相信很多攝影愛好者在選購相機時除了會去了解相機的品牌、外觀、以及各種眼花繚亂參數外，還會特意的去留意相機的感光元件。作為數位相機最核心的部件，感光元件無疑肩負著相機最重要的使命。與傳統相機相比，傳統相機使用「膠捲」作為其記錄信息的載體，而數位相機的「膠捲」則是其感光元件，感光元件的好壞會對照片成像質量產生決定性的影響。正因為如此，筆者今天就來和大家來聊聊關於感光元件的那些事。
在數位相機出現以前，膠捲是照片唯一的載體。它是將滷化銀塗抹在聚乙酸酯片基上，然後捲成整卷方便使用。當有光線照射到滷化銀上時，滷化銀轉變為黑色的銀，經顯影工藝後固定於片基，成為我們常見到黑白底片。然後在通過一系列的化學操作使圖像固定在照片紙上，從而形成一張照片。
圖為：世界上第一張照片
在當時，膠片有很多種不同的規格，最為常見的就是135膠片了，其尺寸是36×24mm(全畫幅就是由此而來)，一般每卷內含36張膠片。它被廣泛的用於各種拍攝場合，相信所有的80後都記得在各大風景區裡豎立著的黃色柯達遮陽傘吧。
圖為：柯達135膠捲
當然除了135膠捲外還有一些尺寸更大的膠捲，比如中畫幅和大畫幅膠捲。中畫幅是指介於36×24mm的全畫幅及4×5英寸大畫幅之間的成像尺寸，目前中畫幅膠捲相機使用的是寬為6cm的120/220膠捲，膠片尺寸一般為60×45mm、60×60mm、60×70mm等不同規格。較大尺寸的膠片在拍攝時能記錄下更多的信息，並且在衝洗時能放的更大。中幅相機企業主要有哈蘇，祿萊（破產），賓得，富士等。
圖為：賓得645NII中畫幅膠片相機
除此之外還有一些尺寸較小的膠捲，例如110膠捲，其畫幅只有13×17mm，由於較小的體積，所以很多朋友都戲稱其為「間諜相機」。
圖為：110膠捲相機和火柴的對比
直到數位相機一統江山的今天，許多資深攝友依然在懷念著或還在使用著膠片。膠片可記錄的色彩範圍遠遠大於目前的數位相機傳感器，而且不需要考慮白平衡，永遠不會有色彩還原的問題，可以記錄下最真實的畫面。不過因為其昂貴的洗片花費、無法預覽所拍攝的照片以及每卷36張照片的限制，註定了它將退出歷史的舞臺。
·數碼時代大踏步的到來
在歷史的車輪中，舊事物總是要被新事物所替代。當1986年，柯達公司發明了第一臺兆像素數位相機時，就已經註定相機產業將走向前所未有的數位化。在數位相機時代，感光元件代替膠捲成為相機的核心，數位相機的發展道路，可以說就是相機感光元件的發展道路。一般來說在感光元件中有三個參數是需要我們去重點關注的，分別是傳感器的材質、尺寸以及有效像素。
世界上第一臺數位相機
感光元件在材質大體上可以分為兩類，一類是CCD（電荷藕合）元件；而另一類是CMOS（互補金屬氧化物導體）器件。在早期的高端相機上一般採用的都是CCD感光元件，它的優點是低感畫質出色，以及細節表現精緻，但隨之而來的問題就是CCD傳感器的製造工藝複雜，生產的成本要比CMOS高出很多。正因為這樣，在目前的數碼單眼相機中大多數採用的都是CMOS傳感器，它相比於CCD來說結構相對簡單，生產成本也要低很多，並且經歷了長時間的發展，目前的CMOS畫質並不比CCD差，甚至在高感成像方面還要優於CCD傳感器。
柯達CCD感光元件
除了材質，傳感器的尺寸也是其重要的一個考量指標。一般來說在同代工藝水平下，感光元件的好壞是和其尺寸大小成正比的，尺寸越大，成像質量也就越好，但同時製作的成本也要昂貴很多。正因為這樣，所以很多相機廠商會在描述傳感器大小的時候有意將消費者「搞暈」，這點筆者在後面的文章中會詳細的講到。
普通消費卡片和微4/3系統大小差別還是挺大的
有效像素就不要多說了，它代表了一臺相機的最大可拍攝照片的尺寸，比如一臺相機能夠拍攝最大3000×4000像素的照片，那麼我們就說其有效像素為3000×4000=1200萬。需要注意的是像素越高代表著圖片的細膩程度越高，但並不能說像素等同於畫質，在上面的三個參數中，和畫質關係最為密切的不是像素，而是傳感器的尺寸。
·傳感器尺寸大揭秘
雖然感光元件的尺寸是影響成像表現力的硬指標之一，但許多人對感光元件尺寸的表示方法大惑不解，例如全畫幅，中畫幅之類的感光元件是使用漢字來表示的；又有些諸如APS-C畫幅,APS-H畫幅的感光元件是使用英文縮寫進行標註的；而更多的相機則使用的是諸如1/1.8英寸,1/2.3英寸這樣的分數表示。那麼到底在這些不同表示方法下的感光元件大小有什麼不同？1/2.3比微4/3感光元件具體小多少，它們和APS-C畫幅相比又如何呢？為什麼我們在談到較大尺寸感光元件時會使用毫米做單位，而談到小尺寸感光元件時卻使用分數和英寸？
·你的傳感器到底有多大？
首先我們來說說全畫幅，當相機過渡到數碼時代時，人們延續了膠片時代的標準，將採用與135膠捲相同尺寸的感光元件的數碼單眼相機稱為「全畫幅數位相機」。所以全畫幅數碼單眼相機的感光元件尺寸為36×24mm。
圖為：全畫幅單反感光元件
有別於膠片時代的膠捲，數位相機的傳感器在製造成本上要比膠捲昂貴許多倍，為了降低製造成本，以進一步搶佔中低端市場，相機廠商開始使用較小尺寸的感光元件，但問題也就隨之而來了。在一些低端的卡片相機上，廠商們出於成本考慮，將傳感器做的非常小，例如1/2.3英寸的傳感器，它的尺寸僅為6.16×4.62mm，在面積上只達到全畫幅的3.2%。或許廠商認為把它叫做全畫幅的3.2%不夠好聽，所以將其叫做1/2.3英寸，又是分數又是英寸，無非就是想讓它聽起來更大一些。
需要注意的是，說明書上標註的傳感器尺寸例如1/2.3英寸，它並不是傳感器的某一條邊的長度，而是傳感器對角線的長度（並且包含器件封裝外殼的寬度，實際的還要更短），一般來說的單眼相機傳感器長寬比為3:2，卡片相機長寬比為4:3，通過勾股定理我們可以很容易的算出傳感器真實的長寬數值。下面筆者通過一個表格向大家詳細展示所有常見的傳感器大小。
格式 | 長度（mm） | 寬度（mm） | 對角線 | 面積 |
全畫幅 | 36 | 24 | 43.27 | 864.00 |
佳能APS-H | 27.9 | 18.6 | 33.53 | 518.94 |
尼康DX | 23.6 | 15.8 | 28.40 | 372.88 |
佳能APS-C | 22.3 | 14.9 | 26.82 | 332.27 |
佳能1.5英寸 | 18.7 | 14 | 23.36 | 261.80 |
4/3英寸 | 17.3 | 13 | 21.64 | 224.90 |
尼康 1系列 | 13.2 | 8.8 | 15.86 | 116.16 |
富士2/3英寸 | 8.8 | 6.6 | 11.00 | 58.08 |
1/1.7英寸 | 7.76 | 5.82 | 9.70 | 45.16 |
1/2.3英寸 | 6.16 | 4.62 | 7.70 | 28.46 |
1/3.2英寸 | 4.13 | 3.05 | 5.13 | 12.60 |
圖為：各畫幅傳感器大小對比
看了上面這個圖後你一定很吃驚吧，原來卡片相機的傳感器尺寸竟然只有這麼小。這也是為什麼大尺寸感官元件的單眼相機畫質比卡片相機好的根本原因。那麼為什麼感光元件尺寸越大越好？它和像素密度之間又有什麼聯繫呢？那就請你接著往下看。
·大尺寸的優勢和焦距倍數
有些單眼相機採用的是大尺寸的APS-C畫幅感光元件，而有些卡片相機採用的是1/2.3英寸感光元件，雖然它們可能都擁有1800萬像素，但是區別在於二者的單個像素寬度不同。APS-C畫幅、1800萬像素感光元件的每一個像素寬約為4.3微米，而1/2.3英寸、1800萬像素感光元件的每一個像素寬約有1.68微米。
圖為：同像素、不同畫幅傳感器畫質對比
單個像素越寬代表每個像素點的面積越大，通常情況下像素點的面積越大其捕捉的光子越多，感光性能越好，越不容易產生噪點。而像素點面積越小，所獲得的信息量自然也就少了，為了對其加以補償就必須加大電信號，而這麼做又容易產生噪點。這就是為什麼單眼相機在夜晚的拍攝能力要比卡片相機好很多。當然隨著科技的不斷發展，諸如背照式CMOS傳感器的出現，這種差距也在慢慢的縮小，雖然離質變還有很長的路，但是我們有理由為之期待。
圖為：背照式CMOS原理圖
相機感光元件的尺寸不同還給我們帶來了一個關於鏡頭焦距轉換倍率的問題。由於目前大部分數位相機的感光元件小於全畫幅，故數位相機鏡頭的等效焦距比全畫幅相機鏡頭的實際焦距大得多。為說明這種差異，於是引入了焦距轉換係數（Focal Length Multiplier）這一概念。如50mm的標準鏡頭裝到焦距轉換係數為1.5的數碼單眼相機上，實際焦距則為75mm。在實際使用時數位相機的感光元件越小，其鏡頭焦距轉換係數越大。
格式 | 對角線 | 焦距倍數 |
全畫幅 | 43.27 | 1.0 |
佳能APS-H | 33.53 | 1.3 |
尼康DX | 28.40 | 1.5 |
佳能APS-C | 26.82 | 1.6 |
佳能1.5英寸 | 23.36 | 1.9 |
4/3英寸 | 21.64 | 2.0 |
尼康 1系列 | 15.86 | 2.7 |
富士2/3英寸 | 11.00 | 3.9 |
1/1.7英寸 | 9.70 | 4.6 |
1/2.3英寸 | 7.70 | 5.6 |
1/3.2英寸 | 5.13 | 8.4 |
上面的就是各個畫幅相機的鏡頭焦距轉換係數，在計算等效焦距時只需要將鏡頭的實際焦距乘以轉換係數即可得出該相機的實際拍攝焦距。
·各畫幅相機樣張對比
說了這麼多關於傳感器尺寸大小的區別，為了能給讀者更加直觀的感受，筆者在下面給出了不同尺寸傳感器的實拍樣張，大家可以點擊圖片查看大圖。
全畫幅相機拍攝樣張
APS-C畫幅相機拍攝樣張
4/3畫幅相機拍攝樣張
1/1.7英寸相機拍攝樣張
1/2.3英寸相機拍攝樣張
從樣張中我們能很明顯的感受到不同尺寸傳感器拍攝效果的不同，全畫幅相機拍攝出來的照片更加細膩清晰，成像質量很高；而相對而言，用小尺寸相機拍攝出來的照片在細節的表現力方面以及暗部的噪點控制方面做的就不是那麼的完美。
·小尺寸傳感器優勢何在？
當然也並不是說小尺寸的感光元件毫無優勢，畢竟感光元件的尺寸縮小了，與之對應的相機體積也可以做的很小。我們就拿賓得Q來說，如果沒有裡面那塊1/2.3英寸的小尺寸感光元件，相信它無論如何都不會做的這樣小巧。
圖為：賓得Q
拋開尺寸優勢，小尺寸的感光元件在製造成本以及功耗水平上也都會比大尺寸的傳感器低很多。就拿製造成本來說，之所以數位相機能夠走進千家萬戶，之所以我們花一千多塊錢就能買到一臺數位相機，很大程度上就是因為小尺寸的感光元件製造成本低。這點對於數位相機的普及還是有很大意義的。
·小尺寸傳感器路在何方？
伴隨著近幾年來單眼相機價格的逐步降低，三千多元的價格就能購買一臺入門級的單眼相機，這樣低的售價無疑對傳統卡片相機產生了很大的衝擊。儘管這樣，但筆者依然認為小尺寸相機還是有它存在空間的。雖說從畫質上看，卡片相機比不過單眼相機，但是它可以充分發揮其小巧輕便的優勢，在相機的可玩性以及內置功能的豐富度上超越單眼相機。
Lomo濾鏡效果 微縮景觀效果
單色調效果 水彩畫效果
除此之外卡片式DC出眾的便攜性也是很大的一個亮點，相信誰也不願意帶著一臺沉重單眼相機去爬山吧。良好的便攜性使得我們可以隨時將相機帶在身上，以免錯過那些精彩的瞬間，真正做到對生活的一種記錄。
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