原文出处:http://www.dslrbodies.com/newsviews/re-bsi-and-stacked-sensors.html

翻译:Alex Zhen

 

最近我的邮箱收到很多关于索尼最新发布的A7RII和RX相机的问题,都是关于它们的感光元件的。背照式和堆栈式感光元件的发布让很多人想了解在这两个不同的感光元件技术。以下是一些问题,以及我的简单回答。

Q:背照式感光元件会带来更好的画质吗?
A:比较难回答的问题,所以让我们把这个问题拆开来看。

Q:背照式能带来更高的动态范围吗?
A:是的,但是随着感光元件尺寸的增加,这些优势就会减小,注意是在所有其他条件相同的情况下。在手机或者便携相机上的非常小的感光元件里,传统的感光元件设计意味着在每一个像素最顶端包括了数据层和电路层,这些层会减小这个像素收集转化光的能力。有些时候我们会使用入射率这个词,微镜片(Microlenses)就是一种增加入射率的方式,通过像素上极小的镜片把光导向光敏收集区域。与此同时,像素井的内壁结构的改变也是影响入射率的一个重要因素,一些光子在入射角度过大的时候,会照射到像素井内壁而损失掉。

背照式感光元件几乎将所有的电路都放到了光感区域下边。让光感区域几乎可以全部用来接受光线。这时候入射率几乎是100%。但是,在大尺寸的感光元件上(例如全画幅),本身入射率就已经非常高了,而且随着其他电路部分的不断改进和体积的减小(占用像素区域更小),入射率会变得更高。

有一个很好的对比案例局势,索尼的RX100在更新中使用了背照式1寸感光元件,整体动态范围提高了大约1/3档。如果更小的感光元件,能够获得更大的改进,而更大的感光元件收效就不会那么显著。如果你开发一款像素密度极大的大尺寸感光元件,背照式肯定能带来好处,到那时从3600万非背照式感光元件过度到4200万像素背照式,不会仅仅因为背照结构而带来很多的好处。

所以我不太期待全画幅背照式感光元件会给动态范围带来非常大的改进,至少没什么值得激动的。

Q:背照式感光元件会带来其他方面的画质改进吗?
A:会,首先会改善边角成像的水平,改善红移、暗角等问题。尤其是对于那些边角光线入射角度很大的镜头(比如说很多广角镜头)。同时减少了感光元件对于矫正微镜片的需要(Offset microlenses)。我也看到过一些学术研究说明背照式还会在其他方面带来微小的改进。

Q:所以在A7RII里使用的背照式感光元件还是很值得激动的?
A:索尼肯定会很激动。他们的市场宣传里终于可以说自己拥有最大的背照式感光元件了,以前最大的是三星NX1利用的APS尺寸的那款。

Q:为什么使用4200万像素?
A:我不知道。3600万像素和4200万像素之间的区别几乎没什么太大视觉影响。有一些研究表明绝大多数人分不出小于10%的分辨率变化,3600万到4200万的变化仅仅不过7%。

Q:那么堆栈式感光元件又是怎么回事?
A:实际上我更关心和期待索尼在RX机身里用的这个1寸感光元件。在背照式感光元件里,实际上你只是把传统的感光元件设计的结构上下翻转过来,然而光敏部分和电路仍然放在一起,并没有拆分开。而在堆栈式感光元件里,这两者背彻底分开了以后,好像上下对粘在了一起,两者都可以最大限度利用自己这一层的面积。相比背照式感光元件,堆栈式结构将入射率最大化。这些新的堆栈式结构还在图像转换电路变增加了芯片缓存(虽然索尼市场宣传资料显示这层是在感光元件的最底层-第三层的位置,但是我不确定那是不是准确)。这些记忆缓存可以帮助解决超高速感光元件数据输出和处理问题。在处理大量数据的时候,数据移动的距离越小速度就会越快,所以这个新的缓存机制可以让索尼做出很多非常绚的功能,比如每秒960帧的视频拍摄,可以使用整个感光元件拍摄视频,而不是以前的采样拍摄。

在很久以前,大概十多年前,我写过一片文章提到关于CMOS相对于CCD的设计有更大灵活性。CMOS能够单独读取像素点,而且可以对这些读取数据进行进一步的利用和操作,我觉得目前感光元件的发展就走在这条路上,我们会看到感光元件上越来越多的改进,这也是为什么索尼的感光元件部门每次看到市场份额的时候都会微笑,索尼正在变成这个领域的主导者,虽然他们还没有开始建立自己的品牌,但是应该已经在各种授权协议中为这一步做准备了。

从这个角度看,索尼越来越像英特尔,看看现在有多少相机在用索尼的感光元件,尼康已经在用,宾得在用,中画幅市场的感光元件选择也在转向索尼。

这样的情况也把其他相机厂商,例如尼康,放在了一个更加危险的境地,他们需要学习苹果那样的产品开发策略,在使用这些优秀硬件的基础上,通过软件的开发解决目前用户需要解决的问题。因为当统一品牌的感光元件变得非常普及的时候,很多厂商就会开始削减成本,牺牲质量和性能,抄袭一些设计,用低价和泛滥的市场推广去试图卖的比别人多一些。

我很厌烦这种低质竞争,这都是哪些财务部门算钱的人才会去努力推动的,而不是聪明智能的工程师和设计师们。这种路线走下去一定会失败。我觉得厂商应该努力向上游发展,寻找那些用户都没发现自己需要的东西,让他们拍照中繁琐困难的事情变的更简单,同时提高性能。就想Tesla,而不是Tata。

这也是近期我一直对尼康很失望的方面。每次他们努力开发一款产品要去争夺高端市场,撼动行业(例如D800),他们就会同时推一大堆质量妥协的低端产品。作为一个公司,你不可能两条路都走好,在低端廉价市场的竞争会毁掉品牌的口碑,尤其是尼康还开始缩减客户服务部分。

Q:我 是不是该买点索尼股票?
A:可能不。虽然索尼的感光元件部门看起来非常的健康,无论是技术革新还是销售增长,但是它仅仅是巨大的集团的一小部门,这个集团还有很多问题需要解决,还包括一些大部门(比如移动产品),除非你要堵索尼能够解决他们内部问题,还不会影响到整个集团。

Q:那我该不该买索尼相机?
A:也许。索尼相机能满足你的需要吗?他们又没有你需要的镜头?你可以接受索尼相机在其他方面的缺点吗?我很喜欢RX和A7系列,无论是设计还是功能都有很多值得喜欢的地方。

但是我还不会卖掉尼康,对我来说D750相比A7II来说是一个更全能的相机,D810对比A7rII也是一个更全能的相机(仍然在测试中)。但是很多人会在某些领域寻找“足够好”的相机,或者是一些特殊领域(比如A7S的摄像能力)。那么A7系列却是非常的吸引用户。

Q:尼康是不是应该开始紧张起来了?
A:是的。我看到越来越多的公司开始在技术和性能方面超过尼康。最近尼康只有两个可以成为“技术革新”的东西,一个是采用了菲涅耳相位透镜的300mm f/4镜头(非常小巧轻便,优秀的长焦镜头)和D810a(在已有的非常优秀的d810基础上为天文拍摄做了优化)。而其他基本都是换汤不换药的低端产品更新。

更糟糕的是,尼康最近都没有在感光元件方面做出什么值得一提的事情。连佳能都有了革新。大家都把关注点放在即将发布的D5上,这可能是短期内可以看到尼康在感光元件技术上的动向的唯一机会。

别误会我,尼康在压榨东芝和索尼感光元件性能方面好过其他家。但是这也仅仅让尼康成为一个“优化者”,而不是领袖。虽然近期在摄影器材市场上,尼康一直都没有令人惊喜的东西,但是还是在生产一些“还好”的产品。然而在一个不断缩小的市场上,“还好”可能真的帮不了你,至少我这么认为。