CCD曾经的风光与余烬
哇~!是CCD
哇~!复古质感欸
哇塞~!买下它就能霸屏朋友圈哦



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前言:其实,CCD的流行不是一两天了。在两年前,当我拿着尼康的D80在学校里遛弯的时候,就会有很多朋友来问我CCD怎么样。我当时不知道呀,就好奇去搜了一下,不搜不知道,原来CCD相机这么多这么便宜,那只拿着D80的手突然颤抖了一下。但仔细一看,全都是智商税的味道呀......D80还能保住,不用扔。
而一年之后,我突发奇想去搜了一下D80的配置,好家伙,这我用了一年多的机器也是CCD,那就有说法了,合计着我也一直用着智商税?(当然不是,D80你别生气)
之后,在我学习摄影的生涯中,CCD这个东西除了那些超低端连手机都不如的卡片机以外,似乎消声觅迹了。而且当我查阅资料的时候,在10年前CCD还风光无两,比起来的话CMOS就是弟弟,但10年之后,突然大家都不做CCD了。
在这两天查阅了大量资料后,希望我可以通过这篇文章,带领大家来回顾一下那个CCD曾经的辉煌,以及今天的余烬。
顺便提一嘴,这次是摄影小报第二期的内容,其他内容都可以在文集里找到哦。
1、CCD和CMOS比,厉害吗?
今天我们感受不到CCD的强大,因为卡片机的泛滥,似乎理所应当地,CCD不如CMOS。但是如果放在10年之前,如果有人说CCD比不过CMOS,那就可以开除影籍了(当然开个玩笑,萝卜青菜各有所爱嘛)
在我查阅的所有论文、文献里,大家普遍认为CCD要强于CMOS。在具体比较之前,让我们简单了解一下二者吧。
CCD:电荷耦合元件
CMOS:互补金属氧化物半导体
首先,二者都是来接收光信号的。简单来说,如果有5个光打到传感器上,传感器就会顺势传输5个电流到一个叫DSP(数字信号处理)的东西里,这个过程叫光电转换。
为了把电子变成看得见的照片,进行一个叫做模数转换(A/D)的工序,之后就能间接把光信息转化成数字信息,也就是我们在显示器上能看到的照片。
区别在第一步上。对于图像而言,它是由很多个像素组成的,像是1920*1080,就是200万像素(2073600个)。对于CCD来说,它们在接收信号之后会一起进入下一道工序;而CMOS则是每个像素单独进入下一个工序。
虽然听起来很简单,但是这决定了非常多的内容:
1、CCD里的电子是一块走的,会很整齐,就像大家排好队做核酸效率要高得多;CMOS的电子是分散着走的,堵车是小事,对于电子来说一旦和其它电子不小心碰上,那这个信号就会被干扰了,所以早期的CMOS一直存在噪点居高不下的状况。
2、一起走的话,是会整齐,但要想和CMOS的速度同台竞技,CCD就必须做的更大,不然你看看即使是当年大火的功能机也没多少用CCD的。
3、要一起走的话,得需要一个好的协调员。这就导致CCD的良品率很低,基本没有超过50%的厂商。
4、如果是做小的话,那肯定是越简单越好,CMOS在这方面算是傻人有傻福,因为都已经集成了,所以可以做的很小。但到了相机里面,空间大的很,随便造。当年的CCD市场可不像今天的CMOS一样蔫不拉几的,那真是神仙打架,单推一个新传感器就能把进光量活活提升50%*(super HAD CCD),更不用说各种各样的黑科技了。
而且CMOS本身为了做小,芯片的集成度很高,把各种各样的配件都塞到传感器里,但CCD没有这烦恼,所有东西都能像搭积木一样,这导致了CCD天生要比CMOS的感光面积大,最后效果也会比CMOS好,这就是大家说的为什么CCD色彩要比CMOS更浓郁,画质要更好,就是因为CCD的发挥空间更大。
那么,CCD既然比CMOS要强,为什么10年之后大家都撒手不干了呢?
2、CCD为什么突然消失了?
简单一个字:贵。
理论上,CCD是要比CMOS高端,要论战力的话肯定是CCD更强。但是不是CCD自己要死,是市场让它必须死。
举个最简单的例子,让你买一个和手机一样价格,画质打不过手机的卡片机,你会买吗?或者给你一个顶尖的相机,但价格你这辈子都摸不着,你会买吗?
为什么是10年这个节点。就是因为那时的CMOS在分辨率参数上能和CCD打平手了(卡片机)。说白了,大众市场里大家都是冲着卡片机来的,只有极少数专业摄影师还有发烧友才会选择高端相机,走量肯定是来钱最快的。但是,当卡片机打不过手机的时候,大家就开始离场了,有的或许还在死撑,像是索尼,在12年还在推出新的CCD传感器,但是再提升所消耗的成本真的打不过CMOS了,为了求生存,当然是选择集体转型。
CMOS虽然哪点都比不上CCD,但至少它便宜,用户也能接受分辨率这样的纸面数据,所以在大众市场也就这样了。
那专业市场呢?这时候就要再回到制作工艺上来了。
首先,之前提过,CCD像是搭积木,CMOS则是一整块集成好的,所以理论上在这些部件的连接处相比CMOS直接集成而言,损坏风险更大,因此CCD丧失了极端工作领域的市场,比如超高温、潮湿环境等。
其次,对于传感器的需求场景,远不止摄影师这一个。其中包括医疗、工业、安防、汽车电子等等。在安防与汽车电子领域里,二者需要降成本以及小体积,这两点肯定是属于CMOS的强项了。
但在查阅资料的时候,我发现CCD在工业领域仍然有其优势。因为工业要求的是更好的效果,而对价格不那么敏感,例如安森美半导体,它们仍然保留了三分之一的CCD生产线。
就在笔者试图推翻“高端相机没有CCD”这一论调的时候,还真的找到了一台高端CCD,是徕卡公司在12年推出的S2 P,价格到了今天还是不怎么亲民。
或许,如果有一天笔者跻身上流社会,说不定能看到有千亿富豪拿着CCD相机在拍8K RAW的视频,但可能见不到了吧。
3、余烬从何燃起?
既然大厂都纷纷停手了,那为什么这几年又能掀起一阵铺天盖地的CCD妖风呢?在当年,记录生活就得是相机,但今天不同了,手机上面的镜头再次的也能和卡片机打个平手,那么这么一堆参数比不上的设备要怎么卖出去呢?没错,营销。
在笔者收集资料的时候,下载了一个小红书(为了写这篇文章,她竟然下了小红书,她真的我哭死),本来想着搜CCD,应该都会是什么“种草推荐”。没想到打了个猝不及防,标题就是:拒绝CCD炒作,只卖200以下的CCD。还有一个:关于CCD相机 我想说 拜托别买了 !当然,为了流量当职业打假人也无可厚非。但我想说的是,如果你买的CCD性能连手机都比不过的话,那它的价值不是200以下,是零。
CCD所谓的复古质感实际上就是当年技术没突破导致的各种效果,比如色差、暗角,当年用这些相机没办法做到没有,那到了今天,总能在手机里面把这些东西再加回去吧。
4、结语
对于CCD,你要相信一件事,好的CCD你一辈子都买不起,便宜的CCD都不如手机。现如今,CCD已经大隐于市,只剩下些臭鱼烂虾还在市场里游荡。对于我们而言,CCD的辉煌已经过去了。
相关资料:
从每年颁发的诺贝尔奖的角度来回顾CCD的前世今生(深度好文) (baidu.com)
Super HAD II CCD|Super HAD CCD |Ex view CCD|技术区别|020-38601810 (xinkang.com.cn)
superccd_百度百科 (baidu.com)
格科微电子(上海)有限公司 (semiconshop.com)
Superpix(思比科)-君明威官网 (bw-elec.com)
定制服务_ 锐芯微电子股份有限公司_高端图像芯片定制设计_高灵敏度摄像机芯_科学相机 (brigates.com)
CCD(电荷耦合元件)_百度百科 (baidu.com)
CMOS(互补金属氧化物半导体的缩写)_百度百科 (baidu.com)
CMOS与CCD图像传感器的比较研究和发展趋势_王旭东
CCD与CMOS图像传感器特点比较_熊平
CMOS图像传感器的研究进展_李继军
CCD与CMOS图像传感器的现状及发展趋势_马精格
CCD与CMOS国内外技术发展综述_王世和(重要)
CCD图像传感器原理_周红平
CCD图像传感器的市场与发展_程开富
图像传感器走向系列化,CCD技术仍难被取代_王金旺(重要)
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2022.9.1