CMOS与CCD之争
展望未来的高端数码相机
高端数码相机发展到今天，可以说达到了一个阶段性的高度。无论从其性能、成像质量、易用性等方面都在逼近甚至在某些方面超过了传统相机。正当我们还在对D1X，EOS 1D等相机的感叹不已的时候，在今年在德国召开的PHOTO KINA 2002上，一些世界级的相机生产大厂向我们展示了其顶尖的DIGITAL SLR产品：佳能公司发布了采用全尺寸1100万象素的CMOS感应器的EOS 1Ds，柯达公司发布了采用全尺寸1400万象素的CMOS感应器KODAK PRO DCS 14N、SIGMA也展示了采用FOVEON X3技术的SD-9数码相机。这一切，将意味着高端的定义将被改写，也同时让我们看到了未来高端数码相机的一些特点和标准。
1、CMOS与CCD之争
感光器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。我们知道，数码相机的感应器有2种：CCD感应器和CMOS感应器。到目前为止，市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄想头和简易电脑相机上，若有哪家摄像头厂商生产的摄想头使用CCD感应器，厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传，甚至冠以“数码相机”之名。一时间，是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。
然而在PHOTOKINA 2002上，上述这几款相机都有一个共同点那就是全部都采用了CMOS感应器来作为感光单元。如此高端的产品竟然采用了以前为人们所不屑的CMOS感应器，这其中到底有什幺奥秘呢？是不是在向我们预示着：CMOS时代即将来临呢？
先来看看这两种感光器的原理：CCD（Charge Coupled Device ，感光耦合组件），是一种可以记录光线变化的半导体组件。由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体）和CCD一样同为在数字相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带 – 电） 和 P（带 + 电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
由此我们可以看出，CCD的优势在于成像质量好，但是由于制造工艺复杂，只有少数的厂商能够掌握，所以导致制造成本居高不下，特别是大型CCD，价格非常高昂。同时，这几年来，CCD从30万像素开始，一直发展到现在的600万，像素的提高已经到了一个极限。我们从2001年1月NIKON公司推出600万像素的D1X后，再也没有使用更高像素的CCD产品这个现象就可以看出：CCD技术已经很成熟，再要有大的突破已经很难，其次高像素的大型CCD的需求面不是很广，这就造成了制造工艺复杂，成本高昂的CCD的成本很难下降，成本与高像素之间，形成了一对矛盾。这个矛盾，我们也可以从一个例子看出那就是CONTAX的N DIGITAL：
价格惊人、屡屡跳票的CONTAX N
这台相机是业界第一台采用全尺寸CCD的数码相机，即它所使用的CCD面积是和传统相机的胶片面积是一样大的。采用这样的CCD的最大优势就在于从根本上克服了焦距折算的问题，但是劣势也是致命的：价格高昂！在目前的日本市场上，N DIGITAL的价格高达65万日圆，相比D1X的41万日圆简直是天价。这样的价格，使得N DIGITAL处于一种非常尴尬的地位。
再来看CMOS感光器。CMOS传感器便于大规模生产，且速度快、成本较低，将是数字相机关键器件的发展方向，目前，在CANON等公司的不断努力下，新的CMOS器件不断推陈出新，高动态范围CMOS器件已经出现，这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要，使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比，CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。我们可以来看KODAK公司采用全尺寸1400万象素的CMOS感应器KODAK PRO DCS 14N单反数码相机，官方的预定价格是4000美圆，折合人民币约为三万多元，作为一款1400万像素的全尺寸感光器、没有焦距折算问题的单反数码相机，这个价格在以前是不可想象的；在成像质量方面，CANON公司公布了采用全尺寸1100万象素的CMOS感应器的EOS 1Ds单反数码相机的实拍样张，从样张中可以看出，目前的大型CMOS感光器的成像质量已经完全可以和CCD相媲美，细节部分、暗处的细节描写表现得很完美；另外，CMOS的耗电量只有CCD的1/4，这也为延长电池寿命，增加拍摄时间起到了重要的作用。
所以笔者觉得，作为数码相机的核心部件，CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势，并有希望在不久的将来成为主流的感光器。
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