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--数字相机能取代胶片相机吗？--
作者：老田
2002年，消费类数码相机以逼人之势杀入市场，被传统胶片相机盘踞百年的摄影领地开始动摇。这场数字大潮对那些老牌胶片机生产厂家（如尼康、佳能、美能达、莱卡等）并不构成威胁，从某种意义上讲这也是一次扩展市场的机会，因为数字相机毕竟也是相机，它与传统相机并没有太大的差异。
数码相机不用胶片，这对胶片厂商的威胁是致命的。柯达公司2000年，80%以上的收入来自胶卷产业，如果数字相机取代了胶片相机，这就等于切断了柯达公司赖以生存的基础。
最具讽刺意味的是，在数字相机仅有十几年的发展史上，柯达公司是当之无愧的缔造者，它拥有大量在数字相机技术方面的专利。并为市场提供了600万像素至1600万像素的高级专业数字相机。
但是，专业数字相机市场有限，柯达公司无法和日本尼康、索尼、佳能等以生产消费类数字相机为主的厂商抗衡。如今，市场上每销售出一台数字相机（即便是柯达的数字相机）就意味着胶卷市场失去了一个顾客，柯达公司变成了掘墓人。
令人惊奇的是，收入与消费水准大大低于发达国家的中国，价格中菲的消费类数字相机市场却呈现一派欣欣向荣的景象，日本厂商立刻瞄准方向，快速反应，纷纷向中国市场推出大量消费类数字相机。
依我看，数字相机在国内走红，很大程度上是沾了“数字”这个时髦名词的光，这种市场的动力主要来自“新人类”——时尚一族。他们的观念是胶片相机是老的、旧的，即过时的；“落伍”的，“数字”、“前卫”、“时尚”即高档。
《家电大视野》杂志与一般以炒作概念谋生的大从传媒不同，她始终站在消费者的立场上，提倡理性消费。前一段时间本刊对所谓“数字电视”的讨论与分析就是明证。现在，我原同读者一起，用理性的目光，对“数字相机”重新进行一番审视，并把“数字相机”与传统的“胶片相机”仍有一番分析比较。
胶片=CCD+存储卡
假如我问你，数字相机与传统胶片相机最大的区别在哪里？我估计大部分读者首先想到的恐怕是数字相机背后的那个引人注目的LCD取景器。这与是数字相机的一个卖点。事实上，用LCD取景器仅仅是数字相机的一个附加的功能，它的主要功能不是取景，如果把它改为一个单色的菜单显示屏，数字相机仍然是一件名符其实的“数字”相机。
数字相机与胶片相机最大的区别在于：胶片相机是由胶片捕捉的记录影像，而数字相机是用CCD（少数用CMOS）来捕捉影像，影像的信息用数字的形式（电子文件）记录在存储卡上。CCD与存储卡取代了传统的胶片，这就是数字相机之所以成为“数字”相机的理由。数字相机的优势与缺陷也由此产生。当然，柯达公司对数字相机的恐惧也由此产生。
1）CCD像素数
这是数字相机的一个重要技术参数，它的意义何在？我们的大部分读者都用过胶片相机，我们知道，变化影像通过镜头投射到胶片的感光材料——银盐上产生化学变化，这个原理相信大多数人都了解，不须聱述。依据胶片百身分的大小，胶片相机主要分为120与135两类，胶片面积越大它所记录的信息量越多，换一名胜话说，它的像素数越高。例如，用4000ppi精度的底片扫描仪扫描135底片可以得到2000万像素的图像文件。（请读者记住这个数据，以便比较）再看一看数字相机。主流消费数字相机只有300万～400万像素，它的CCD尺寸比135胶片相机的底片要小得多，对角线尺寸大部分在1/1.8英寸左右，仅有指甲盖大小，不用计算我们也可以看出135相机底片的面积比小型数字相机的CCD面积至少要大7、8倍。
谈到这里，有的读者也许会问：为什么不把消费类数字相机的CCD尺寸做得大一点，干脆象135相机底片一样大，它的像素数不就提高了吗？从目前的技术上看，这还是个难题，原因有三：①增大CCD的面积，增加像素数，对数字相机的数据处理能力是一个考验；②对存储卡的容量，接口的传输能力以及电池的寿命也提出更高的要求；③最重要的一点是，CCD是数字相机的核心部件，也是一个昂贵的部件，它的面积与价格成正比。一个高科技产品要成为消费品，价格是至关重要的因素。例如专业用的数字单反相机尼康（Nikon)Dlx，CCD尺寸为23.7×15.6(mm)，价格为3万多元。被专业摄影师认为超值的性价比极高的尼康D100，拥有610万有效像素，它的CCD尺寸为23.7×15.6(mm)，价格为19000元左右。
23.7×15.6(mm)的面积，虽然比消费类数字相机CCD的尺寸大（大约4～5个指甲盖面积大小），但比起135相机胶片的面积还是小了许多。尽管“指甲盖”不是一个物理学上的精确度量单位，但CCD面积比135底片面积小得多，这相基本事实是不容否认的。何况胶片相机还拥有120、645等比135相机成像尺寸大得多的大画幅相机。
另外，无论是数字相机还是胶片相机，无论是CCD上的光敏元件还是胶片上的银盐，都有一个共同的特性：单个像素的面积越大图像的动态范围越大，噪音越小。在这方面，很多专业摄影杂志都提供了详细的数据。
经过这一轮比较，我们的结论是：更大的成像面积，意味着更高的像素数，更大的照片尺寸和更高的图片质量，在这方面，数字相机与胶片相机比较，目前还存在着很大的差距。
色彩还原
色彩还原始终是数字相机心中的隐痛，要弄清这个问题就要简单了解一下CCD的成像原理。
绝大多数的数字相机（包括专业单反数字相机）都是用单片CCD来捕捉影像，光线投射到CCD的每一片CCD像素上产生电荷，光越强产生的电荷数量越大。遗憾的是，CCD上的像素只能感知光线亮度的强弱，而影像的色彩，CCD本身无法获得。我们要想获得我们常见的RGB（红绿蓝）模式的彩色图像，就必须在每一片CCD像素前放置滤镜。例如，一个具有100万像素的CCD，它的表面要覆盖25万个红色滤镜，25万个蓝色滤镜，50万个绿色滤镜。这种在数字相机是最常见的滤镜组合，被称为R-G-B-G方式。（绿色滤镜比红、蓝色滤镜数量大，是因为绿色对亮度的影响更大的缘故）。
问题产生了，CCD每个单元的表面只能覆盖一种颜色的滤镜，一个100万像素的CCD表面只能获得25%的红色、25%的蓝色和50%的绿色信息，如果我们想从这片CCD上得到100万像素的分辨率的彩色图像，每个像素的颜色信息是不够的，它分虽只有红色、蓝色和绿色的信息。每个像素并不“知道”它自己应该是什么颜色（见图1），解决的办法是：数字相机通过运算，把每个像素自身的颜色信息与相邻像素的颜色信息共同处理，推算出这个像素原来应该是什么颜色，这就是数字照片色彩的由来。
也就是说，数字相机所拍摄的景物虽然看似五彩缤纷，但它的色彩是经过运算推测出来的。使用了滤镜的结果是，保证了图像的分辨率，但是在色彩还原方面却作出了牺牲。
有的读者会问：这样经过“运算”推测而得到的色彩准确吗？我们得承认，数字相机不愧为名符其实的数字产品，它具有强大的“智能”与运算能力，它“推测”出的色彩相当准确。再看看胶片相机，胶片机相在银盐接受光照的一刹那，色彩信息就被准确无误的保留在胶片上，既不“算”也不“想”，更不需要“推测”。所以说，数字相机难以在严格的色彩还原方面与胶片相机进行较量。
照片存储方式
我们在前文中曾提到，胶片相机用胶片捕捉影像，影像的信息也“原封不动”地记录在胶片上。数字相机用CCD捕捉影像，影像用不同的文件格式储存在存储卡上。目前主流的消费类数字相机都是供了不同压缩比的JPEG文件格式，与非压缩的TIFF格式。让我们再看一看这种存储方式对照片的质量会产生什么样的影响。
数字相机存储卡的容量有限，内置存储卡大部分为8～32M。TIFF格式的文件质量虽好，但要占很大的存储空间（一幅300万像素、RGB模式的彩色图像大约有10M）。小型数字相机大都有JPEG格式存储，JPEG算法为“有损”压缩，“有损”的含义是在影像文件的压缩过程中要丢弃一部分图像信息以获得较高的压缩率。
数码相机可以选择图像的压缩比，分为高、中、低三档。当我们用中、低档JPEG格式存储图像时，图像就产生“锯齿”现象，有人称为“毛刺”，明暗过渡、色彩衔接比较生硬，缺乏自然细腻的层次。“锯齿”是JPEG压缩的典型特征，它使照片带有明显的“数码味”.
数字照片还有一种常见的缺陷叫“勾边”，据说也与JEPG的压缩有关。就是在图像明暗对比强列的交接处，深色物体的边缘会出现一条无中生有的浅色边线。
本文从CCD像素数，色彩还原，存储方式三方面对数字相机与胶片相机进行了比较，细心的读者会发现，这三方面所涉及的都是图片质量问题。对数字相机缺陷的议论就到此为止。
某些喜爱数字相机的读者可能会大致忿忿不平，认为本文对照相机的镜头、曝光模式、快门速度、白平衡等等只字未提，仅在图片质量问题上大作文章，有以偏盖全之嫌。
十几年前，作为数字相机的缔造者，柯达公司曾试图垄断数字相机的技术，不去积极推广这种技术，从而达到延缓数字相机发展的目的，其目的是为了延长银盐胶卷的生命周期。从九十年代中期开始，民康、佳能、奥林帕斯等大牌相机制造商投入了大量人力和财力对数字相机的核心技术CCD（包括CMOS）进行开发研究。1998年3月，佳能公司推出了一款PowerShot Pro70，在当时已经是最接近真正照相机的产品了。同年同月，尼康公司也推出了第一款高端小型数字相机CoolPix900，为日后成功的CoolPix9××系列奠定了基础。以后的短短五年时间数字相机发展迅猛，胶片相机大牌厂商尼康、佳能等在数字相机领域无论是消费类小型数字相机还是专业用单反数字相机，仍然明显的跑到了其它厂商的前面，迅速占领了日欧市场，并向中国大陆大举入侵。
数字相机的发展之年以如此迅猛，是因为它“站在了巨人的肩上”，这个“巨人”就是已有百岁高龄的，在技术上臻于完美的胶片相机。对数字相机的发展历史的简单回顾，我们可以得出这样一个结论：今后的数字相机市场仍然是日系大牌胶片相机厂商的天下，因为数字相机也是相机，它只是用CCD及相关的数字处理系统取代了传统胶片。而在其它方面，如镜头、机身、光圈、快门速度、曝光模式等等与胶片相机相差无几，从技术上讲甚至可以做得一模一样。这就是我对数字相机“攻其一点不及其余”的原因。对数字、胶片两类相机进行比较，只能就它们不同之处比较，哪果不谈具体的品牌、型号来比较两类相机的光圈、快门速度、曝光模式等等是没有意义的。
例如佳能的旗舰产品数字单反相机EOS-1D，从正面看，几乎有胶片相机EOS-1V一模一样，只是少了一个卷片手柄。在操作和控制方式上，传统摄影所需要的操作两者也完全一致，它们的自动对焦系统、测光系统甚至是快门组件也都完全一致。而尼康公司于2001年2月推出的Dlx数字单反相机，就像是尼康胶片相机F5和F100的混合体，它综合了这两个机型的优点，尼康相机著名的3D矩阵测光系统用在了Dlx上，还有F5的高速对焦系统，F100的可更换取景等成功部件，Dlx都照搬不误。
本新闻摘自：《家电大视野》2003年第三期 本新闻发表于：2004-3-8 15:25:01
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2004-10-26 12:09:01
