为了便于分辨ccd的优劣,我们有必要知道一点ccd的基本原理。用一个形象的比喻来说明,ccd的结构就象一排排输送带上并排放满了小桶,光线就象雨滴撒入各个小桶,每个小桶就是一个像素。按下快门拍照的过程,就是按一定的顺序测量一下某一短暂的时间间隔中,小桶中落进了多少光滴,并记在文件中(见右图)。一般的ccd每原色的光度用8位来记录,即其小桶上的刻度有8格,也有的是10位甚至12位,10位或12位的ccd在记录色彩时可以更精确,尤其是在光线比较暗时。 早期的ccd是隔行扫描的,同一时刻,每两行小桶,只有一行被测量,这样可以提高快门速度,但图像精度大为降低。 随着技术的进步,人们已能让ccd记录在几十分之一秒,甚至几千分之一秒的时间里,落进各个小桶的光滴的量,所以,新的ccd一般都是逐行扫描的。尽管目前已经能把ccd做到130万甚至更高的分辨率,但这并不意味着每个像素都能捕捉每一种颜色,实际上ccd本身是不能分辨颜色的,所以,在实际应用时需要使用色彩滤镜,一般地就是在ccd器件的滤镜层涂上不同的颜色。滤镜上不同的色块按g-r-g-b(绿-红-绿-兰)的顺序象马赛克一样排列,使每一片马赛克下的像素感应不同的颜色。例如,在一个130万像素的ccd上,有325000个像素感应红色,325000个像素感应兰色,650000个像素感应绿色。在一个使用这种ccd的分辨率为12801024的数码相机中,有640512个红色像素、640512个兰色像素和6401024个绿色像素,绿色像素多一点,是因为人类眼睛对绿色的敏感性和对其它颜色不 一样。最后在记录图像时,每个像素的真实色彩就是它与周围像素象混合的平均值。
另外还有一种方法,那就是canon生产的ccd(例如其power shot系列数码相机所使用的)所用的方法,它使用了另一种排列方式的滤镜,它的颜色是直接涂在ccd表面的,(见左图)其色彩是按c-y-g-m(青-黄-绿-洋红)的顺序排列的,每个像素的最终颜色也是取其与周围像素的平均值,但这种算法更为复杂一些。在一个分辨率为12801024的使用这种ccd的数码相机中,有640 x 512个青色像素,640 x 512个黄色像素640 x 512个绿色像素以及640 x 512 个洋红色像素。 由于采用了与众不同的ccd工艺,canon开发了一种新奇的节省存储空间的图像无损记录方式,那就是它在power shotpro 70上所采用的ccd原始数据方式。它记录的ccd各像素的值是某一单色的10位的光度值,而不是计算后的24位的真彩色值,所以节省了大量的存储空间,一幅1536x1024的真彩色图像,只需1.9mb即可记录,而不是tiff格式的4.5mb。色值的计算工作,留到计算机中去完成。
根据以上的介绍,您就不难理解为什么分辨率的高低并不能完全反映ccd的质量了,其上面像素的排列方式、滤镜工艺、计算方法等都会给最终图像质量,带来严重影响。