????????本篇文章包括簡要介紹摁下快門后CIS曝光的全過程、像素位移技術(shù)以及信噪比對畫質(zhì)的影響（即為什么“底大一級壓死人”）

如未了解過前面的相關(guān)知識，建議先看一下之前的文章

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一、按下快門后發(fā)生了什么？

????????首先，光線進(jìn)入鏡頭內(nèi)，通過光圈和打開的快門后照射在CIS上。而后，先被紅外濾光片濾除波長長于紅外的光，再被OCL匯聚，穿過CFA，光子在像素上的光電二極管上發(fā)生光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生的光電子進(jìn)入勢阱，勢阱存儲電子（電子的多少代表了這一像素對應(yīng)位置對應(yīng)顏色的光的強(qiáng)弱）。

????????曝光結(jié)束后，先經(jīng)每個像素內(nèi)的電荷電壓放大器（CVC）放大，將勢阱內(nèi)的電子轉(zhuǎn)換為電壓信號，后由程控增益放大器（Programmable Gain Amplifier，PGA）對電壓信號的強(qiáng)度進(jìn)行增益到原生ISO的水平，再由ADC將這一模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。讀出的信號經(jīng)預(yù)處理后傳輸至ISP進(jìn)行處理形成最終成片。?

二、像素位移多重拍攝

????????俗稱“像素?fù)u搖樂”。嚴(yán)格的位移要求傳感器配備IBIS。

????????在拍攝時，CIS每次移動半個像素（或1個像素），共計拍攝16張（或4張）圖片，合成為一張色彩信息完整且分辨率為先前4倍（或單純補(bǔ)全色彩信息）的圖片。

????????拍攝過程中，相機(jī)必須十分穩(wěn)定，且被攝主體必須嚴(yán)格不發(fā)生改變（不移動、亮度不變、顏色不變等等）。

????????當(dāng)全畫幅60mp的α7R4拍攝4張像素?fù)u搖樂僅單純補(bǔ)全色彩信息時，其畫質(zhì)已經(jīng)高于100mp拜爾排列的中畫幅GFX 100拍攝的單張照片，也可見顏色信息的缺失對畫質(zhì)的影響之大。（當(dāng)然，GFX 100也可以搖搖樂）

????????在手機(jī)上，由于其使用者人群的特點(diǎn)，不可能將手機(jī)架在三腳架上，被攝主體也不可能不移動，因此可以通過算法實(shí)現(xiàn)“手持搖搖樂”，利用拍攝者手部的抖動來補(bǔ)全色彩信息。這種方式可以提升照片的分辨率，但效率和效果遠(yuǎn)不如上述相機(jī)的方式。Olympus的m43畫幅相機(jī)也可以用類似的方式進(jìn)行“手持搖搖樂”。

三、信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）

????????拍攝圖像時，噪點(diǎn)多的根本原因是進(jìn)光量不足。

????????日常生活中拍攝時，產(chǎn)生噪點(diǎn)的噪聲主要來源于CIS的讀取噪聲和環(huán)境中的散粒噪聲。

????????讀取噪聲在前面的文章中已有介紹，它主要影響的是畫面中受光量極少的部分的畫質(zhì)。

????????散粒噪聲的數(shù)量與進(jìn)光量相關(guān)，大約是進(jìn)光量的平方根。即進(jìn)光量越大，散粒噪聲越大，但是噪聲在其中的占比會減小。它主要影響了畫面中受光量較少的部分的畫質(zhì)。

????????信號總量（即進(jìn)光量）與噪聲的比值稱為信噪比。信噪比越高，圖像的質(zhì)量越好。

????????現(xiàn)在重新來看等效ISO這一概念。它的本質(zhì)原因是不同大小的CIS在曝光量相同（即曝光三角的乘積相同）時，假設(shè)曝光時間、視場角、光圈相同，那么光圈的孔徑不同。大尺寸CIS的光圈孔徑更大，因此進(jìn)光量更多，信號總量更大，信噪比更高，曝光時間不同時的進(jìn)光量也同樣如此。而等效ISO相同，就是在保證二者的進(jìn)光量相同，因此信噪比相同，畫質(zhì)相同。

????????更深一步講，這是等效光圈的效果。小底無法做到很大的光圈，所以進(jìn)光量受限。

????????降低原生ISO在部分情況下可以變相提高進(jìn)光量。也正是因此，Nikon的D850由于具有原生ISO64，而被成為“風(fēng)光神機(jī)”。

????????所以，“底大一級壓死人”的原因，就是因?yàn)榈状螅赃M(jìn)光量可以更大。

目錄：

下一篇（補(bǔ)充2）講解雙原生ISO技術(shù)與雙增益轉(zhuǎn)換技術(shù)的區(qū)別

將于2.24發(fā)布

????????我不是專門學(xué)這個的，這些知識都是我在購買相機(jī)前，以及個人興趣從網(wǎng)上的文章中學(xué)的，結(jié)合自己的理解寫的這一系列的文章?；蛞?yàn)樵恼卤旧碛姓`，或因?yàn)槲业挠洃浕蚶斫獬霈F(xiàn)差錯，不能保證文章的內(nèi)容都是正確的。如果文章中有錯誤，可以在評論區(qū)指出或私信與我討論。