革命性的感光元件開闢超高影像品質的全新紀元
“Super CCD EXR”

一款完美的“三合一”的感光元件同時相容超高解析度、超高感光度和超寬動態範圍
由影像專家製造，為影像專家製造

　　(PHOTOKINA 2008)富士軟片，在其備受讚譽的FinePix系列數位相機上市十周年之際，發佈了全新的具有革命性意義的影像感光元件“Super CCD EXR”，一款對於追求超高影像品質具有劃時代意義的CCD感光元件。

　　在當今的數位相機市場，影像感光元件畫素的大小始終是評價一台數位相機的重要指標之一，甚至經常被作為決定該相機成像品質的基本尺規。在兩款優異的擁有1200萬畫素的機型FinePix F50fd和FinePix F100fd之中，富士軟片的工程師們在增加CCD畫素密度的同時非常高效的控制了影像的雜訊並且優化了影像的感光度，富士軟片在這方面取得了巨大的成功。富士的最終目標是全面提高影像的成像品質，在提高影像感光元件解析度的同時，透過“自然影像技術”以保證超高畫質。

　　“自然影像技術”是一套基於那些資深攝影師的拍攝理念、基於那些曾經陶醉於使用如“Velvia”、“PROVIA”等富士專業反轉底片的專業影像工作者的理念的數位影像處理技術。完美的影像是諸多因素恰如其分的完美結合：色調、色度、飽和度、動態範圍、銳度和解析度等等。而眾所周知的是當一塊影像感光元件上畫素的大量增加，必然會使得高感光度和寬動態範圍的獲得更為艱難。當影像感光元件上的光敏二極體精細化程度越來越高，當單位畫素的面積越來越小的時候，雜訊、雜色等問題也隨之被越來越大的還原出來，從而極大程度的影響了最終的成像品質。

　　“高解析度”和“高感光度”在當今業內被始終認為是一對無法同時解決的矛盾，將這兩方面同時在一塊影像感光元件上做到完美的優化是一個急需解決的難題，特別是對於那些擁有面積非常小的影像感光元件的精緻型數位相機來說更是一道難以逾越的鴻溝。

　　影像的品質取決於被攝目標。優秀的低光照片需要超高的感光度；高反差的照片需要超寬的動態範圍；而詳盡的細節，比如樹葉、模特的發絲細節則需要超高的影像解析度。

　　富士軟片的工程師們開始著手於研製出一款具有超高“靈活性”的影像感光元件以滿足攝影師們的要求。而其研究的最終目標就是能夠生產出一款能夠類似於人的眼睛般工作的高性能影像感光元件。場景裏色彩、感光度上的極其細微的差別變化都將是我們的感光元件研發工程師所需要去面臨的挑戰。EXR感光元件本質上是一款可以“切換”工作方式的影像感光元件，切換它複雜的電子工作模式以適合當前的拍攝目標，切換它的感光特性以適合攝影師的要求，而不需要象以往一樣為了實現畫質各方面因素的平衡而採取折中的會損傷整體畫質的方法。

　　“Super CCD EXR”是富士軟片最新推出的一代Super CCD。許多年以來，富士軟片所推出各代Super CCD備受讚譽，如擁有超高解析度的“HR”CCD（F50fd,F100fd），如擁有超高感光度/動態範圍的“SR”CCD（S3 Pro，S5Pro）。而未來的研究發展方向則是將HR和SR完美的結合起來，從而生產出一款能夠適合所有高品質影像攝影的影像感光元件。

Super CCD EXR技術

Super CCD EXR相比先前的Super CCD有三大方面的改進：

• 全新的色彩濾鏡排列方式

• 全新的畫素合併方式

• 全新改進的電荷累積控制方式

1、EXR：“畫素對”技術實現超高感光度和超低雜訊

　　以往透過加強單位畫素的增益以獲得高感光度的方法會導致雜訊的大量增加，而通常的雜訊抑制方法更會導致影像模糊的產生（畫面銳度的損失）以及解析度的下降。而目前實現高感光度的另一途徑則是，透過畫素合併技術以獲得低雜訊的影像信號。但是，傳統的畫素合併方法（沿著水平或垂直方向合併）會因為處理相同顏色的畫素點之間的間距而導致錯誤顏色的產生，而抑制這一現象的結果就是影像銳度的大幅下降。

　　EXR改變了色彩濾鏡的陣列方式。這樣兩個處理相同顏色的相臨畫素點就會被完美的合併而做為一個畫素工作。在這種設計之下，影像資訊（光信號）的捕捉就達到了雙倍效果，感光度也隨之達到了原先的兩倍，而“暗部雜訊”則極其少量。因此，在實現超高感光度的同時伴隨超低的雜訊成為完全可能，以此取代以往透過提高增益而導致雜訊大量增加的方法。

　　另一個困擾傳統畫素合併方法的問題在於處理同一顏色的畫素之間的距離。一旦水平方向或垂直方向的畫素被合併之後，由於兩個畫素之間的間隔較大，且其中還間隔著處理其他顏色的畫素點，結果就會導致錯誤顏色的產生，從而使最終影像上產生雜色。Super CCD EXR上所擁有的引以為自豪的相臨斜向畫素對能夠非常有效的避免這一問題，完美的實現相臨畫素的合併，以獲得同時具有高感光度、超低雜訊和銳利異常的照片。

2．EXR:“雙重捕捉技術”實現超寬動態範圍

　　Super CCD EXR採用非常靈活和高精度的曝光控制同時對同一場景進行兩次拍攝：一次以高感光度而另一次以低感光度進行拍攝。然後將兩次拍攝的效果合併最終獲得完美的高寬容度效果。

　　以前，富士軟片採用過兩種方法以提高照片的動態範圍。

　　第一種是Super CCD SR。透過採用基於銀鹽底片原理的“雙畫素結構”，“S畫素”擁有更大的採光面積以獲得高感光度，而“R畫素”的採光面積較小以獲得更多的亮部細節。這種特殊結構使得Super CCD SR能夠達到4倍于普通CCD的動態範圍。

　　第二種則是基於Super CCD HR，暗部的細節層次透過影像處理引擎提高感光度而實現還原，而同時高光部分的曲線也被調整到最佳以還原出更多的層次。

　　類似于Super CCD SR,全新的EXR感光元件採用的“雙重曝光控制”透過控制不同的曝光時間（電荷累積時間）以實現不同的感光度。在這種嶄新的結構中， “A”和“B”兩組捕捉通道“先後”同時工作，最終“A”和“B”兩組通道所採集的影像資訊合併並生成最終影像。這種電子控制使影像捕捉實現了對高光和低光細節的全面捕捉。與SR所不同的是，單位畫素點的尺寸大小是完全一致的，這就意味著EXR在寬動態範圍方面的潛力超越了SUPER CCD SR。

3．EXR：“精細捕捉技術”實現超高解析度

　　Super CCD EXR所擁有的特殊結構在全畫素輸出的時候結合新一代的自然影像處理引擎實現了超高的影像解析度品質。雖然EXR已經被設計成特殊結構以實現具有超寬動態範圍“雙重捕捉”技術和超低雜訊的“畫素合併”技術，但由於採用了極其先進的色彩濾鏡和光電二極體設計方式，使之絲毫不影響達到以往1200萬畫素Super CCD所能實現的超高解析度水準。當環境光線非常好甚至需要拍攝畫面的詳盡細節的時候，EXR在完美拍攝出風光和建築物的同時，也能將人像攝影中衣物、發絲和首飾的每一處細節淋漓再現。

　　EXR：未來
　　富士軟片決心盡最大努力將數十年以來在專業底片上的深厚積澱應用於其影像感光元件之上。數位相機的發展至今才十年有餘，富士軟片有信心能夠象在傳統影像上所做到的一樣為“完美成像品質”而不懈努力。

　　隨著EXR的誕生，富士軟片選擇了一個明確的研究方向以代替以往分別實現高感光度和高解析度的途徑。富士軟片將會陸續的將這款影像感光元件應用于其高品質的數位相機之中，並熱切的期望那些攝影愛好者能夠在不久的將來看到他們從來不曾見過的完美成像品質。