对于感光器来说，这是让人震惊到何种程度的黑科技！彻底告别马赛克，让清晰度增加3倍

zjxs

现在我们所看到的视频、照片全部是用“拜耳滤阵马赛克” 感光器拍摄的。 也就是说，每一个感光器上的像素只能覆盖一种颜色的滤光片，每个像素实际只能收集一种颜色的光子信息。其它缺失的两种颜色信息是靠后天的插值估算得来， 最终输出的色彩信息中包含大量“伪信息元素”，这导致最终的彩色分辨率水平，比实际的字面像素分辨率要低得多（理论上只相当于字面像素分辨率的 1/3）。同时画面上充斥着明显的边缘锯齿、伪彩色、摩尔纹等等（这些“副作用”，都是因为无中生有的估算得到的错误信息数据所导致）。

还有一种感光器是和“拜耳滤阵”完全不同的，也就是美国Foveon X3 CMOS感光器，它是在每个像素上附着三种颜色的滤光薄膜，根据滤光薄膜的材料的不同，自动辨别不同波长的光谱，波长最短的“B” 在最上层，其次是“G”，波长最长的“R”在最下层， 逐级“筛漏”的原理，蓝色滤光薄膜只接收蓝色光谱，其它光谱自动“渗漏”到下层，最终剩下的最长的红色光谱被最下层的“红色滤光薄膜”所接收。  但这只是理论上理想状态，由于滤光材料很难开发，其对光谱的筛漏根本无法做到完全的精确，所以当光线逐级渗漏的时候，实际每一层滤光薄膜所接收到的光线要比理论上精确的单色光线多得多，这导致光线渗漏到最下层时，红色的光线已经是强弩之末了，所以根本做不到真正的RGB的精确的分配，它存在明显的色彩衰减（偏色等负面影响非常严重）， 而且因为每个像素上都覆盖了“三层”感光材料（三层滤光薄膜），所以理论上天生发热量就比单层的马赛克要高三倍。 拍拍单张的照片还行，要拍高功耗的连续帧的高像素视频，比登天还难！ 同时因为天生的高发热，其高感也是天生的差，ISO稍微高点，就马上噪点密布了！所以虽然实现了RGB的原始结构，但因为种种的天生技术缺陷，无法适应更广泛的应用，在高分辨率的视频领域（无论是1080p还是4K）更是不可能实现实用化。

而就在两天前，SONY秘密曝光了一枚：1.5英寸对角线（大约：19 x 14mm尺寸）的感光器。 SONY称之为：APCS（看清楚，不是我们所说的APS-C；是“有源分色感光器” 【Active Pixel Color Sampling】的英文简称）。

这东西和Foveon X3 一样，用一个像素点实现了真实RGB的三种颜色信息的输出。  但相比Foveon X3 ，其在技术上又远远高出，主要是功耗比马赛克传感器还低，天生高帧率，SONY发布的这枚 1.5英寸的APCS感光器，在：2,048 x 1,080的解像度下，能实现让人瞠目结舌的：16,000fps/16Bit（16,000帧、16Bit量化精度下）的变态到无以复加的超高速输出！

在：6,144 x 2,160的解像度下，则能实现：240fps（同样为：16Bit量化精度）。

与Foveon X3所不同的是，SONY哥这个超级黑科技的感光器不是三层结构的，而是它的滤光薄膜是微机械传动结构，可以进行左右方向的高速传动（也可以看成是高速震动）， 通过滤光片的高速传动使同一个像素点在一个感光度的周期内，对 RGB三种颜色的滤光薄膜进行感光，这样一个像素点就获得了真实的三种颜色的数据。 在输出的时候，每个像素点的数据都带三种颜色的真实信息（不需要再像“拜耳滤阵马赛克”感光器那样，在后期再去估算缺少的信息元素）。

因为一个像素分别对三种颜色信息感光（也就是相当于传统的“马赛克”传感器的四个像素同时感光面积总和），所以SONY这种APCS感光器的灵敏度比传统的“马赛克”要高4倍。 所以此感光器在基准的：ISO 5,120（是的，你没看错，是超过ISO 5000）的感光度下，其实现了再一次令人瞠目结舌的：127.69dB的动态范围，也就是说，它在ISO 5120的感光度下，其宽容度能达到让人难以置信的：21档！！！（宽容度的算法：6dB为一档基准宽容度）。

http://www.sonyalpharumors.com/sr4-detailed-spec-sheet-of-the-new-sony-apcs-active-pixel-color-sampling-sensor/

蓝翎

而是它的滤光薄膜是微机械传动结构，

是不是象DLP那样，里面有机械结构。

zjxs

蓝翎 发表于 2014-11-16 20:43
而是它的滤光薄膜是微机械传动结构，

是不是象DLP那样，里面有机械结构。

可以这么理解，这个微机械传动结构是SONY从 2000年开发 GxL激光衍射成像技术开始，积累而来的经验，现在运用到图像传感器上了。

蓝翎

zjxs 发表于 2014-11-16 20:46
可以这么理解，这个微机械传动结构是SONY从 2000年开发 GxL激光衍射成像技术开始，积累而来的经验，现在 ...

时间一长，这个微机械结构能行吗？

可是机械的。容易磨损。

蓝翎

还有一点这个成像就是原生的色彩，

就是直接带色的，不像现在的感光原件，是

黑白的。然后后面，经过电路的计算去着色？

zjxs

蓝翎 发表于 2014-11-16 20:48
时间一长，这个微机械结构能行吗？

可是机械的。容易磨损。

这算什么， 别人可能做不到，但SONY哥肯定没问题。 因为SONY开发了超过10年的GxL激光衍射微机械带状芯片。

那个的机械传动要比感光器上这种简单的左右高速移动困难多了，那个装置的带状闪耀光栅机械振动的时候，其弯曲和倾斜都必须控制在10nm以内，要求的机械振动的精度之高，比这种感光器上的机械传统高千百倍去咯！  正是因为GxL的微机械结构的超过10年的开发经验，才能让SONY破天荒的将此种微机械传动结构运用到感光器的滤光薄膜上。

黄金招财猫

天顶星人科技着实强大！

zjxs

蓝翎 发表于 2014-11-16 20:49
还有一点这个成像就是原生的色彩，

就是直接带色的，不像现在的感光原件，是

现在的感光器的的 RAW数据包中也有色彩信息数据的，因为每个像素点上都有一种颜色的滤光片（R、G、B中的一种）。 只不过只带一种，另两种需要靠估算和猜测来获得。

蓝翎

zjxs 发表于 2014-11-16 20:59
现在的感光器的的 RAW数据包中也有色彩信息数据的，因为每个像素点上都有一种颜色的滤光片（R、G、B中的 ...

也就是说此款一出，就不用再猜另外两种颜色啦，

可以这样理解吗？

zjxs

蓝翎 发表于 2014-11-16 21:00
也就是说此款一出，就不用再猜另外两种颜色啦，

可以这样理解吗？

当然不用猜色了，因为每个像素点都真实对RGB三种颜色进行了感光（RGB三种滤光薄膜，分别在一个像素点上高速平移）。

蓝翎

zjxs 发表于 2014-11-16 21:03
当然不用猜色了，因为每个像素点都真实对RGB三种颜色进行了感光（RGB三种滤光薄膜，分别在一个像素点上高 ...

1.5英寸的小了点，估计不久的将来会出更大的。

用在相机和摄相机上挺合适的。

蓝翎

看看能不能在技术上实现全画幅的。

蓝翎

对了这款有一个问题就是不能做成曲面。

难道索尼还要把这个技术与曲面CMOS结合在

一起？

蓝翎

后面的存储设备如何处理呢？

zjxs

蓝翎 发表于 2014-11-16 21:49
后面的存储设备如何处理呢？

本次开发的：2,048 x 1,080/16Bit/16,000fps （6,144 x 2,160/16bit/240fps）的超高速的APCS传感器肯定不是给民用设备使用的，一定是给顶级的超高速专业摄像机准备的（类似 F65RS这种摄影机，只不过具备超高速采集能力，定位更高）。这类产品存储不用担心， 价格更不是问题！

至于民用设备，不需要开发这种超高帧速的变态产品。 只要能将APCS 这种原始三色的结构下放就行了， 能拍摄基本的 4096 x 2,160/10Bit/24fps 的视频已经足以（当然最好能拍摄：4096 x 2160/10Bit/60fps 的高速信号，这个对SONY哥的技术来说根本小菜一碟）。