数码相机如何工作（二）

CCD 和 CMOS：无胶片相机

相比起胶片相机，数码相机里会有个传感器将光能转换为电能。

大多数数码相机使用的图像传感器是电荷耦合器件(CCD)，有些数码相机也会使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术，以上两种技术原理都是将光能转换为电能。如果你阅读过太阳能电池如何工作，你就会了解到完成这种转换需要的其中一种技术。简单来比喻，你可以把传感器想象成是由数千或数百万个微型太阳能电池组成的二维阵列。

一旦传感器将光转换成电子，它就会读取图像中每个图像单元的值（累积电荷）。下面是两种主要传感器类型之间的差异：

• CCD将电荷传输到芯片上，并统一在阵列的一个角落读取电荷。模数转换器(ADC)通过测量每个光场处的电荷量并将该测量转换成二进制形式，将每个像素的值转换为数字值。
• CMOS器件每个像素使用多个晶体管，用更多的电线来放大和移动电荷。

两者的差异导致他们分别有如下的优缺点：

• CCD传感器可以产生高质量、低噪声的图像。CMOS传感器通常更容易受到噪声的影响。
• 因为CMOS传感器上的每个像素都有几个位于其旁边的晶体管，所以CMOS芯片的光灵敏度较低。许多光子击中晶体管而不是光电二极管（相同像素下，CMOS传感器实际的受光面积小）。
• CMOS传感器一般消耗很少的功率。另一方面，CCDs处理起来会消耗大量电力，CCDs消耗的功率比等效CMOS传感器高100倍。
• CCD传感器经过较长时间的批量生产，已经比较成熟。它们往往具有更高质量的像素，并且像素可以达到很多。

虽然两种传感器之间存在着很大的差异，但他们在相机中扮演着同样的角色——他们都将光转化成电。为了更好的了解数码相机的运作，你可以认为他们是差不多的设备。

数码相机分辨率

相机可以捕获的细节量称为分辨率，它是以像素为单位测量的。相机像素越多，所能捕捉的细节就越多，较大的照片就不会变得模糊或“颗粒状”。如下是一些比较常见的分辨率：

• 256X256 -  总共65000个像素，非常便宜的相机上拍出来的照片，这种照片分辨率如此之低，以至于没人能接受这样的图像质量。
• 640X680 - 大多数低端相机的拍出来的照片，这种分辨率的图片非常适合在电子邮件里发送或在网站上张贴。
• 1216X912 - “百万像素”的图像大小——适合用作打印图片。
• 1600X1200 - 拥有将近200万个像素，这就是“高分辨率”。你可以打印一张4x5英寸的图片，这个分辨率的打印质量与从摄影实验室获得的图片质量相同。
• 2240X1680 - 在400万像素的照相机上可以找到——可以打印16x20英寸的图片。
• 4064X2704 - 一台顶级的1100万像素数码相机以这种分辨率拍照。在此设置下，可以打印13.5x9英寸的图片，而不会损失图片质量。

高端消费相机可以捕捉超过1200万个像素。一些专业相机支持超过1600万像素，或2000万像素。最为对比，惠普35mm胶片大约是2000万像素。

下一节，我将介绍相机如何为这些图像添加颜色。