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科普丨X-TRANS CMOS 到底有何独特之处?

 太行森林 2019-05-13

随着技术的发展,如今CMOS图像传感器已经是数码相机所用传感器的主流。并且这几年还不断有技术革新。富士在图像传感器的开发方面一直很有前瞻性,致力于为用户提供更高的成像画质。

如今富士众多无反机型上都使用“X-TRANS CMOS”图像传感器。其实早在2012年的时候,初代的 X-TRANS CMOS 就装配到了当年发售的X系列首款可换镜头无反相机X-Pro1 上。


X-TRANS CMOS 是当时较早就采用了去除低通滤镜这一设计的APS-C画幅图像传感器。

X-Pro1 正面

大家都知道,一般的图像传感器每个像素上会分别覆盖R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)的滤镜,以感知相应颜色。最终通过三种颜色的组合构成图像。这跟电脑、电视、手机的液晶监视器的显色原理是一样的。

一般来说,像素如上图所示,R G B像素以四个为一个单位,左上红,右下蓝,右上和左下为绿色,并且是矩阵的规则排列。这也是通常所说的拜耳式。

这种规则的排列方式下,拍摄一般的自然物没有什么问题,但如果拍摄同样规则排列的人工物,比如有规则纹理的织布,建筑物上规则的砖瓦等,就会产生干涉现象,令所拍图像产生本来不应该有的摩尔纹。且如果所拍被摄体并不含RGB中某一颜色,还会容易出现伪色彩。

常见的摩尔纹

而图像传感器加的低通滤镜就是通过轻微模糊图像细节部分,以避免有规则的细小部分产生摩尔纹。这样虽然能够抑制摩尔纹,但会损失图像锐度以及立体感的还原。

数码相机到底需不需要用低通滤镜可以说是一个常年被探讨的话题。

富士在初代 X-TRANS CMOS 上给出了一个不错的技术方案。令不用低通滤镜,同时能够抑制摩尔纹成为了可能。这个技术就是 R G B 像素的不规则排列。

早在 CCD 时代,富士就推出了蜂巢式的 Super CCD。Super CCD 基于富士制造胶片的传统经验及技术积累,以胶片感光粒子不规则排列的概念为基础,将原本四方形的像素设计为类似于蜂巢的八边形,并且不是横平竖直的矩阵排列而是倾斜45度排列。这样能提升图像信息量,将图像传感器的分辨力提升至约1.4倍。

这种蜂巢式的排列方式在当时将CCD的成像画质提升到了新的高度。

而这一设计思想同样被 X-TRANS CMOS 所继承。初代 X-TRANS CMOS 的像素虽然是四方形,但排列方式为6×6个一组,确保每行每列都有包含R G B的像素,这样就很大程度抑制了伪色彩的产生。

虽然不是完全的无规则排列,但R G B组合的位置有一定变化,这也一定程度抑制了摩尔纹。这样在去除低通滤镜提高细节画质的同时,尽力降低了数码影像中的伪色彩和摩尔纹。

富士就这样在数码时代的黎明期,以 X-TRANS CMOS 为立足点,给用户带来了数码时代的更高画质。

富士新一代轻旗舰 X-T30

装载第四代 X-TRANS CMOS 传感器

和第四代 X-Processor 图像处理引擎

无低通滤镜 感受高清画质

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