说说全幅和残幅感光器性能区别 - 未名空间MITBBS历史存档

说说全幅和残幅感光器性能区别# PhotoGear - 摄影器材

l*x2014-09-15 07:09

1 楼

现在传统感光器基本上已经受制于物理极限了，未来发展极其有限。
感光器高感信噪比主要由光子涨落，即shot noise决定，由高感可以推知感光器单位面
积光电转换效率。感光器低感信噪比以前主要由感光器读噪音read noise决定。
EM1,A6000,A7感光器面积互相相差2倍左右。高感下，理论中灰信噪比从EM1到A6000提
升3db,到A7再提升3db。从DXO测试结果看真是如此。即使Canon感光器公认比Sony差一
代，在高ISO下和低ISO亮部,当信噪比仅由光子shot noise决定时，中灰信噪比和Sony
完全没区别。这就是说，Canon和Sony感光器单位面积光子转换效率一样，都接近物理
极限了。
低感下，Canon感光器read noise比Sony差两档左右。低ISO暗部噪音(主要由read
noise决定)比Sony高6db，导致低ISO动态范围低两档。看Sony感光器高感动态
范围和Canon没区别。低感动态范围Canon被read noise限制，而Sony基本完全是高感的
外推。也就是说，Sony感光器的read noise和低感shot noise比，已经可
以忽略了。未来靠降低read noise提高感光器性能已经不太可能有提高了。低感动态范
围也不可能有明显提高了。
现在能提高的是感光器fill factor，即感光部分占感光器总面积比例。但是现有技
术已经很好了。即使fill factor接近1也不会有明显提高。
结论就是，现有最好技术下，感光器性能基本完全受限于感光器面积。信噪比，动态范
围，tonal range基本由单个像素接受的总光子数决定。简单说，APS-C感光器面积比
全副小一半左右。不考虑镜头分辨率，APS-C的ISO 100，200...基本等同于全副ISO
200，400...。

l*x2014-09-15 07:09

2 楼

Sony
read

【在 l*x 的大作中提到】

: 现在传统感光器基本上已经受制于物理极限了，未来发展极其有限。
: 感光器高感信噪比主要由光子涨落，即shot noise决定，由高感可以推知感光器单位面
: 积光电转换效率。感光器低感信噪比以前主要由感光器读噪音read noise决定。
: EM1,A6000,A7感光器面积互相相差2倍左右。高感下，理论中灰信噪比从EM1到A6000提
: 升3db,到A7再提升3db。从DXO测试结果看真是如此。即使Canon感光器公认比Sony差一
: 代，在高ISO下和低ISO亮部,当信噪比仅由光子shot noise决定时，中灰信噪比和Sony
: 完全没区别。这就是说，Canon和Sony感光器单位面积光子转换效率一样，都接近物理
: 极限了。
: 低感下，Canon感光器read noise比Sony差两档左右。低ISO暗部噪音(主要由read
: noise决定)比Sony高6db，导致低ISO动态范围低两档。看Sony感光器高感动态

p*e2014-09-15 07:09

3 楼

如果说所有这些分析都指向每个像素接受光子的数量
是不是在考虑幅面的同时也要把像素值考虑进去?
有一个问题就是,比方说A7R vs A7,前者像素数量高50%
(包括D810 vs D610,貌似CMOS sensor同源)
那么粗略估计单个像素前者就是后者的2/3
为什么高感表现并没有明显差异呢?

Sony
read

【在 l*x 的大作中提到】

: 现在传统感光器基本上已经受制于物理极限了，未来发展极其有限。
: 感光器高感信噪比主要由光子涨落，即shot noise决定，由高感可以推知感光器单位面
: 积光电转换效率。感光器低感信噪比以前主要由感光器读噪音read noise决定。
: EM1,A6000,A7感光器面积互相相差2倍左右。高感下，理论中灰信噪比从EM1到A6000提
: 升3db,到A7再提升3db。从DXO测试结果看真是如此。即使Canon感光器公认比Sony差一
: 代，在高ISO下和低ISO亮部,当信噪比仅由光子shot noise决定时，中灰信噪比和Sony
: 完全没区别。这就是说，Canon和Sony感光器单位面积光子转换效率一样，都接近物理
: 极限了。
: 低感下，Canon感光器read noise比Sony差两档左右。低ISO暗部噪音(主要由read
: noise决定)比Sony高6db，导致低ISO动态范围低两档。看Sony感光器高感动态

b*r2014-09-15 07:09

4 楼

应该是缩图后没有明显区别，因为noise可以在缩图时部分消除？瞎猜的。也许像素水
平100%还是有差别的

【在 p*********e 的大作中提到】

: 如果说所有这些分析都指向每个像素接受光子的数量
: 是不是在考虑幅面的同时也要把像素值考虑进去?
: 有一个问题就是,比方说A7R vs A7,前者像素数量高50%
: (包括D810 vs D610,貌似CMOS sensor同源)
: 那么粗略估计单个像素前者就是后者的2/3
: 为什么高感表现并没有明显差异呢?
:
: Sony
: read

p*e2014-09-15 07:09

5 楼

我理解楼主在讨论的是信噪比呀
那不是应该对单一像素说话吗?

【在 b****r 的大作中提到】

: 应该是缩图后没有明显区别，因为noise可以在缩图时部分消除？瞎猜的。也许像素水
: 平100%还是有差别的

l*x2014-09-15 07:09

6 楼

我指的是感光器总体性能（即把所有像素加一起算信噪比），不是比较单个像素性能。
用dxo的语言就是print的信噪比 - 对不同像素数的相机，先把照片归一化到同一尺寸
，比如缩图到同样像素，或打印后再比较。如果比较两个相机单个像素信噪比，可以用
归一化结果乘/除上像素长度比得到（dxo的screen信噪比）。
A7R看起来比A7单位面积性能略高。根据DXO的结果，A7R效率高大约10%。归一化后，
A7R比A7信噪比大约高1db。换成比像素，因为像素数差1.5倍，单像素信噪比要降低
sqrt(1.5),即1.76db。即A7R反比A7低约0.7db。

【在 p*********e 的大作中提到】

: 如果说所有这些分析都指向每个像素接受光子的数量
: 是不是在考虑幅面的同时也要把像素值考虑进去?
: 有一个问题就是,比方说A7R vs A7,前者像素数量高50%
: (包括D810 vs D610,貌似CMOS sensor同源)
: 那么粗略估计单个像素前者就是后者的2/3
: 为什么高感表现并没有明显差异呢?
:
: Sony
: read

b*s2014-09-15 07:09

7 楼

单反和无反，除了senser，还有很多不同
一般来说ff比apsc的定位要高（aps体育机除外），除了做工和操控外，还有别的不同，
比如测光算法等，也会影响画质。谈画质就别考虑apsc了，富士xtrans吹牛再厉害也不
行。

Sony

【在 l*x 的大作中提到】

: 现在传统感光器基本上已经受制于物理极限了，未来发展极其有限。
: 感光器高感信噪比主要由光子涨落，即shot noise决定，由高感可以推知感光器单位面
: 积光电转换效率。感光器低感信噪比以前主要由感光器读噪音read noise决定。
: EM1,A6000,A7感光器面积互相相差2倍左右。高感下，理论中灰信噪比从EM1到A6000提
: 升3db,到A7再提升3db。从DXO测试结果看真是如此。即使Canon感光器公认比Sony差一
: 代，在高ISO下和低ISO亮部,当信噪比仅由光子shot noise决定时，中灰信噪比和Sony
: 完全没区别。这就是说，Canon和Sony感光器单位面积光子转换效率一样，都接近物理
: 极限了。
: 低感下，Canon感光器read noise比Sony差两档左右。低ISO暗部噪音(主要由read
: noise决定)比Sony高6db，导致低ISO动态范围低两档。看Sony感光器高感动态

l*x2014-09-15 07:09

8 楼

DXO显示A7R和5d3缩图后信噪比基本相同。不知到为什么A7效率会比A7R低10%，也许是
像素设计问题。

【在 p*********e 的大作中提到】

: 如果说所有这些分析都指向每个像素接受光子的数量
: 是不是在考虑幅面的同时也要把像素值考虑进去?
: 有一个问题就是,比方说A7R vs A7,前者像素数量高50%
: (包括D810 vs D610,貌似CMOS sensor同源)
: 那么粗略估计单个像素前者就是后者的2/3
: 为什么高感表现并没有明显差异呢?
:
: Sony
: read

b*s2014-09-15 07:09

9 楼

A7R相比A7 cmos工艺优化过了，无间隙微透镜

【在 l*x 的大作中提到】

: DXO显示A7R和5d3缩图后信噪比基本相同。不知到为什么A7效率会比A7R低10%，也许是
: 像素设计问题。

t*e2014-09-15 07:09

10 楼

赞！阅读理解中

Sony

【在 l*x 的大作中提到】

: 现在传统感光器基本上已经受制于物理极限了，未来发展极其有限。
: 感光器高感信噪比主要由光子涨落，即shot noise决定，由高感可以推知感光器单位面
: 积光电转换效率。感光器低感信噪比以前主要由感光器读噪音read noise决定。
: EM1,A6000,A7感光器面积互相相差2倍左右。高感下，理论中灰信噪比从EM1到A6000提
: 升3db,到A7再提升3db。从DXO测试结果看真是如此。即使Canon感光器公认比Sony差一
: 代，在高ISO下和低ISO亮部,当信噪比仅由光子shot noise决定时，中灰信噪比和Sony
: 完全没区别。这就是说，Canon和Sony感光器单位面积光子转换效率一样，都接近物理
: 极限了。
: 低感下，Canon感光器read noise比Sony差两档左右。低ISO暗部噪音(主要由read
: noise决定)比Sony高6db，导致低ISO动态范围低两档。看Sony感光器高感动态

x*y2014-09-15 07:09

11 楼

结论是全副信噪比完胜残幅。Is that new?

Sony

【在 l*x 的大作中提到】

: 现在传统感光器基本上已经受制于物理极限了，未来发展极其有限。
: 感光器高感信噪比主要由光子涨落，即shot noise决定，由高感可以推知感光器单位面
: 积光电转换效率。感光器低感信噪比以前主要由感光器读噪音read noise决定。
: EM1,A6000,A7感光器面积互相相差2倍左右。高感下，理论中灰信噪比从EM1到A6000提
: 升3db,到A7再提升3db。从DXO测试结果看真是如此。即使Canon感光器公认比Sony差一
: 代，在高ISO下和低ISO亮部,当信噪比仅由光子shot noise决定时，中灰信噪比和Sony
: 完全没区别。这就是说，Canon和Sony感光器单位面积光子转换效率一样，都接近物理
: 极限了。
: 低感下，Canon感光器read noise比Sony差两档左右。低ISO暗部噪音(主要由read
: noise决定)比Sony高6db，导致低ISO动态范围低两档。看Sony感光器高感动态

p*e2014-09-15 07:09

12 楼

我觉得更重要的结论是sensor潜力已经挖的差不多了

【在 x****y 的大作中提到】

: 结论是全副信噪比完胜残幅。Is that new?
:
: Sony

x*y2014-09-15 07:09

13 楼

highly doubt that. Different materials other than silicon, different layout
of metal interconnection to increase the effective sensing area, different
3D structure of the photo sites, and not to mention the curvature of the
sensor itself.

【在 p*********e 的大作中提到】

: 我觉得更重要的结论是sensor潜力已经挖的差不多了

d*d2014-09-15 07:09

14 楼

metal interconnection layout 不会有影响。其它你提到的改变都是颠覆性的。
硅工艺还会保持一段时间

：highly doubt that. Different materials other than silicon, different
layout of metal interconnection to increase the effective sensing area,
different
：3D structure of the photo sites, and not to mention the curvature of the

l*x2014-09-15 07:09

15 楼

结论是传统技术已经快到头了。即使改变材料和photo sites结构，也不解决主要噪音
来源 - 光子的统计涨落。你说的方案，只不过是提高一点效率榨出最后一滴水分。
以后感光器的进步需要的是革命性技术。

highly doubt that. Different materials other than silicon, different layout
of metal interconnection to increase the effective sensing area, different
3D structure of the photo sites, and not to mention the curvature of the
sensor itself.

【在 x****y 的大作中提到】

: highly doubt that. Different materials other than silicon, different layout
: of metal interconnection to increase the effective sensing area, different
: 3D structure of the photo sites, and not to mention the curvature of the
: sensor itself.

B*d2014-09-15 07:09

16 楼

不明觉厉！都是牛人啊。

x*y2014-09-15 07:09

17 楼

改变材料当然可以解决光子噪声的问题。
半导体检测光子的原理是通过光子来产生电子。这个过程的效率跟材料的能带间隙(
band gap) 成指数关系。能带改变1%，检测效率就提高10%都可以。你说的极限只是对
硅而言。在军事和航天领域，感光度比最好的全福芯片好得多的sensors多了去了。
你说的极限只是能说明在硅工艺里，通过简单的面积scaling来取得performance
improvement的简单日子已经过去了。但是可以玩得技术还多着呢。我觉得技术不是
limit, customers 愿意为这点高感性能的改善付多少钱是limit.

layout

【在 l*x 的大作中提到】

: 结论是传统技术已经快到头了。即使改变材料和photo sites结构，也不解决主要噪音
: 来源 - 光子的统计涨落。你说的方案，只不过是提高一点效率榨出最后一滴水分。
: 以后感光器的进步需要的是革命性技术。
:
: highly doubt that. Different materials other than silicon, different layout
: of metal interconnection to increase the effective sensing area, different
: 3D structure of the photo sites, and not to mention the curvature of the
: sensor itself.