转自DC Fever.com
閃光指數 (Guide Number)電子閃光燈的閃光指數有兩個含義:
1. 表示閃光燈輸出功率的大小。指數越高,輸出功率便越大。
2. 在採用手動閃燈攝影模式時,用來計算閃燈曝光的光圈大小。計算公式為(設定感光度為 ISO 100):
閃光指數 ÷ 閃光距離 = 鏡頭光圈值
閃燈的「輸出功率」與「閃光指數」都表示閃光燈的功率大小,但兩者意義各有不同。「輸出功率」是指閃燈的最大輸出光量值,是一個固定值。而「閃光指數」則會隨著所用菲林的感光度與輸出角度而有所改變。如下圖所示,廠商所提供的閃光指數,可用來計算閃光燈曝光時所需要的光圈值。舉例說,假設菲林感光度是 ISO 100 、閃光指數是 GN42、閃燈與被攝主體的距離是 5 米,鏡頭光圈便大約等於 42 / 5 = F/8 了。
| | 閃燈輸出光量 (ECPS) |
350 | 500 | 700 | 1000 | 1400 | 2000 | 2800 | 4000 | 5600 | 8000 |
ISO | DIN | 閃光指數 (GN) |
50 | 18° | 9 | 10 | 12 | 15 | 18 | 21 | 25 | 30 | 36 | 42 |
100 | 21° | 12 | 15 | 18 | 21 | 25 | 30 | 36 | 42 | 51 | 60 |
125 | 22° | 13 | 16 | 19 | 24 | 28 | 33 | 39 | 48 | 57 | 66 |
160 | 23° | 16 | 19 | 22 | 27 | 33 | 39 | 45 | 54 | 63 | 75 |
200 | 24° | 18 | 21 | 25 | 30 | 36 | 42 | 51 | 60 | 72 | 84 |
400 | 27° | 25 | 30 | 36 | 42 | 51 | 60 | 72 | 84 | 102 | 120 |
1000 | 31° | 39 | 48 | 57 | 66 | 78 | 96 | 104 | 135 | 159 | 189 |
1600 | 33° | 51 | 60 | 72 | 84 | 102 | 120 | 144 | 168 | 201 | 240 |
* DIN 是德國的感光度單位
每一輸出光量於不同的感光度之下,也有其特定的閃光指數。例如閃燈輸出量 4000 對於 ISO 100 的感光度,閃光指數便是 GN42。
而且,不同的拍攝焦距亦會影響閃燈的輸出角度,所以閃光指數也會因此不同。以 Canon 的 Speedlite 550EX 閃燈為例,於 ISO 100 及 105mm 時它的閃燈指數是 GN55 ,在 50mm 時閃燈指數則是 GN42。
CCD 像素及有效像素 (CCD Pixel & Effective Pixel)
查看數碼相機的規格時,不難發現總有著兩個有關解像度的數值:「CCD 像素」 (CCD Pixels) 與「有效像素」 (Effective pixels)。「CCD 像素」其實是 CCD 的總像素數目,包含著非用作成像的像素部分,數值大一點;而「有效像素」才是 CCD 真正用來成像的像素數目,數值較細。而顧名思義,數碼相機的最高解像度當然是取決於「有效像素」。
其餘的非成像部分的像素則分佈在 CCD 的四個邊緣,面層覆蓋著黑色的物料,是用來產生「全黑」的訊號,對相機的感光系統起了微調作用。
但值得注意的是,廠商們為了令產品的「賣相」好看一點,市面上的數碼相機均以 CCD 像素來標示解像度,而並非有效像素。以 5.24 megapixels 的 Minolta DiMAGE 7 為例,5.24 megapixels 其實是它的 CCD 像素,而它的有效像素則只有 4.92 magepixels,所以它實際的最高解像度是 2560 x 1920 pixels (= 4,915,200 pixels)。以後選購數碼相機時要多加留意了。
液晶圖像顯示屏Liquid Crystal Display (LCD) Screen
液晶是一種在特定條件下既具有液體流動性,而又具有晶體特性的物質。
液晶的分子是有機化合物,它們都沿著同一方向取向排列。當溫度高於某上限時,液晶便會變成液體,失去其光學特性。相反,當溫度低於某一下限時,液晶便會失去它的流動性而變為晶體。
而且,液晶在一定強度中能夠發出強烈的散射光。加上它反應快、消耗能量少等優點,所以被廣泛地應用到電子工業,作為信息顯示的物質。
近期數碼相機採用的 LCD,標準的約為 1.8 吋,超小型的多用 1.5 吋,而數碼單鏡反光機則較多使用大型的 2 吋 LCD。至於數碼相機配用 LCD 大小的因素,除了是基於耗電量的考慮外(愈大愈耗電),製作成本亦是其中之一。此外,LCD 的表層物料亦有所分別,有些會用上一些防刮花的表層,有些則有防反光設計。
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機背 LCD 顯示屏,可作取景或檢視相片資料等的用途。 | 機頂 LCD 資料顯示屏,一般用作顯示相機的設定值,例如光圈或快門等。 |
超級電荷耦合器 (Super CCD)文:鄺大衡
特別鳴謝:攝影世界
像質素除取決於數碼相機的鏡頭外,其次的便是 CCD 了,CCD可算是數碼相機的靈魂。富士最新推出的數碼相機型號,計有 FinePix F601 、 FinePix S602 和 FinePix S2 Pro等,它們都採用了第三代 Super CCD 。到底新一代 Super CCD 如何提高影像質素呢?細看下文便自有分曉。
據該公司電子影像部要員永島先生稱,今次第三世代的 Super CCD 元件,比起舊有的大幅改良。它不單只是一面 CCD 元件,而且包括了訊號處理器在內,是技術層面上新的里程碑;並稱之為「 Super CCD Honeycomb 」。
第一代的 CCD 元件在基本構造方面打下了基礎,這世代的主要型號有 1/1.7 型配 240 萬像素的 CCD ,用於「 FinePix 4700Z 」;還有面積 23.3x15.6mm 、 340 萬像素的 CCD,用於單鏡機「 FinePix S1 Pro 」。隨之發展出的第二代加入了新的訊號處理器「 LSI 」,用於由有名的「保時捷設計所」設計的「 FinePix 6800Z 」,同是 1/1.7 型的 CCD 但有 330 萬像素,令感光度可大幅調低,訊噪比亦大為提高。這個時期數碼相機可以向 APS 菲林相機般細小的體積邁進。
現在第三代的 CCD 元件,雖然像素與第二代相同,但對訊號處理作出改良並投入了新規格。具體數字可在表1中反映出來。第一代的像素面積是 4.5um ,水平及垂直方向的像 pitch 3.18um;第二代像素面積 3.82um ,水平及垂直方向的像素 pitch 2.7um ,面積縮小了達 70% !像素粒子的間隔距離由 0.4um 至 0.3um ,這是粒子分隔範圍,再縮小就會將 photo diode 與垂直 CCD 的傳輸線路縮小產生抑制。第三代的基本構造與第二代相同,但感光度大幅改良,原因是將「 CCD 內部的微型鏡片」的特性提高。這樣又將第二代的感光度提高了 20-30% 。
CCD 混合水平及垂直像素
傳統 CCD元件的像素粒子是垂直排列的,而第三代 Super CCD 則是採用 45° 角排列(見下圖),形狀就像蜜蜂巢。由於斜線之間有間隙,為有利於訊號的處理,對這些間隙進行「 Honey comb處理」(補間處理),於是出現了一個反相像素,並與實際的像素組合形成被攝體的影像訊號。具體而言,F601 有效像素 310 萬,實際像素 301.5 萬,但記錄像素經過補間處理後就成為 603 萬 (2,832 x 2,128) ,這就是 CCD 內水平及垂直像素混合技術的成果。由於像素增加亦令電荷加大,電流量亦提昇,CCD 驅動的周波數必然上昇,令硬照和短片的解像度都提升,這就是第三代 Super CCD Honeycomb 的好處。第三代 CCD 還有的好處是增強三色的輸出電荷,例如水平及垂直排列的綠色像素,其左右及上下都是同色的,兩個串連可令訊號增強 2 倍,橫直相加就是四倍,訊噪比就成為 4 比 2 了。
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Honeycomb 排列:像素粒子作蜂巢式排列提高訊號電荷輸出量;這就是經過「補間處理」的優點。 |
有利硬照的像素加算技術
F601 採用了「像素加算訊號處理」的第三代 Super CCD Honeycomb 元件,它的特點是記錄像素達到 2,832 x 2,128 枚。用於拍攝硬照時,採用 4 合 1 的方法,即四枚像素串連集成一個訊號,這個負載了影像訊號的輸出電壓就增強了四倍。經過像素加算訊號處理後,原有 ISO 200° 就提昇為 800° , 400° 就變成 1600° 了,但由於採用這方法,記錄像素就是1,280 x 960 了。說到配合短片方面的技術, VHS Video 要求是 640x480 像素,有 35 萬像素已經足夠,若將 310 萬像素的訊號全部壓縮,將短片的畫質大幅提高絕無問題。看來富士的第三代 Super CCD Honeycomb 將令數碼相機的畫質大幅提高,並向傳統菲林的畫質水平邁進一大步呢!
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| | 第一代 4.5umCCD | 第二代 3.8umCCD | 第三代 3.8umCCD |
| 面積 | 9.45 x 7.80mm |
| 總像素量 | 2.47M | 3.33M | 3.33M |
| 有效像素 | 2.30M | 3.04M | 3.04M |
| Honeycomb處理後 | 4.60M | 6.08M | 6.08M |
| Pitch大小 | 4.52um | 3.82um | 3.82um |
| 間隙 | 3.2um | 2.7um | 2.7um |
| 影像範圍 | 7.94 (H) x 5.96 (V) mm | 7.69 (H) x 6.76 (V) mm | 7.69 (H) x 6.76 (V) mm |
| 飽和電壓 | 700mV | 700mV | 700mV (推定) |
| G感度 | 340mV | 306mV | 370mV (推定) |
| 訊噪 | 71dB | 70dB | 70dB (推定) |
| 驅動周波 | 16.36MHz | 24.54MHz | 24.54MHz (推定) |
CCD 內水平及垂直像素的混合
CCD 元件內像素作水平及垂直的混合,上下各層互相配合令訊號加強 4 倍,而訊噪比達到 2 倍。反觀普通的 CCD 元件像粒排列是三色互相間隔,電路不能串連令訊號輸出薄弱,色度及亮度都打了折扣。
像素加算訊號處理
這種技術是將所有訊號加在一起的方法,就是將近數像素的數值加在一起,目的是增加相同訊號的輸出電壓,上下左右四點加在一起訊號電壓就大了四倍,有利提高畫面。
像素加算技術的效果
像素加算技術的優點是在暗弱的環境時 LCD 屏會較明亮。拿 6800Z 來比較在理論上是 ISO 感光度提高了兩倍,觀看時亦較舒服。
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留意 FinePix 6800Z LCD屏的亮度 | 留意 FinePix F601 LCD 屏的亮度 |
Fujifilm 第四代 Super CCD (SuperCCD HR 及 SuperCCD SR)
Fujifilm 兩款第四代 SuperCCD,分別名為 SuperCCD HR 及 SuperCCD SR。前者主打高解像市場(High Resolution, HR),後者則以高動態範圍(Super Dynamic Range, SR)作賣點。
SuperCCD HR
CCD 開發者研究高解像度 CCD 時,一直受到 CCD 的先天性問題困擾,就是當 CCD 內的光敏二極管密度愈高,CCD 的集光能力便愈低。若果盲目地以加強訊號的方式將 CCD 的感光度提高至 ISO 100 或以上,便會很容易產生明顯的雜訊。Fujifilm 以最新的研究及生產技術,終於將這個集光能力問題解決過來,使 CCD 的光敏二極管密度大幅提升。第一款 SuperCCD HR 將會是一枚 1/2.7 吋的 3.1 百萬像素 CCD,透過蜂巢式結構插值技術,可以產生高達六百萬像素的影像。現時配備相同尺寸 CCD 的 Fujifilm FinePix F401Z,解像度只是 211 萬像素,即是新的 SuperCCD HR 可以將相同大小的 CCD 解像度增加半倍。稍後,Fujifilm 更會推出 1/1.7 吋六百萬像素的 SuperCCD HR,最高可輸出 1200 萬像素照片。現時配備相同像素的 Fujifilm S2 Pro 單鏡反光機,CCD 尺寸足有 1.08 吋之大,新的 SuperCCD HR 有助生產更小型的超高解像度 DC。另一方面,SuperCCD HR 的影片拍攝能力亦會更高,預計可以支援 VGA 640 x 480 Pixels @ 30 fps。
SuperCCD HR 的特點可歸納如下︰
- 有助超輕巧 DC 的設計
- 超高解像度影像
- 高質素 VGA 解像度動畫
- 可以更高快門速度拍攝動態照片
- 低雜訊
- 提升弱光拍攝能力
SuperCCD SR
另一款的第四代 SuperCCD SR 就更為有趣,因為 SuperCCD SR 強調的是高動態範圍,這是以往開發 CCD 時較少著墨的部分。SuperCCD SR 採用兩層式光敏電阻設計,每一個像素點都有兩層光敏電阻,第一層的感光度較強,負責收集大部分反射自物件表面的光線;第二層的感光度較弱,負責收集較強烈的反射光。Super CCD SR 將兩個感光層的訊號分析及結合後,便能夠產生更高寬容度的影像,改善明部及暗部的細節重現,令拍出來的影像更像肉眼所見的景象。
最先生產的 1/1.7 吋 SuperCCD SR,解像度為三百萬像素,動態範圍(寬容度)為過去的四倍,這樣即使在反差很大的環境下,也有足夠能力使照片的各個部分仔細重現了。
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| 每個像素由一個高感光度及一個低感光度光敏電阻組成。 |
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| SuperCCD SR 的雙感光層設計,意念其實來自負片菲林。 |
OLED 顯示屏 (OLED Display)OLED 跟現時最普遍的 LCD 顯示屏有甚麼分別呢?LCD 的全名是 Liquid Crystal Display,本身不能夠發亮,要依靠背後的光管發光。以往所有數碼相機的顯示屏都是 LCD,不過其高耗電量、日光下不能清楚顯示、較為狹窄的可視角度、動畫顯示未夠順暢等問題,顯然對數碼相機的發展造成一定的阻礙。由 Sanyo 及 Kodak 合力研發的 OLED (Organic Light Emitting Diode) 改善了 LCD 的大部分缺點,由於 OLED 的每個像素都可以自行發光,因此在可視角度及日光下的顯示都得到顯著的改善。除此以外,OLED 的低耗電量及顯示動畫時的低遲滯特點,亦都非常適合使用於數碼相機,甚至將來的手提電話、PDA 甚至筆記簿電腦都大有機會轉用 OLED 顯示屏。
側視時,OLED 可以比傳統 LCD 顯示更清晰的畫面。