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筱玟 手机 会员卡
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数位相机与传统底片的迷思
一般来说,传统摄影的银盐基底片,解像力仅仅需要每厘米40线(40 lines/mm),就足以应付人类视觉分辨能力的极限了(译注:传统底片解像力最高可达200 lines/mm,以下有说明)。这一点也许令人感到奇怪,但却是事实。

透过上述的基本原则,我们可以作一些小小的运算,看看在135底片面积中,人眼所能分辨的最低影像所需的影像粒子(image points)量:

(24mm × 40 lines) × (36mm × 40lines) = 1.3 million(130万个影像粒子)

我们在徕卡的历史文件馆中,也找到当年奥斯卡巴纳克(Oscar Barnack)的所撰写的文件,说明了当年他为何选择135底片作为徕卡相机的底片的原因。根据巴纳克的计算,要满足徕卡135相机的条件,必须要在24 × 36mm的范围中容纳100万个影像粒子。每厘米40线的意义,代表每颗粒子的直径为1/40mm,等于0.025mm。

还记得这数值吗?这个数值比当年所制订的模糊圆(Circle of Confusion)的最小直径:0.03mm还要小。巴纳克当年所采用的模糊圆直径,正是0.03mm。因此,我们可以说,在35mm底片规格的摄影中,130万个影像粒子足以满足人类视觉的需求。

当然,现代底片经过持续改良,解像力也不断提升。如果我们用每厘米200线作为计算标准(在此以解像力达100 lp/mm徕卡镜头为准),可以获得另一个数值:

(24mm ×100 lines) × (36mm ×100 lines) = 34.5 million(3456万个影像粒子)

回到开始所提到的130万影像粒子,这表示一张高960宽1440个影像粒子的画面。注意,很多人会联想到的是一个由「960 ×1440」所组成的CCD矩阵所构成的画面面积。

但,这是两回事。当本文的影像粒子所形成的画面和小于35mm底片规格的CCD感光元件相提并论时,就更加令人感到疑惑了。

当一张图片被数位化(扫瞄)或者用数位相机拍摄(CCD)时,我们使用的是一种固定大小的CCD(或CMOS)阵列感光元件。所用来进行取样的感光元素称为「像素」(pixel)。但是,像素本身是没有实体位置(physical dimension)的!这里就是数位影像与传统影像之间失落的环节了。本文提到的影像粒子,是具有实体位置的,真正可以在底片上找到对应位置的,根据模糊圆的基本原则,可视为0.03mm的大小。

但数位影像并非如此。CCD的像素所记录下来的,是影像的空间对应数值(横向座标和纵向座标),以及色相及明度的特性。再强调一遍:像素没有实体位置,只有空间的参考对应数值。换句话说,用来取样的原始CCD的尺寸大小,与实际的影像资料是没有关连的。档案记录下来的是XY轴座标(举例来说:X轴座标15;Y轴座标5),以及色相及明度。

以上的数位资讯,跟感光元件的元素大小是无关的。数位影像只是把这个X轴和Y轴座标的资讯重现而已。当然,感光元件越细致,这个矩阵就越大。但是,不管是大是小,这个矩阵都没有实体位置。

座标 色相 明度
15,1 133   23
15,2   4     19
15,3 778   111

不论这个感光元件的直径大小是3微米或30微米大,上面的资讯都是一样的,而3微米的元件当然就比30微米的元件更能撷取到更多的细节。简单地说,CCD有960×1440个像素并没有太大的意义,因为他并没有告诉你每一个感光元件的直径,所以光是以A×B这种说法,只是告诉你矩阵的部分资讯而已。我们都知道数位相机的感光阵列板,需要用到一个以上的感光元件来界定座标、色相和明度,一般而言需要4个元件,才能定义一个矩阵中的「点」的资讯。通常一个960 × 1440的感光阵列板只能处理480 ×720的矩阵(图档)。

到底这些没有长宽实体位置的像素,何时才能有真正的大小和位置呢?答案是显示及列印时。最容易理解的就是在萤幕上显示。一般的彩色映像管萤幕的点距大约都是0.26mm(有的映像管点距较大有的较小),每英吋大约有96个点。这个点距和模糊圆的观念大致相通。

现在我们将矩阵的长宽一一对应到萤幕映像管的亮点上。如果我们有一张100×100的图档,那么在萤幕大小就是长100 x 0.26mm宽 100 x 0.26mm,解像度为1/0.26mm,大约为 3.8 lines/mm。

如果我们必须填满整片萤幕,长宽为20x25cm,点距和解像度都维持不变的话,影像矩阵大小需为200mm/0.26mm × 250mm/0.26mm=769×961,大约可视为800 ×1000。

现在我们可以把矩阵尺寸(matrix size)、列印输出尺寸(print size)、和解像度放在一起探讨了。如果我们需要一张20x25cm的输出稿,每一个点直径视为0.26mm(这里的意义为模糊圆的最小直径),观赏距离为一般正常距离,那么就至少需要800x1000的像素。在撷取这样大小的影像时需要更大尺寸的感光元素,假设这些感光元件的直径也是0.26mm的话,其实只能记录下物体的一些基本轮廓线条,但假设感光元素直径缩小到0.026mm(缩小为1/10这已经很接近传统底片的模糊圆直径了),我们就能记录更细致的细节。

但为了覆盖相同的面积,我们需要10倍的感光元素。在此一范例中,则需要8000x10000的像素!在传统底片上,以解像度40 lines/mm(1.3million个影像粒子)来作8倍的放大就可以有一张20x25公分的照片,而且还可保持5 lines/mm的解像度。

为了达到和传统底片的标准,在数位影像部分必须使用到200mm x 5lines x 250mm x 5lines,相当于1000 x 1250的真实矩阵(true matrix cells)。以目前的CCD技术来说,至少要2000 x 2500才可以办到,相当于300万像素。但传统底片的素质不仅止于此,我可以在30 x 40公分的照片上仍有10 lines的解像度,这对数位相机而言,就要3000 x 4000或1200万像素乘上两倍,或者是2400万(24MB)像素的CCD才能办到。

结论是,数位影像的像素并没有实体的位置,这是大家很容易搞混的地方。因此960 x 1440的CCD像素并不代表能记录下和35mm底片一样的影像资讯。如果要接近传统135mm底片的影像素质,以目前的技术,至少需要2400万像素的影像晶片才办得到。

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*..-痛苦使人沉思,沉思使人智慧,智慧使人对生活比较易于忍受-..*

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献花 x1 回到顶端 [楼 主] From:未知地址 | Posted:2004-11-25 17:29 |
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数位相机的确是吃了一般家用市场与部分专门市场
不过粉多方面..数位相机仍无法取代传统相机
最大差异..如同大大转贴文章依样...就是影像品质问题

其实..很多老摄影家对于数位相机还是不肯摸= =+
对于老式相机仍然爱不释手^^"
虽然我对电子式相机的便利感到满意^^"
但是我对机械式相机仍然充满热爱哦


献花 x0 回到顶端 [1 楼] From:未知地址 | Posted:2004-11-26 22:18 |
nike999
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这一篇 我真的看不懂...
最近想买数位相机 是因为它的便利性
只是 不知道该如何采购~"~ 表情


献花 x0 回到顶端 [2 楼] From:台湾省 中华电信宽频网(ADSL) | Posted:2004-11-30 01:55 |
a01b65 手机
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路人甲
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我最近也想买数位像机800万像素左右 表情


献花 x0 回到顶端 [3 楼] From:未知地址 | Posted:2004-11-30 02:29 |
p26225
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路人甲
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不过数位相机大多还是用来记录生活,
蛮少用来出大图的。


献花 x0 回到顶端 [4 楼] From:未知地址 | Posted:2004-12-08 01:35 |
gtt 手机
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传统底片 洗出来 的效果证明 IT WILL NOT OUT OF DATE SOON ... 表情


献花 x0 回到顶端 [5 楼] From:未知地址 | Posted:2004-12-08 17:09 |
bryant815
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小弟本身卖数位相机
一些浅见想发表
其实数位相机的画质说真的是比不上传统向机
不是因为画数不够而是成相方式不一样
画数其实说穿只是照片冲喜的大小张罢了
若洗成3*5获4*6其实用不到500万以上
买高画数根本用不到.别把钱浪费在画数上八
真的要买我会建议买个4.5百万的canon像机八
数位相机是图个方便
如果要玩玩像机还是传统的好优
本人还是爱好传统像机


献花 x0 回到顶端 [6 楼] From:台湾台湾索尼 | Posted:2005-01-11 12:46 |
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下面是引用nike999于2004-11-30 01:55发表的 :
这一篇 我真的看不懂...
最近想买数位相机 是因为它的便利性
只是 不知道该如何采购~"~ 表情
对于初学者来说,数位相机可以马上检视拍照成果,采购问题请点阅下面网站:
http://www.dcview.com.tw/article...e.asp?id=1673
http://www.dcview.com.tw/article...e.asp?id=1674


献花 x0 回到顶端 [7 楼] From:台湾中华电信 | Posted:2005-01-11 19:24 |
benup
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初露锋芒
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谢谢大大的分享,让我较了解像素的问题


献花 x0 回到顶端 [8 楼] From:台湾 和信超媒体宽带网 | Posted:2005-02-15 13:29 |
lazylion 手机
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我是传统相机使用者
我的最爱还是机械式相机手动镜头
为了使用方便我使用电子式相机(向别人借)
为了记录生活大小事我用数位相机
要享受是影的乐趣还是用机械式相机调光圈快门光对焦
然后用正片拍
再用幻灯机看
有过这样的经验
相信用过的人ˊ自然就能体验摄影的乐趣
PS :只是要拍照片就用数位相机就好了
  省钱又方便还比较保险

小弟卓见

筱玟大大
您的资料太棒了
有了感觉再加上您的数据解说
相信要选择哪一种相机就容易多了
表情 表情 表情 表情 表情 表情 表情


献花 x0 回到顶端 [9 楼] From:台湾中华电信 | Posted:2005-02-16 15:51 |

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