(图片来源:Jim Fisher)
数码相机的核心是它的图像传感器，在数字时代，我们已经看到了几种不同类型的传感器技术的发展。目前大多数选择使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术。与早期数码摄影常用的电荷耦合器件(CCD)传感器相比，这些CMOS芯片有一些真正的优势，包括改进的功率效率和热控制。这些改进为可更换镜头相机的4K视频(以及更远的视频)铺平了道路。
但CMOS传感器不止一种。如果你想买一个新的mirrorless相机，你可能会被不同的架构弄得不知所措，不确定为什么堆叠CMOS相机比基线相机贵这么多。继续阅读，了解不同口味的CMOS是如何不同的。
建筑的差异
在大多数情况下，数字传感器都是围绕一个类似的概念构建的，即使在芯片结构上存在差异。该成像仪的特点是光敏照相站点和一个带有红、绿、蓝正方形重复图案的滤镜，增添色彩。大多数传感器使用4 × 4的颜色滤波器阵列(CFA)，称为拜耳CFA(以其创建者命名)，但富士胶片的一些型号使用更复杂的6 × 6 X-Trans CFA。
你可能还会遇到Quad Bayer传感器，这是一种常见的传感器智能手机具有巨大的像素数，以及行动凸轮而且无人驾驶飞机．这些传感器的像素数很高——48mp是一个常见的数字——但通过一种叫做像素盒的技术输出的图像分辨率较低。这一功能也以略微不同的方式出现在了可互换镜头相机(ILC)传感器中。的luxury-priced徕卡M11公路例如，它依靠像素盒来拍摄分辨率为60MP、36MP或18MP的照片。
CMOS芯片与早期的ccd在几个重要方面有所不同。例如，CMOS芯片在所谓的滚动电子快门中逐像素读出数据，而不是像CCD一样一次性读出所有数据。但是有一些技术上的优势使得摄影行业放弃了CCD: CMOS芯片将其模数转换器(ADC)放在了芯片上，而不是将其作为一个单独的单元。与ccd相比，这种芯片消耗的电能和产生的热量更少，对低光图像质量和电池寿命都有好处。
CMOS, BSI CMOS和堆叠CMOS
主要有三种类型的CMOS传感器。基本的CMOS设计在今天的入门级和中端相机中仍然存在，这些型号在高端相机中出现几代之后才获得了最新的功能。
改进的设计，背面照明(BSI) CMOS，在概念上与普通CMOS相似，但这些芯片的组件排列不同。简而言之，照相站点在模具上更靠前，逐行读出速度更快。这一改变带来了实际的优势:一般来说，当涉及到图像噪声时，BSI CMOS在f止点附近更好。这意味着BSI CMOS在ISO 12800下显示的噪声与类似CMOS芯片在ISO 6400下显示的噪声一样多。这也意味着使用BSI芯片的APS-C和Micro四分之三相机与全画幅CMOS相机的表现更加平衡。这些并不是硬性规定，但却是很好的指导方针。
更快的读出速度使全电子快门成为可能的BSI CMOS模型，加上允许更快的自动对焦响应更高的突发率与自动对焦。的富士胶片X-T3是第一个真正利用这些功能的消费相机。2018年，它以20fps对焦和全电子快门首次亮相。在大多数BSI CMOS相机中，你仍然需要使用机械快门来可靠地固定运动中的对象，但无声的电子快门对于肖像和其他静止的对象来说很方便。
堆叠CMOS芯片将BSI CMOS概念更进一步。他们以类似的排列方式放置组件，但该设计还将图像信号处理器及其超高速DRAM存储堆栈在相同的硅中。这使得读取速度更快。第一款主流堆叠CMOS相机是2019年的索尼a9，它提供了无干扰的摄影体验，引起了轰动——你可以用它以20fps的速度拍摄照片，而不会丢失你的场景。
由于这种技术使得这种类型的摄影成为可能，堆叠CMOS芯片已经成为高端ILCs专业人士在场边或新闻发布会上使用的事实上的标准。我们已经看到一些相机达到了30帧/秒(索尼a1)，尼康z9由于其堆叠芯片和双处理器，可以以120帧/秒的速度处理1100万张照片。超快的读数和处理能力也有助于更好的自动对焦。堆叠芯片现在在对焦速度、准确性和主题识别方面超过了BSI CMOS传感器。这一切都协同工作，以确保堆叠的相机不只是连续拍摄一堆照片;他们拿了一堆获得焦点一排照片。
综上所述，CMOS芯片是当今数码相机的主流、基本选择。升级到具有BSI CMOS传感器的模型可以提高读出速度，并改善低光成像。最后，堆叠CMOS芯片进一步提高了速度，使你的拍摄对象在相机拍摄图像时处于完美的视野中。
CCD，凹穴，单色，全光谱相机
我们之前提到过CCD传感器。这些芯片在过去是消费相机的标准，但在近年来让位给了CMOS。前者仍有支持者，但除了非常低端的紧凑型，你在现代消费车型中看不到传感器。
Foveon是Sigma X3、Merrill和Quattro相机专用的另一种传感器类型。Foveon芯片通过三层感光层而不是彩色滤光片阵列来记录不同的颜色。好的一面是，这些相机不需要插值来填补缺失的颜色，这意味着它们可以捕捉到比类似的像素数拜耳传感器更多的细节。但也有缺点:原始处理应用程序不支持许多Foveon相机的文件，在中等iso下，照片显示噪音非常大。现在市场上只有一个Foveon模型，Sigma dp Quattro。我们错过了回顾相机的机会，但确实看了一下已经停产的那款Quattro H这是一款姊妹机型，与APS-C的大部分功能相同，但使用的是比APS-C稍大的Foveon传感器。
单色相机是另一种变体。徕卡有一些特殊的选择，摒弃了彩色滤镜阵列，只捕捉黑白图像。的M10 Monochrom而且Q2 Monochrom是非常昂贵的，但单色专家可能会发现它们物有所值。这些相机在细节上表现出了优势，很像Foveon芯片，但在高isoos条件下比彩色选择更优越——减少拜耳滤光片几乎使进入传感器的光量增加了一倍。
你不会在当地的大卖场里找到任何全光谱红外相机，但它们确实存在。消费相机的传感器上有一个滤光片，可以屏蔽不可见的光。但是像KolariVision(在一个新窗口中打开)而且MaxMax(在一个新窗口中打开)可以去掉这个滤镜，或者卖给你一个预转换的摄像头，可以看到红外和紫外线波长。景观专家们喜欢用这些传感器在地球上抓拍超现实的、像外星人一样的场景。
展望未来，索尼的半导体解决方案集团(独立于相机部门的一个部门)正在开发一种下一代堆叠CMOS(在一个新窗口中打开)该芯片可以重新定位板载晶体管，并保证更好的动态范围和更低的ISO噪声比目前的型号可能。研发公告于2021年底发布，但我们预计，在这项技术出现在普通人能买到的相机上之前，还需要几年时间。
松下还在开发一种新型传感器。早在2018年，该公司就宣布，正在研究一种所谓的有机传感器，这种传感器使用有机光导薄膜(在一个新窗口中打开)(OPF)层而不是单个像素来收集光线。
选择合适的相机
现在你对传感器有了更多的了解，是时候拿起相机了。如果你正在购买一个可更换的镜头模型，检查我们的选择最好mirrorless而且最佳全画幅相机，或阅读我们更一般购买指南如果你不确定应该购买哪种类型的相机。
