什么是电荷耦合器 (CCD)

作者: 中国摄影网 发布时间: 2019年12月02日 20:09:59

三原色亮度数据

但是,虽然 CCD 分别获得了影像的三原色亮度数据,但每格像素也只记录着其中一种原色的讯号,所以要靠相机内的「彩色插值」(Color interpolation)系统,利用旁边其他的像素,为每个原色像素计算出其余两色的数据。举例说,如下图所示,每个红色像素的旁边也分别有着 4 个蓝色和 4 个绿色像素,像素插值系统会利用这些像素,为中心的红色像素计算出绿色和蓝色的数据。绿色和蓝色像素的原理也完全相同。

电荷耦合器 (CCD)

CCD 的中文译作「电荷耦合器」,是在数码摄影中最为广泛应用、用来记录影像讯号的装置,与传统相机感光菲林的作用大致相同。
    其实,CCD 的像素本身只会对光的强度有反应,对光的色彩则完全没有分释能力,所以单纯 CCD 本身,只能拍得灰调的影像。如果要拍到彩色的影像,便要在 CCD 的每一个光电体前加上三原色(Primary color, RGB)的滤镜,使每一个光电体也只能接收和量度其中一种原色的亮度强弱:R 滤镜可让红光通过;G 滤镜只让绿光通过;B 滤镜则只准蓝光通过。
    在 CCD 上组成画面的最小单位元被称为像素,每个光电体亦即等于一个像素。每块 CCD 所含像素的数目与大小都与影像质素有着直接关系。像素愈高,输出的影像质素便愈高。

CCD



要注意的是,不同的计算方式对彩色的估计会有所出入,影响影像的最终色彩。当拍摄一些有幼细彩色线条或精密色彩变化的影像时,低级的 CCD 便有可能出现色噪(Color noise)或色纹现象,影响影像质素。

    CCD 是半导体组件,于 1970 年在美国贝尔 (Bell) 实验室发明。 CCD 其实是一组可以进行「光电转换」的光电体,当光通过镜头聚焦形成影像后,CCD便会将影像的光讯号转换为电讯号(电压)。光量愈大,释放出之电子数量便愈多,电讯号亦愈强,像素的显示则会愈光。

原色滤镜在 CCD 上较普遍的排列方式是 RGRG(红、绿、红、绿)一行,另一行则是 GBGB(绿、蓝、绿、蓝),从而便组成分布平均的 RGB 排列。亦即是业界是为广泛应用的 GRGB 排列。而另一种常用的排列方式则是 CYGM (Cyan-Yellow-Green-Magenta) 。

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