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公司 2010-7-24 07:32

高像素,低像素

by 李楠 (newkhonsou@twitter)

catiphone4.jpg

看过 iPhone4 的四个魔力数字的朋友,应该对相机的“像素数”之外的一个参数有了了解:“单个像素大小”。“像素数量”决定点的多少,而“单个像素大小”决定一个个点的质量。

但是,一个拍照系统的最终效果,并不仅仅由这两个因素决定。保证了单个像素大小的高像素,还需要付出别的代价。

新参数

底:

单个像素大小一样的情况下,更高的像素数量意味着:更大的 CMOS (或者简称为:底)。

镜头:

获取光线并且投射到底上。

算法:

RAW ( CMOS 得到的原始数据)转换为 JPG 要经过一系列计算。决定白平衡等。这个过程中还可以趁机降噪,加锐,调整对比和饱和。长期以来, CMOS/CCD 的供应是被少数厂家垄断的,市场上相机的效果却各有千秋。各厂家的算法不同是重要原因。

算法反映各家在色彩上的审美:比如 C 的明快, N 的凝重。(当然也和镜头有关)。也反映各家在数码上的真正功力:以前翻日本摄影杂志,自动白平衡的测试, NC 总要比别家出色。即使,“别家”也是老牌数码单反厂家了。(所以,如果 iPhone 能提供 RAW ,而 Canon 在 AppStore 发布个处理软件。那相机的效果还可能再上台阶。)

和谐

突然有一天,大家就都喜欢上“和谐”的境界了。其实更早的时候,相机厂家们就已经在追求这种境界了。

“和谐”指拍照系统各个参数之间能有效配合。

比如“单个像素大小”,“像素数量”,“ 底”,“ 镜头”这四个参数。

“单个像素大小”变大,或者“像素数量”变多,会增加“ 底”的面积。而“ 底”面积的加大,则直接影响镜头设计(同规格的体积变大)。一个好的拍照系统,这几个方面应是统一考虑的。

高像素

参数配合上最有名的反面例子是:像素太多,但是单个像素大小。结果噪音太多,拍出来的像素不少,却是一堆垃圾。但是,如果单个像素大小过得去,手机上追求高像素就没有障碍了吗?

从上一节你可以知道,保障像素大小的高像素,意味着更大的底片面积。更大的底片面积,意味着更大的镜头。而更大的镜头,增加手机的体积。

是的,手机越来越薄越小的趋势,和高像素是对立的。

N8 是 Nokia 最新的千万像素拍照手机,为了保障单个像素素质,那只好使用更大的 CMOS : 1/1.83 英寸。为了大家喜欢的广角效果和过得去的镜头通光量,他镜头的规格是: 28mm 2.8f 。这种情况下,镜头只好伸出机身。但是,对于 1/1.83 大小的底,这么大的镜头能发挥全部威力吗?

恰好有只相机可以说明这种极限情况。他拥有和 N8 非常类似的规格:GRD ( 1/1.8ccd , 28mm 2.4f )当然底和光圈都大了一点,但很接近了。这个相机的评价让我相信镜头可以释放底的威力。看看他的镜头大小?

多年来, CMOS 技术和算法不断进步,但是光学上的进展缓慢。今天佳能的红圈头,规格上有小小的进步,但是,还是那么大,那么沉。也就是说,今天想发挥 1/1.83 大小 CMOS 的威力,镜头可能不会比理光的那个小很多。

买手机,买到一个数码傻瓜级别的超大的 CMOS 是相当划算的事情。但是镜头上的不匹配,让你并不拥有他的全部性能。

当然,这不是 Nokia 一家的烦恼。卡西欧在日本推出的 1300 万像素的拍照手机,也搭配了一个很大的镜头。(可能仍不能让 CMOS 火力全开) 手机有限的空间注定了超高像素的系统只能顾头不顾尾。

低像素

如果你玩过 2 , 3 百万像素的数码相机,你会记得像素升级到 5 , 6 百万时的激动劲儿。再翻一番呢?就需要放大到 100% 才好寻找这种激动了。

像素数带来的效用(好处),也是符合“边际效用递减”的:同样增加 300 万像素,800 万时带来的好处,无法和 200 万时相比。(日常生活, 6 百万的相机能对付绝大多数场合了。)

所以,如果退一步放弃些效用不高的像素,能得到什么呢?

低像素的 iPhone4 ,单个像素尺寸和 N8 一样,不损失高 ISO /躁点表现(这方面的表现还有 BI 传感器加持)。

像素少,所以底相对小。镜头可以做的更小,完美配合 iPhone4 的身材。甚至 iPhone4 的镜头光圈还更大一点( f2.4 vs f2.8 不过 N8 更广些,也是做小的障碍)。

对于五百万像素的输入,手机的处理能力,电力支持,和存储空间都绰绰有余。 Appstore  有大量后期软件(另外需要银子)。 Flickr , Dropbox 的上传时间也可以更短。 iPhone4 的整个拍照系统,应是单个像素大小(噪音,弱光表现),像素数,底片面积,镜头,机身体积,软件等因素通盘考虑的结果。

如果像素增加到 1200 万像素会怎么样呢?底不变,弱光效果就不好。底变,镜头就变,镜头变,机身设计就变。。。

当然,低像素也并非没有代价: 数码变焦/剪裁吃亏,不利于大尺寸打印等等。

最后的话

本文并非定量比较,以下情况是非常可能的: N8 的 CMOS 120 分,镜头拖了后腿仍可发挥出 90 分。而 iPhone 4 的 CMOS 50 分,其他环节表现完美也只有 50 分。

但是,如果从设计是否“和谐”的角度看,低像素的 iPhone4 比高像素的 N8 出色。各个因素搭配的合理而老练,更少浪费。(天线的设计就。。。)

普通用户其实不用考虑这么多。要知道,做为果粉,我在推导中稍微做点手脚,结论就不靠谱。

对于辨别“好照片”的能力,像素数以及类似本文的 Blog 其实都是一种障碍。如果没有被他们忽悠过,像生下来会寻找母乳一样,我们天生就能看出什么是“好照片”。

而关于相机的种种参数,最终也会反映到照片上。(反映不到?那忽略了又何妨?)。

Flickr 上可以按照相机察看照片( iPhone4 1 , 2 )。里面最好的,就是他能发挥到的极限。(另一方面,烂起来却无极限。。。)

忘掉几百万几千万的数字,最好也忘掉本文,相信你的眼睛。

ps :

题图,是一只“低像素”手机拍的猫(有后期处理)。

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