Super CCD EXR

Super CCD EXR 相機是以技術為主導，從被發明開始，技術發展幾乎就是相機發展的代名詞，每一次的升級換代除了外形的千變萬化，技術革新都是推進更新換代的原動力。

基本介紹

• 外文名：Super CCD EXR 
• 類別：相機
• 核心技術：色彩和材質
• 推出時間：2000年

設計理念

手動機時代膠片是主流的感光介質，色彩和材質的主流技術都是掌握在少數幾個品牌的手中，而富士無疑是其中最具有技術革新里的廠家，進入了數碼時代，感光元件已經完全被CCD、CMOS等電子元件所取代，富士在以往所積累的技術經驗，設計理念是否可以在新影像時代得到傳承和發展，成為大家最為關注的問題。畢竟從品牌角度，富士擁有大量的擁護者，從實用角度，大家都希望富士可以將膠片時代的革新精神以及完美的體驗保留下來。

Super CCD EXR

發展過程

的第一代Super CCD開始一直到前不久最新的8代Super CCD，富士的“膠片精神”似乎又回來了，所有的用戶不管是從膠片時代延續至今還是數碼的新人都對這個跨時代的技術革新表現出了自己由衷地讚嘆。在這個其中，富士又相繼推出了SR、HR等概念有效的提高了感光元件的動態範圍，使其能最大程度的接近膠片的相關特性，以至於大家談動態範圍必定是富士無疑。當然富士並不會滿足於這樣的表現，終於在本次的photokina上隆重推出了號稱終極CCD的Super CCD EXR。雖然並沒有採用了這項技術的實際產品，但是我們從他的技術特性以及部分的樣片表現不難發現，富士從根本上解決了，高ISO、動態範圍等技術難題，並且是大大領先於目前其他相關廠商的產品。訊息來看，這項技術最近將被用於小型的數位相機上，單眼產品還沒有相關的計畫。從富士的角度來說，目前的數碼單眼產品已經達到了很高技術水平，而小DC的實際表現還有很大的上升空間，這也是富士的設計理念所決定的。

市場對於高像素還存在比較強烈的需求，不論這樣的衡量標準是否合理，但也確實在變相推動數位相機市場的技術發展。而從另一方面，CCD的像素的提高則意味著單位光電二極體尺寸的縮小，從而導致光靈敏度的降低，即感光度的降低。我們所追求的高成像品質不僅僅包括解析度的提升，還包括整體的圖像平衡，消費者肯定更喜歡拍攝到比如在低光環境下高感光度的超低噪點表現、或者在高反差場景下拍攝出同時擁有暗部和亮部詳盡細節的照片。事實上如何去平衡這些特性才是未來發展的趨勢。

富士膠片擁有先後研製發展8代超級CCD的深厚經驗，同時還擁有七十多年來以膠片為基礎的專業影像積澱。在這過程中，最終目標就是將數碼影像能夠還原成如我們的眼睛所看到那般自然逼真，做到“CCD系統就象人的眼睛那樣”。這其中包括很多技術進步比如“高感光、高解析度下的超低噪點表現”、“超寬動態範圍”等，同時還要專注於人眼對於光線的敏感度和分辨能力的研究。而在Super CCD EXR中，已經在某些方面得到了質的飛躍。

全新的Super CCD EXR感測器採用的“雙重曝光控制”通過控制不同的曝光時間(電荷累積時間)以實現不同的感光度。在這種嶄新的結構中， “A”和“B”兩組捕捉通道“先後”同時工作，最終“A”和“B”兩組通道所採集的圖像信息合併並生成最終圖像。這種電子控制使圖像捕捉實現了對高光和低光細節的全面捕捉。與SR所不同的是，單位像素點的尺寸大小是完全一致的，這就意味著EXR在寬動態範圍方面的潛力超越了SUPER CCD SR。

單純地分析技術解析圖，恐怕很難完整的體會到這個技術所帶來的震撼之處，那我們就來看看實際表現中通道分離的功用罷。從上面的3張演示圖片中我們可以看到通道A主要負責較長時間的電荷累積，而B通道則為較短時間的電荷累積。他們分別記錄了高光和暗部的一些細節表現。而最後通道合併的圖像上則保留了兩者的優點，高光和暗部都得到了最大程度的細節保留，並且這是在不損傷畫質的前提下實現的。其實這個技術有點類似我們photoshop後期處理中的通道操作或者說多圖層疊加操作，所不同的是感光元級的處理不會產生多少噪點，而後期的圖層疊加是會影響到畫質和噪點數量的。這就是富士理念中的從根本來解決問題。顯然這樣的表現甚至是前幾代的Super CCD所不曾擁有的。當然EXR要完全推廣到全系列是有一定難度的，HR、SR技術會和EXR共存一段時間，EXR最早會套用在F系列的高端機型上。我們猜測會不會是F70fd呢？

從構造上說起，普通的ccd裡面的成像單元都是長方形的，而且排列的方式是矩形排列，而superccd是8邊形的構造，在有效感光面積上來說 superccd要占優勢，而且Super ccd的排列方式是蜂窩狀排列，能夠更有效的利用空間~使得整體感光度方面(感光度就是在同面積上ccd對光線吸收的多少，也可以說是對光線的利用效率)，Super ccd要比普通的ccd要高，這也是為什麼早期Super ccd的iso起點一般都為iso200的原因。而EXR則是在原先的基礎上，進一步的將斜向相鄰的兩個像素點變成相同的顏色，這樣就很直接的使得單位的採光時間感光量翻一倍，而且由於相鄰的兩個像素點是相同的顏色，從而降低了互相影響產生雜色的可能性。

在高感光度模式下，CCD保證在低光環境下獲得超低的噪點。 在寬動態範圍模式下，CCD保證在高反差的場景中獲得更多的細節，避免“洗白”等情況的產生。

上圖的兩個拍攝標板的圖片對比就可以很明確的表現出，變化後的排列方式的優勢所在。由於斜向相鄰的像素點為同一顏色，所以不會有“間色”的雜色出現干擾畫面。即使有一定的噪點也僅僅是“單色”，這對於用戶的觀賞來說起到了至關重要的作用，可以使用戶主觀感覺畫面更加得乾淨。

這些圖片是在富士的宣傳資料上截取的，據相關的技術人員介紹是由搭載了Super CCD EXR的原型機拍攝，元件的面積應該不超過1/1.7"，使用的原型機其他部分應該是F系列頂級產品。畫面的色彩依然具有富士的一貫特色，類似富士膠片的冷色調錶現，畫面中的細節表現非常好，層次以及細節過渡非常的自然，雖然沒有使用標板和軟體進行測試，但是不難看出邊角的成像依然很好，沒有太多的下降。不過要說句題外話，EXR的表現固然出色，鏡頭的畸變還是比較明顯得。希望在正式產品推出時有所改進。

有效的提高相機的動態範圍也是EXR技術中最重要的特性之一，他從原理上解決了高光暗部過高反差的問題，其實有點類似膠片的一些特性，只不過EXR是由主動的技術引導的。可以看到分別對高光和暗部進行適當曝光後，雖然是高反差的環境但是細節依然抱持的十分出色，畫面的對比度也沒有受到任何影響。整個畫面給人的感覺是非常通透的，這也是後期PS一直追求的目標，現在小型數位相機就可以幫你完成這些繁瑣的工作。

當然高感光度也是用戶非常關心的問題，特別是一些專業用戶和相機器材發燒友。一直以來數位相機的像素節節攀升，速度也越來越快，但是高像素對小相機的用戶來說真的有那么大的幫助么？此話略過不提，像素提高但感光面積沒有變化則像素密度自然在激增，所帶來的結果必然是噪點的增加和軟體降噪的無能為力。

富士在這個時候推出Super CCD EXR技術顯然是非常及時的，這對於整個行業來說都是爆炸性的信息，從上圖中我們可以看到在ISO800下噪點已經被控制在了非常好的範圍內，同時即使出現了輕微的噪點也僅僅是對相對單色的，對畫面質量沒有太大的影響，要知道這還僅僅是用於小尺寸的感光元件，如果今後可以將其套用在大面積感光元件上將會對影像產品產生多么重大的影響。