,至今仍在使用尼康在上个世纪七十年代推出的单反相机FM2,八十年代初推出的F3。

数码相机用CCD取代了胶片,获得了“数字产品”这个时髦的头衔,从而使数码相机厂商、新闻传媒得到了某种灵感,它们故意将电脑与数码相机、CPU与CCD扯在一起。我们知道,电脑用几年就“过时”了,软件升级了,速度慢了,要不断更新换代。数码相机厂商当然希望数码相机像电脑一样,频繁“升级”,不断“弃旧图新”,更新换代,以获取更大的利润。这就是数码相机厂商热衷于像素大战的真正原因。

像素数与分辨率:

很多数码相机爱好者,都把数码相机CCD的分辨率、图像分辨率(ppi)与照相机可视分辨率(LW/PH),这三个完全不同的概念混淆在一起。

大多数人的看法是:数码相机的像素数愈高,它所拍摄出来的照片(图像)的分辨率愈高,这其实是一个误解。

数码相机CCD的分辨率(像素数),描述的是数码相机的最高物理分辨率,换一句话说,就是数码相机所具有的感光单元的数量,它所生成的像素的总量。这个技术指标与图像分辨率(ppi)的含义不同,图像分辨率专用于描述数字影图像(照片),它是指在1英寸内像素密集的程度。

这些枯燥的专业术语的确有点费解,从理论上讲,数码相机的像素数的高低,与它所拍摄的数字影像分辩率的高低,并没有直接关系。一台1800万像素数所拍摄的照片,不一定比1200万像素数码相机拍摄的照片的图像分辨率(ppi)高。

如果图像分辨率不变,数码相机的像素数与输出幅面尺寸成正比,像素数愈高,输出的照片尺寸愈大。但是,不同的消费群体,对照片输出幅面尺寸的需求不同,都有一个上限。例如:如果你打印的照片从未超过《家电大视野》封面尺寸(21*27.5cm),400万像素就够用了,而你却买了一台800万像素的数码相机,那么,你大约“浪费”了400万像素。

如果输出幅面尺寸不变,数码相机的像素数愈高,图像分辨率愈高。但是,不同的消费群体,对图像分辨率的需求也不同,也有一个上限,并非愈高愈好。大部分消费者都用彩色打印机输出,或数码冲扩,图像分辨率在150-200ppi,即可达到150-200dpi的输出效果。150-200dpi的效果,与传统彩色胶片冲印的视觉效果基本相同。

某些摄影爱好者、发烧友需要给杂志投稿,分辨率为200ppi左右也基本够用了,300 ppi即可达到最佳印刷效果。因为绝大多数的彩色印刷品的分辨率仅为150lpi。总之,无论采用何种输出方式,无论是打印、冲扩还是印刷,输出设备所需要的分辨率,也有一个上限。我在上文中提到的4类像素数,完全可以满足我们的需要。(注:dpi与lpi都是描述分辨率的专业术语,dpi用于描述打印机,lpi用于描述印刷品,它们的含义虽然不同,但如果数值相同,视觉效果也大致相同。所以,很多资深的平面设计师也把它们混为一谈。)

从应用的角度来看,拍摄高像素的照片带来的最直接的问题就是存储卡存储不够,一张2100万像素照片的RAW文件需要占用24MB左右的空间,而一张普通的存储卡,每秒只能传输30MB,所以在拍摄体育摄影等高速连拍的时候,高像素相机也会带来麻烦,针对这一点,佳能7D 1D4这些专门用于高速连拍的相机也不得不降低像素和缩小CCD(CMOS)面积来降低图片容量。甚至佳能尼康旗舰机皇为了缓解这些问题不得不提供双卡甚至三卡插槽。

3 专业摄影人士更不应该一味追求高像素,相机从发明出来到今天的170多年里,真正改变只有成像元件,也就是胶片变成了电子感光元件,其他部件,如相机镜头包括成像原理没有发生本质变化。而真正影响成像质量的只是镜头和感光元件,所以在一味追求高像素的同时更不能忽略的是镜头的解像力和感光元件CCD的尺寸和成像能力。

盲目追求高像素,不必要的“升级”而导致的一个普遍现象是:高像素,低设置。我认识的很多朋友,都购买了800万或1000万像素的数码相机,但他们在使用时,却常常将分辨率设置为2272×1704(400万像素)或2048×1536(300万像素),最高分辨率的设置,基本上被弃置不用。虽然800万像素数码相机所拍摄的的图像文件,可以冲扩像北京晚报一样大的照片,但冲印价格太高。况且,这样大的照片,只适合在摄影展览上使用。

照相机可视分辨率(LW/PH):

选购数码相机主要靠眼睛看,俗话说,眼见为实,耳听为虚。把几部数码相机拍摄的样片摆在一起,它们的清晰度、锐度的差异一目了然。为了将这种用眼睛观察的方法标准化(量化),人们又引入了一个照相机可视分辨率(LW/PH)的概念,用以测试照相机的成像能力。对选购数码相机而言,这是一个非常重要技术参数。

国内外很多著名的摄影杂志所提供的大量测试数据证明,高像素的数码相机的可视分辨率(LW/PH)不一定高,影响LW/PH数值的主要因素,不是CCD像素数的高低,而是CCD的质量。大部分6百万像素数码单反相机的可视分辨率(LW/PH),与8百万像素的数码旗舰大致相同。例如:佳能的EOS300D(6百万像素)与索尼F828(8百万像素)的可视分辨率非常接近,大约为1550LW/PH。

各类杂志发布的数码相机的可视分辨率测试结果,受到摄影爱好者的关注,并将这个数据,作为比较与选购数码相机的重要参数。近来,像素大战愈演愈烈,数码相机可视分辨率的测试,也有一轰而起的趋势。很多人以为,只要购入国际标准ISO12233测试标板,就可以轻而易举地进行数码相机可视分辨率检测。我要提醒读者注意,目前各类媒体上发布的测试结果非常混乱,除了少数几本专业摄影杂志,大部分杂志的所谓“测试数据”不仅没有参考价值,在客观上还会起到误导读者的作用。

以尼康平价单反D70为例,同样配原厂的AF-S DX Nikkor ED 18-70mm f/3.5-4.5G镜头,日本《日本摄影》杂志测试最高分辨率为1450 LW/PH(水平线、中心)。令人感到费解的是,国内很多时尚杂志的测试数据却各不相同,都比《日本摄影》高,最高的竟达1680 LW/PH!为什么会有这样令人震奋的、五花八门的“测试结果”呢?是因为日本人太谦虚,还是因为我们的测试人员视力更佳?

我认为,之所以产生这样复杂的“测试结果”,有三个原因:

1) 使用国际标准ISO12233测试标板,对拍摄条件有严格规定,对照度、拍摄距离、曝光、对焦、变焦位置、白平衡等等也有严格的要求,而国内绝大多数媒体都不具备上述条件。

2) 测试标板判读方法有三种,照片输出判读,用电脑监视器判读和专用软件判读,其中软件判读精度最高,最准确,而国内媒体普遍使用的仍然是电脑监视器目视判读(放大倍数任意)。

3) 最重要的是,要对数码相机进行正确的检测与精确的判读,测试人员必须经过专业培训,因为目视判读的读数会受到测试者心理和生理差异的影响,经培训的测试人员,分辨率重复判读精度可控制在正负50 LW/PH以内。

可以想见,如果由专业人员测试,就不会出现尼康D70最高分辨率为1680 LW/PH这样令人吃惊的“测试结果”了。

像素数与画质:

另一个极为流行的观点是:数码相机的像素数愈高,它所拍摄出来的照片画质愈好,影调更加丰富、细腻,这个观点也是错误的。

像素的高低不能决定照片品质。影响画质的因素其实很多,从器材上看,影响成像品质的主要因素就是镜头,其次是CCD与机身。从性能上讲,影响数码相机画质的4大因素为分辨率、噪声、动态范围与色彩还原。像素数与分辨率的关系,上文已详细论证,下面,再谈一谈像素的高低对噪声、动态范围与色彩还原的影响。

目前,绝大多数数码相机都采用CCD作图像传感器。其实,CCD并不是一种新型的高科技产品,大约在上个世纪80年代,它就作为光敏元件被用在胶片相机的AF(自动对焦)系统上,虽然技术含量并不太高,但对生产工艺却有极高的要求,成品率低是导致其价格昂贵的主要原因,CCD尺寸愈大,成品愈率低,价格愈高。如果从传统芯片制造工艺的角度来考虑,应该是芯片面积越小,集成度越高越好。但是,CCD(或CMOS)并不是普通的芯片,而是被用来取代传统胶片的芯片。尽管图像传感器与银盐胶卷的成像方式不同,CCD(CMOS)仍然具备它的老前辈银盐胶卷的一些特性:成像面积越小,分辨率越低,感光单元(单个像素)面积越小,动态范围越窄,噪声越大。

当人们为每提高一个百万级像素欢欣雀跃的时候,往往容易忽略CCD的尺寸这个重要因素。假如CCD的尺寸不变,像素数愈高,单个像素的面积愈小,画质愈差。遗憾的是,为了提高像素数而不增加成本,数码相机厂商在消费类产品上普遍采取的办法是:缩小单个像素的面积,增加像素的密度。最典型的例子就是索尼的F717与F828,F717为500万像素,“升级”为800万像素的F828,CCD的面积不变,仍为2/3英寸,像素的密度增加,单个像素的面积减小,与F717相比,像素“升级”了,画质却略有下降,噪声加大,紫边更明显,动态范围更窄,“祖母绿”也无济于事。

所以对于135数码相机而言,不增加CCD面积,只一味增加像素没有什么实际意义,像素点小了,镜头还是那只镜头,解像力没有得到提高,往往带来的不是影像质量的提高,甚至可能是下降。所以佳能G11吸取G10的教训,为了提高影像质量,不得不降低了470万像素。同时可以看出,数码后背在提高像素的同时也在增加CCD的面积,原因很简单,数码后背是可以接在120和大画幅座机上的,CCD面积上升空间还很大,而且数码后背单个像素的面积远大于135数码相机的单个像素面积,再加上蔡司仙娜龙等120大画幅经典镜头,所以即使1100万数码后背成像质量也远在单反2500万像素数之上也是理所当然的。

结论:

1 愈演愈烈的像素大战,是数码相机厂商的一种营销策略。数码相机不是电脑,消费者应量体裁衣,不应盲目求高像素,盲目跟风,“升级”。

2 像素数的高低与图像分辨率的高低没有直接关系,高像素并不意味着高画质。从消费者的需求的角度来看,主流消费类数码相机应定位于800-1200万像素,这个数字完全可以满足输出照片尺寸和输出分辨率的需要。

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