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5000万够不够?未来全幅像素增长趋势

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主题
发表于 2015-2-23 20:38 | |阅读模式
5000万够不够?未来全幅像素增长趋势发表时间:2015-02-12 来源:色影无忌 作者: 梁爽
  佳能在CP+2015前隆重推出自家高像素机型EOS 5DS/EOS 5DS R,其自主研发生产的CMOS传感器有效像素高达约5060万有效像素,总像素更是达到约5300万,这一指标一举打破尼康/索尼的3600万有效像素的记录。

EOS 5DS/EOS 5DS R给佳能带来前所未有的超高解析力(目前135全幅中最高像素)

EOS 5DS/EOS 5DS R的约5060万有效像素传感器
  对此小编在《火力全开 佳能全线反攻打响》中猜测佳能是以EOS 70D、EOS 7D Mark II的传感器工艺作为基础,扩大到全画幅上进行生产。事实上对于这种猜测绝非YY,CMOS传感器的生产工艺其实跟很多半导体产品一样,如CPU、GPU、闪存颗粒等等,都是现在小尺寸上试验新技术新工艺,等成熟后就将其逐步应用到更大尺寸(或更高性能)的产品上。

Chipworks的佳能、尼康、索尼三家传感器工艺对比
  Chipworks曾在2012年公布佳能、尼康(瑞萨)、索尼等几家传感器的工艺,详细内容可以参考《Chipworks公布尼康单反图像传感器型号》,该报告提到尼康D800搭载的索尼IMX094传感器采用0.18微米制程技术生产,像素尺寸达到4.75微米。是当时Chipworks公司分析测试的全画幅数码单反相机中有最小的像素尺寸。而当时佳能的EOS-1DX、EOS 5D MarkIII等全画幅产品还在采用0.5微米工艺(500纳米),索尼和瑞萨(尼康D3、D4、D700等)已经逐步从0.35纳米过度到0.25纳米。为此很多网友以此来喷佳能工艺落后索尼很多了。

  那么传感器的工艺到底有多重要?我们知道现在CPU、GPU的工艺发展相当快了,大佬Intel更是将工艺飙到14nm!对CPU、GPU有了解的同学都知道,半导体工艺提升,可以用更小的面积实现更复杂的架构设计,同时还能降低功耗(发热),提升频率(超频更容易),性能提升。所谓多少纳米技术,可以理解为在芯片上刻画的精细程度。然而在CMOS图像传感器上,其精细程度远没到CPU那么极端,所以我们看到即便是索尼,在制造CMOS影像传感器(尤其大尺寸)其工艺也挺“落后”的,可以说“用不上”那么精细的工艺。但大家要清楚现在用不上不代表未来不用,随着传感器像素越来越高,以及内置相位检测点,传感器结构越来越复杂,工艺上其实也需要一定提升,只不过不是那么快那么新潮,比如D800的高像素传感器的工艺还是比D3X先进一些。



沙发
 楼主| 发表于 2015-2-23 20:40 |

  回到佳能,我们可以看到绝对是工艺上有了进步,才会在EOS 70D上实现两倍于有效像素的光电二极管数量。如此高密度工艺制造约5060万像素的全幅芯片,自然不是问题。那么佳能现今量产能实现多高像素?还能有哪些像素段位?索尼又能制造多高像素?小编觉得这些问题我们没必要非要弄清传感器工艺,只要保持单位像素单元尺寸不变(近似),扩大至全画幅,便会大体预测出理想情况下的像素数!


推算像素表格(点击放大)
注:以上仅仅是根据单位像素尺寸相似情况下扩大传感器尺寸进行推算,不一定是两者工艺有关联

佳能EOS 750D/EOS 760D搭载新型约2420万有效像素CMOS
  如果按比例EOS 70D放大到全画幅,其像素非常接近EOS 5DS/EOS 5DS R,以此类推我们会发现,佳能如果以最新的EOS 750D/EOS 760D为基础扩大,最高可实现6195万像素,而约5060万以下能实现4608万像素、3865万像素、3123万像素三档,需要注意的是这些都是运算的理论值,实际成品其总像素数/有效像素要低于这些数值200-400万不等。佳能推出5Ds是想让5D系列开枝散叶,犹如当年1D和1Ds那样,那么EOS 5D Mark III的后续机EOS 5D Mark IV将偏重高感速度型,其有效像素不会高很多,应该在3000万像素以下,实际产品应该在2500万-2800万有效像素。至于EOS-1DX的后续机则是高感速度型的新巅峰,像素增加不会很多,大约在200-400万之间,这样的话EOS-1DX的后续机有效像素在2000万-2200万之间,也就是在EOS-1Ds Mark III/EOS 5D Mark II和EOS 6D之间,但大家要注意EOS-1DX后续机在保证比EOS-1DX更高(或相当)连拍速度的同时可实现与当年的EOS-1Ds Mark III同等像素,这才是真正达成当年EOS-1DX倡导的“高速”和“高分辨率”合二为一的理念!要知道当年EOS-1DX出来,被厂商宣称是二合一新旗舰,很多人都质疑其像素低于EOS-1Ds Mark III/EOS 5D Mark II/EOS 5D Mark II,如何兼顾高分辨率?佳能方面当时的解释是由连拍速度与像素数的均衡决定的。(与像素更高的1Ds Mark III相比)从噪声角度来看,EOS-1Ds Mark III的最高常用感度为ISO1600,EOS 1DX则为ISO51200,无法同日而语。而且由于像素变大、色彩的再现性也得以提升。说白了还是吹高感,在两者像素差距不大时候,较高ISO区间EOS-1DX能够逆袭反超罢了。当然有同学会发现EOS-1DX后续机如果做到2000万-2200万有效像素,只是做到当年的“二合一”,同期仍然是佳能全画幅产品线中像素最低的一款!

  有眼尖的朋友会问6195万像素那个能实现吗?小编觉得这只是理论数据,如果考虑到画质因素,像素尺寸还是会大点,有效像素顶多5800万左右,这款产品还需要传感器技术进一步成熟,相信会成为5Ds后续机的一个选择。
板凳
发表于 2015-2-24 10:39 |
感谢老师分享!
地板
发表于 2015-2-24 10:40 |
祝老师新年快乐!
5
发表于 2015-2-25 10:16 |
祝老师羊年愉快!万事如意!
6
发表于 2015-2-25 23:28 |
祝老师新年快乐!
7
发表于 2015-2-25 23:28 |
谢谢分享 {:7_294:}{:7_294:}{:7_294:}{:7_294:}{:7_294:}
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