王屁屁摄影工作室

DP1数码相机所采用的感光芯片“Fx17-78-F13D”是由韩国Dongbu
Electronics公司生产的，采用的是美国Foveon公司的X3影像传感器技术。Foveon是一家位于美国硅谷的公司，由加州理工学院的著名固体物理电子和VLSI设计专家Carver
Mead教授于1997年创办，公司名字源自一个生理学名词：fovea centralis
视网膜中央凹（视线最集中敏感的地区）。2002年2月11日Foveon公司公布了X3技术，随即该技术以其独特优秀的表现获得美国《大众科学》杂志摄影领域的2002年度“Best
of What’s
New”大奖，欧洲技术图像出版协会（TIPA）的2002到2003年“最佳科技创新奖”，欧洲影音协会（EISA）的2002到2003年“最佳图形创新奖”，数码图形市场协会（DIMA）的2002“创新数码产品奖”，德国CHIP计算机杂志著名的CeBIT“2002创新奖”等。

适马单反数码相机SD9是第一款采用X3技术的产品，虽然销量难以跟佳能尼康抗衡，但其因为X3技术而备受瞩目，并赢得不少粉丝的追捧。适马最新专业小数码DP1和单反SD14所配备的感光器是改进型产品，也被称作第三代X3
Pro图像传感器。它除了像素上的提升之外，还采用全新的”TRUE”图像处理引擎（Three-layer
Responsive Ultimate
Engine），增加了ISO感光度范围，可抑制更长时间曝光所引起的噪点、提升了影像动态范围、耗电更低。最新X3传感器的尺寸为20.7×13.8毫米，像素间距为7.8微米，拥有2640x1760x3＝1400万有效像素。

SD10所采用的X3传感器与小数码、3/4系统、APS-C单反以及全幅单反的传感器的比较可见下图：

虽然历来适马的相机产品也存在这样那样的不足，让摄影人又爱又恨，但即将上市的DP1因为X3这颗强劲的“芯”赢得了媒体和摄影师的广泛关注。

X3的原理及特点

下面我们就来了解一下X3技术的工作原理及其不同于传统马赛克传感器的特点。

我们知道色光的三原色是红绿蓝（RGB），每一种色彩的光线都可以由不同比例的红绿蓝光混合产生。图像传感器成像也是依据这个基本原理产生色彩斑斓的图像，只是不同技术的传感器生成最终图像的过程不同。

目前流行的传统马赛克CCD，它的每个像素有一个或红或绿或蓝的单色微滤镜，可以记录光线中的一种三原色光的强度值。根据感光材料对不同波长光线的敏感程度，CCD上红、绿、蓝像素的比例分别为25%、50%、25%，最终图像的每个像素的RGB色值则是由图像处理算法根据该周围其它色光像素的光量模拟计算得来的。就是因为微观上看，组成传感器芯片的单色像素像马赛克瓷砖一样分布着，所以这类传感器被成为马赛克传感器。其生成的图像品质还是非常不错的，而且造价低廉，所以目前非常流行。

传统马赛克CCD像素显微图

了解了马赛克传感器，我们再来看看X3的工作原理。X3的每一个像素由三层硅层组成，利用硅对不同波长光线的吸收特性在垂直方向上分别记录红绿蓝色光强度值，其中蓝色光在离硅基板表面0.2微米处开始被吸收，绿色光在离硅基板表面0.6微米处被吸收，红色光在离硅基板表面2微米处被吸收。也就是说它的每个像素都记录了完整的光线信息，不用通过算法去模拟，在原理上跟胶片材料感光的方法相似。新型Foveon
X3
Pro传感器在各硅层中还采用了新的滤镜，一方面可改善入射光的反射扩散率，另一方面也会让色彩更为自然。

Foveon X3 的三层硅层组成

Foveon X3 光吸收机理简图

Foveon X3和传统感光器原理对比1

Foveon X3和传统感光器原理对比2

Foveon X3和传统感光器输出过程和结果对比

X3的工作原理使得图像引擎引擎产生图像更加快速便捷，信息更丰富，分辨率更加优秀。一般认为同等像素的X3图像感光器比传统马赛克传感器成像锐利两倍，也就是说DP1（输出图片像素相当于接近500万像素）拍出的照片分辨率至少与1000万像素马赛克传感器数码相机拍出的照片是相当的，这与目前我们进行的非专业测试得到的主观感受是一致的。

当然我们不能说X3就是一款完美的产品，它在复杂光照环境和弱光环境中的偏色是比较令人头疼的。光电二极管的转换效率并不是一成不变的，在弱光下的时候，穿透表层的硅而到达下层的光线会减弱，这也造成了适马SD9/10广受诟病的偏黄绿色，而且有时偏的很怪异。改进型的X3对于偏色改进不少，一方面是新的传感器，另一方面也有算法的功劳，这次DP1在正式量产之前再三调整图像算法也表明了厂商对这个问题的重视。有理由相信最终呈现在人们眼前的，是一个获得重大改进的产品。

从现有了解到的X3特性来说，在光线良好的情况下，彩色图像质量将会非常出色，弱光条件下只能等真机出来试用才能了解了。如果DP1有黑白模式的话，我相信通过在滤镜适配器上安装彩色滤镜以传统方式拍摄黑白照片，X3将会有非常好的表现。

无论如何，装配X3的DP1是非常令人期待的，希望在这个春天我们能看到一个划时代的产品出现。