大像素还是高像素？

主题：大像素还是高像素？ [主题管理员:法无定法]

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fsljg

资深泡菜

泡网分: 22.139

主题: 36

帖子: 2082

2010-04-21 16:48

感觉C对此做得比N好，像素高不少，但ISO和动态不会落后太多。

是C的工艺好点，还是提升ISO实在太难了，要牺牲小一半的像素？

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第 1413 帖

迷魂汤

资深泡菜

泡网分: 20.75

主题: 29

帖子: 769

2010-04-21 16:07

LZ码那么多字，辛苦了。
  大像素-高像素是永恒的话题。本来忒简单的道理，非要争个你死我活。
  一个简单的例子：一块大饼切成4块，4人分吃，均吃饱。切成8块，8人分吃，每人都只吃半饱。切成16块，16人分吃。。。。。。结果自己想。这里关键是你想让更多的人吃，还是让人吃饱。吃的人多，场面壮观，让人立马能感受，但吃饱没有，看不见，需要询问每个人的感受。所以，假仁慈的富人施舍穷人都用大桶的粥，吃的人多，场面壮观，但每人吃到多少？
  将这个概念用在大象素-高像素之争也很贴切。
  一块全尺寸CMOS，把它切为2000万像素，场面壮观，能讨好眼球。但每颗像素有多少信息量？一般人分辨不了。所谓外行看热闹，看的就是数量，质量嘛，咱看都差不多！
  大象素和小像素具有同等的动态范围，在同等的光照下，他们同时达到饱和，哪怕一块CMOS只有一颗像素，结果也是一样的。
  动态范围是个宏观指标，动态范围一样，不表明图像细节一样。大象素与小像素的差别表现在“量化”环节。大象素可量化的级数更多，或者反过来说，在同样量化级数下，小像素的量化误差更大。所以大象素的灰度层次更丰富。举个简单例子，一个1升的桶和2升的桶装满水，用一毫升来量化，小桶可量化为1000，大桶2000。也即小桶的量化阶梯高度是大桶的2倍（灰度过渡时出现明显阶梯）。
为什么大象素能提高ISO？因为大象素接受的光子更多，产生的电信号更强，更易克服放大器的本底噪声。
另外需要说明，A/D转换器的输入电平是恒定的，低于这个电平，量化级数不够，高于这个电平，量化为最大值（饱和）。而CMOS产生的电信号非常微弱，需要放大器放大到A/D转换器要求的输入电平。这个放大器是模拟的，增益可调的，低噪声的。CMOS出来接的第一级放大器是严重影响ISO指标的，也最能体现厂家的电子技术水平。
将灰度级做高比将像素数做高要难得多，信噪比这一项指标，就足以让人头痛几十年而未必能够解决，因为这是一项模拟指标。所谓像素数、存储容量、处理速度等，都是数字电路，解决起来相对容易。

本人认为C非常聪明，它关注的指标比较吸引眼球，能讨好大众，也容易实现。N比较笨，但个人认为比较专业。因此C的销售数量超过N是应该的。

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第 1412 帖

广州小牛

泡菜

泡网分: 19.848

主题: 79

帖子: 1980

2010-04-21 15:55

建议楼主赶快收皮，不然又有很多初哥被你误导的。

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第 1411 帖

广州小牛

泡菜

泡网分: 19.848

主题: 79

帖子: 1980

2010-04-21 15:54

很多初哥都没看完spot等人的精彩回复就被首帖大段文字搞成脑震荡了，这里希望大家至少看到前300贴再回复不迟。。

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第 1410 帖

广州小牛

泡菜

泡网分: 19.848

主题: 79

帖子: 1980

2010-04-21 15:50

原文由 spot 在2010-01-03 00:18发表
关于场景亮度跟ISO关系的问题，楼主擅长使用含糊的长篇大论，有些人可能还有些疑问，其实这个问题严格一点的表述应该是这样的：

场景亮度实际上是没有意义的，分析这个问题的有意义的输入指标是光通量，也就是到达感光芯片的光线总量，在同一个镜头和同一个焦距下，这个值只跟快门与光圈的组合有关，与ISO设置无关。

换句话说，不论是ISO100还是ISO6400，1/125s，F8，到达感光器件的光通量是一样的。同样的光通量，分配到CMOS上的每个象素的光通量也是相同的（忽略颜色滤镜、低通等因素），CMOS产生的光电子总量也是相同的。

因此，如果楼主说的是正确的，也就是ISO放大是在AD转换之后，那么在AD转换之前，任何事情都与ISO设置无关，这样，ISO100和ISO6400下，相同的光通量产生的相同光电子，经过一系列电路到达AD转换时，电压信号应该是一样的，转换出来的数据也应该是一样的－－显然，这个地方与我们的经验和常识严重违背了，同样的光圈快门组合下，如果ISO6400曝光正常，ISO100只会是漆黑一片，什么信号也没有，后面再怎么“放大”提亮也不会有东西。这是怎么回事？难道ISO100下“后面”的ISO处理竟然把原始数据吃掉了？

也就是说，ISO100下根本不可能有跟ISO6400一样的AD转换输出，ISO放大环节只可能在AD转换之前。

......

各位同学，仔细认真的看看这贴会减少很多不必要的误会。。。。

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第 1409 帖

renmasheji

泡菜

泡网分: 2.795

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帖子: 383

2010-04-21 13:51

很长很强的论文！看不懂

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第 1408 帖

康锐

泡菜

泡网分: 1.732

主题: 5

帖子: 487

2010-04-21 12:41

从文中看得出佳能很不厚道！
希望楼主这样的人才能主持开发一款中国人的相机！或者入主尼康！

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第 1407 帖

朱熔剂

资深泡菜

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帖子: 883

2010-04-21 09:51

原文由是沉思不是沉默在2010-04-21 01:22发表
被首贴完全绕晕了。

“晕车灵”一片就灵～

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第 1406 帖

是沉思不是沉默

资深泡菜

泡网分: 22.469

主题: 6

帖子: 660

2010-04-21 01:22

被首贴完全绕晕了。

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第 1405 帖

涪城孤鹰

泡菜

泡网分: 22.859

主题: 4

帖子: 689

2010-04-21 01:17

原文由 ebizs 在2010-03-30 10:52发表
楼主写了那么多，那么专业，是挺辛苦的，不过用心也很良苦。

在相同的条件下，采样数越多精度越高，这是事实。所以肯定是条件相同高像素更细腻。

楼主的提出的问题是：在像素越高的情况下，是否能保证条件相同。这个就看技术力量以及生产过程的公司决策的了。

但是无论用什么物理、电子学现象，都不能直接证明生产 ......

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第 1404 帖

zengchengjie

泡菜

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主题: 1

帖子: 232

2010-04-20 01:08

楼主可以整把焊枪，自己做CCD了，强！完全看不懂！

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第 1403 帖

huyunhua

泡菜

泡网分: 11.064

主题: 7

帖子: 1231

2010-04-19 23:27

读不懂，感觉应该支持

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第 1402 帖

阿德沁夫

泡菜

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主题: 18

帖子: 2731

2010-04-19 22:48

尊重知识，尊重人才。不容易啊，顶！

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第 1401 帖

法无定法

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帖子: 8116

2010-04-18 02:26

原文由 strikers 在2010-04-17 22:51发表
LZ，快给分析分析Super CCD SR

抱歉，这段时间忙于其它事，顾不过来拍照和发帖，把这茬给忘了。

简单说富士的Super CCD SR实际上是让S象素的感光面积大而电荷存储面积小，而R像素的感光面积小而电荷存储存储面积大。S像素的感光面积比R像素的感光面积大使得S像素在同样照度下产生的光生电荷比R像素的多。同时，由于S像素的电荷存储面积比S像素的电荷存储面积小使得在同样时间中S像素的电荷密度（电压）比R像素的电荷密度（电压）高。因此，S像素就会比R像素先达到电荷饱和密度（饱和电压）。

用接雨水的例子说明就是S像素的形状像一个有底的漏斗，能够接雨水的面积大但存雨水的面积小。而R像素的形状像一个口小肚大的罐子，能够接雨水的面积小而存雨水的面积大，在二者高度相等、雨量均匀的情况下，漏斗形状的容器比罐子形状的容器会先溢出。

实际上，只要设计好S像素和R像素的感光面积和电荷存储面积，比如S像素的感光面积是R像素的2倍，但S像素的电荷存储面积是R像素的1/2,就可以让R象素的溢出时间是S像素的4倍。这也表明，R像素在传感器芯片上实际占据的面积与S像素是一样大的，只是其开口（感光面积）较小而已。

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第 1400 帖

法无定法

资深泡菜

泡网分: 51.258

主题: 25

帖子: 8116

2010-04-18 01:41

原文由 hit100 在2010-04-16 20:46发表
楼主真是仔细人，学到不少。

提个小意见：

下图左边为像素的横截面，右边为像素布局。中文标注为译者所加。
右图标注翻译有些不妥“死空间”应该翻译为“隔离区”更准确些，其作用是把每个电路单元AA（active area）隔离开。一般工艺用STI(Shallow Trench Isolation浅沟隔离），我猜cmos sensor的工艺应该用的是LOCOS

死空间（dead space）确实译得不好，按照您的建议改为“隔离区”,谢谢！

[法无定法编辑于 2010-04-18 01:50]

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第 1399 帖

新手入门了

资深泡菜

泡网分: 31.001

主题: 83

帖子: 4271

2010-04-18 00:04

LZ这是原创还是ZT？要是原创应该去当教师，ZT就去当写手。
扯着个没用，谁能都看完，去理解，转动鼠标滚轮都闲慢，直接拖着滚动条看来。

还有X3没分析，看看每层对进光量有多大的影响。

还有分析一下传统的胶片，柯达、富士、阿克发、乐凯。。。

拍照的目的是要片子还是要感光器件？
这就好比当年用奔腾做PS和现在用i7做PS一样，你的目的是PS图片呢还是研究CPU构架呢。

看着不顺眼就删了吧。

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第 1398 帖

wwwawww

资深泡菜

泡网分: 25.198

主题: 4

帖子: 831

2010-04-17 23:49

好长的文字，没看完也顶

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第 1397 帖

老编

资深泡菜

泡网分: 106.736

主题: 25

帖子: 21449

2010-04-17 23:32

搞技术的人基本都这毛病，帖子文字特长～哈！

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第 1396 帖

strikers

资深泡菜

泡网分: 28.864

主题: 17

帖子: 1700

2010-04-17 22:51

LZ，快给分析分析Super CCD SR

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第 1395 帖

es11688

泡菜

泡网分: 5.47

主题: 1

帖子: 117

2010-04-17 22:24

卖弄,,,,,,,,,

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第 1394 帖

muyouhedao

泡菜

泡网分: 11.637

主题: 22

帖子: 1174

2010-04-17 21:47

看了一半就晕得不行了，

抽时间再来学习吧，好多知识啊

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第 1393 帖

KELL

分论坛版主

泡网分: 82.059

主题: 45

帖子: 11467

2010-04-17 19:59

学习中~~~

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第 1392 帖

syymscpb

禁言中

泡网分: 21.155

主题: 38

帖子: 4088

2010-04-17 19:47

这个要留名，得好好看看

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第 1391 帖

muyouhedao

泡菜

泡网分: 11.637

主题: 22

帖子: 1174

2010-04-17 19:45

哈哈，牛贴，留脚印学习~

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第 1390 帖

step7

资深泡菜

泡网分: 36.324

主题: 15

帖子: 7729

2010-04-17 09:48

太长了! 不过很有意思. 20年前还做过CCD方面的工作, 现在忘了大部分了.

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第 1389 帖

六片四组

陈年泡菜

泡网分: 31.712

主题: 24

帖子: 6659

年内主力装备

NIKON D800E

2311DRK48C

NIKON D3400

NIKON D3

2010-04-16 21:05

很高水平的技术帖，虽然不是很懂还是要顶的！！

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第 1388 帖

朱熔剂

资深泡菜

泡网分: 15.93

主题: 23

帖子: 883

2010-04-16 21:03

进来学习～慢慢体会！

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第 1387 帖

泡菜

泡网分: 15.398

主题: 2

帖子: 54

2010-04-16 20:46

楼主真是仔细人，学到不少。

提个小意见：

下图左边为像素的横截面，右边为像素布局。中文标注为译者所加。
右图标注翻译有些不妥“死空间”应该翻译为“隔离区”更准确些，其作用是把每个电路单元AA（active area）隔离开。一般工艺用STI(Shallow Trench Isolation浅沟隔离），我猜cmos sensor的工艺应该用的是LOCOS

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第 1386 帖

猫扑围观团

泡菜

泡网分: 0

主题: 1

帖子: 561

2010-04-08 22:07

原文由 spot 在2010-01-02 15:38发表
再补充点基本知识，下面这个是CMOS的基本电路结构，请注意放大器(Amplifier)的位置，是在CMOS信号被读出之前。

[flash]http://www_canon_com/technology/s_labo/light/003/05/001.swf[/flash]

下图是佳能所谓硬件降噪的一种原理图，请注意所有这些电路都是模拟电路，是在进入AD转换之前的，AD转换之后才进入数字图像处 ......

为什么要放大器呢？
因为电平低
为什么电平低呢？
感光量不够
为什么感光量不够呢？
打个不恰当的比例，如果感光单元effective面积有A4纸大的话，还要AMP吗

暗部细节体现的是弱光能力，当然这个跟ISO不太可能是个线性关系，但肯定跟感光面积
成正比

从信号完整性来说，像素密度更高，感光面积低，光电转换后的电平一定更低，而且由于感光单元多，由此产生的近端串扰和远端串扰问题更多，有效读取正确信号的难度高很多。

想要达到像素高而且宽容度好还要高ISO可用，CMOS或CCD外的配套电路要高两个级别才有可能达到

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第 1385 帖

猫扑围观团

泡菜

泡网分: 0

主题: 1

帖子: 561

2010-04-08 20:53

※※※教导我们：这种帖子要顶！

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第 1384 帖

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