深入认识CCD 颜世宗 2001年 44期 CCD是什么，大家可能都已经耳熟能详。在数码相机中，CCD用来感测光线，取代银盐成像，它的地位相当於传统相机的底片。但是在具体实现上，也有各种不同的方法，这你知道吗？ 　　CCD是数码相机的心脏部件，也是目前市场上划分数码相机像素档次的主要依据。认识CCD，不能不知其成像基本原理。说得形象一些，不妨把CCD的结构看作并排放在输送带上的一排排小桶，每个小桶就是一个像素，光线就像雨滴一样撒入各个小桶。每个小桶中落进了多少“光滴”，在拍摄按下快门的一刹那间，CCD就按一定的顺序准确测量下来，并记录在文件中（^44050101a^1）。 　　一般的CCD用8位来记录每原色的光度，即其小桶上的刻度有8格，也有的是10位甚至12位。在光线比较暗时，10位或12位的CCD记录色彩可以更精确。在一个使用这种CCD，分辨率为1280×1024的数码相机中，有640×512个红色像素、640×512个蓝色像素和640×1024个绿色像素，绿色像素多一点，是因为人类眼睛对绿色的敏感性和对其它颜色不一样。最后在记录图像时，每个像素的真实色彩就是它与周围像素相混合的平均值。 　　佳能CCD用的是另一种方法，比如Power Shot系列数码相机所采用的一种排列方式滤镜，它的颜色是直接涂在CCD表面的（^44050101b^2）。其色彩是按C-Y-G-M（青-黄-绿-洋红）的顺序排列的，每个像素的最终颜色也是取其与周围像素的平均值。在一个分辨率为1280×1024佳能CCD数码相机中，有640×512个青色像素，640×512个黄色像素，640×512个绿色像素和640×512个洋红色像素。佳能CCD这种算法复杂一些。不过，从Power ShotPro 70开始，佳能采用了一种新的节省存储空间的CCD图像无损记录方式，即CCD原始数据方式，它所记录的CCD各像素的值是某一单色的10位的光度值，而不是计算后的24位的真彩色值，所以节省了大量的存储空间，一幅1536×1024的真彩色图像，只需1.9MB即可记录，而不是TIFF格式的4.5MB。色值的计算工作，留到计算机中去完成。 　　要说CCD新技术，富士公司的Super CCD尤其值得称道。1999年底，富士公司这种新型超级CCD传感器一面世，就在业界掀起了不小的震动。 　　与传统CCD相比，Super CCD有两点根本的不同:它的像素单元呈八角形，并且像素单元阵列排列呈45度角，整个CCD上的像素排列如蜂窝状，所以有人称之为“蜂窝状的CCD”（^44050101c^3）。据称，超级CCD是富士公司详细分析了传统CCD的局限后，专门为静止摄影而设计的。由于光敏器件间排列得更加紧密，传感器有效感光面积增加了约60%，因此，超级CCD拥有出色的信噪比，能达到更广阔的动态范围。而且，45度角排列的光敏器件更接近人类眼睛感受外界的方式，能记录下更多的图像信息，即同样像素的超级CCD和传统CCD相比，前者所产生的图像会有更丰富的细节，有效像素数可达到同等像素的传统CCD的1.6倍，也就是说，利用一款300万像素的Super CCD拍摄出的影像质量与480万像素的传统CCD拍摄质量相当。因此，富士公司在衡量采用超级CCD的数码机分辨率时，采用了类似于“有效”像素的概念， 而不强调CCD自有像素数量。 　　随着数码影像市场的快速扩大，CCD技术也在不断的进。一些厂商正在尝试采用不同的材料制作CCD来改进图像质量，减少光电二极管传送电荷时的电荷数量损耗等等。下一代的主流数码相机的设计将是超小型尺寸和超高影像质量的结合，同时CCD耗电量也将不断下降。 　　编后:数码相机如何选择合适的像素，请参阅41期E4版《数码相机像素的追求与选择》一文。