1、数码成像的核心硬件是三项,一是镜头,二是传感器,三是图像处理器。其中与像素相关的是传感器;
2、传感器是数码成像的最重要的核心部件,其作用是将镜头获取的不同
光强转换为相对应的电荷信号,再有图像处理器将电荷信号转换为人眼可视的电子文档。传感器负责光电转换的元件是像素( 也称为
光电二极管 ),众多的像素平均分布于传感器的平面( 也有曲面的 )之上;
3、像素将光强转换为电荷信号的质量涉及两项技术,一是 ADC (
模数转换 )技术,二是 SNR(
信噪比 )技术。其中,ADC 涉及像素阵列、导联材质、放大器技术、数据刷新工艺等等。同一时代相同制式传感器的 ADC 是基本相同的。假设 ADC 技术相同,决定成像质量的是 SNR;
4、SNR 即有效信号与无效杂讯之比。信噪比越高,杂讯越少,经过放大器转换成的电荷信号质量也越高,同等技术处理器转换成的图像质量也就越好。当 ADC 相同时,决定 SNR 的是
像素密度;
5、像素密度是像素总数与传感器面积之比。像素密度越低,单个像素的面积越大( 单个像素的面积是可变的,不是固定的 ),捕捉光强的能力越大,转换成的电荷信号质量越高。假设传感器面积相同( 传感器面积不同则可以换算 ),300 万像素的密度要比几千万像素的密度低得多,单个像素的面积更大,感光性能更强,图像质量更高;
6、同等 ADC 下,像素密度越低,成像质量越好。但像素密度不能无限低,像素数量必须满足使用载体对像素总数的需求,比如 1080P 显示器需要 200 多万像素,4K 显示器需要 830 多万像素,8K 显示器需要 3300 万像素。低于使用载体需要的像素数,图像质量同样会下降;高于使用载体需求的像素数,则无非被显示无法被人眼所见;
7、假设镜头素质相同,图像处理器技术相同,在满足使用载体需求的范围内,像素密度低的传感器的电荷信号质量高,图像更清晰。300 万像素摄像头的像素密度低,单个像素的面积大,单像素感光性能强,生成的电荷信号质量高,清晰度就要高于几千万像素的手机。