作者 : 那福忠 更新时间 : 2013/02/27 00:03:46 （2013-02-27）照相机市场竞争依然激烈，价格、功能、品牌都是影响消费者购买决策的 重要因素。未来有什麽新的影像处理晶片诞生，值得相机使用者关注？ （Brain.com 2013-02-17）相机价格愈来愈亲民，现在的你我都成了业余摄影师，各种会 场、游乐场、风景区，几乎人手一机，捕捉值得纪念的一刻。 但无论室内或是户外、是否用闪光灯，对明暗反差较大的景物，拍出来的照片难免亮的地 方太亮、暗的地方太暗，损失景物细节，也失去景物原来的风貌。 但下面这幅照片，山洞里面与远处的风景，都很清晰的维持原貌，如果你我业余摄影师拍 摄这个景致，拍出来的照片不是山洞清楚、但外面太亮，就是外面风景清楚，但山洞里是 黑的。 照片取自icewof08.com 网站 用一般的数位相机、平板电脑、手机按钮拍摄，拍出来的照片虽然很好，但在特殊的情况 有只能拍出上面的业余效果。 懂得摄影技术的人，都知道用「动态范围」来设定景物最亮与最暗部份的取光，上面这幅 照片是专业摄影用HDR（High Dynamic Range）「高动态范围」技术拍摄出来的，也就是 把景物最亮与最暗的范围延长，所以即使山洞内外远近的明暗反差很大，都能拍摄的很清 楚。请点击上面照片到原网站照片，然後点击照片任一部位即可放大，可以看到远处的山 崖仍然清晰。 数位摄影与以前底片摄影的最大不同，在拍摄以後的处理，远多过底片拍摄後的处理。把 感光晶片的数据转换成影像，要经过复杂的计算程序，凡是能照相的数位工具，都安装有 计算的软体，在学术上有人称为计算摄影（Computational Photography）。 以数位彩色摄影取像为例，感光晶片每一个像素上有一个微小滤光镜片，分别为三元色之 一的红绿蓝（RGB），呈马赛克间隔排列，因为我们眼见的绿色最多，所以绿色滤光镜片 占二分之一、红色与蓝色各占四分之一。 经过滤光镜片滤色，每一像素只有一色，但需要RGB三色混合才能制造完全的彩色，其余 的两色是靠邻近像素的彩色，用插项计算出来的，这样三色加在一起才是完全的彩色。以 下三图为Bayer取像流程示意图，可点选放大。 图片取自网路 美国麻省理工学院（MIT）的微系统技术实验室，最近发展出来一个有「高动态范围」取 景的功能晶片，如果放在手机里，就都能拍出山洞风景水准的照片。采用的原理，是自动 拍摄三张「低动态范围」的影像，也就是明暗反差缩小的取像，一张是正常光线、一张是 曝光不足、一张是曝光过剩，曝光不足是针对景物的明亮部位，曝光过剩是针对景物的黑 暗部位，然後把三张取像结合成一张照片，所以景物里的明暗各部位都很清晰，而且靠正 常光线取像那张，来维持景物的风貌。 晶片的另一个功能，是消除取像时候的杂质，用周遭的像素把杂质涂抹模糊，看起来就与 周遭一致。为了不把景物的主题涂抹模糊，软体制造了一个立体过滤器，把影像分成多小 格子，每个小格子呈立体结构，除了XY座标，还纪录这个格子影像的亮度，在涂抹的时候 ，仅涂抹与周遭亮度相同的像素，因为不同亮度的像素可能是影像里物件的边缘，如果涂 抹会影响清晰度，所以藉这个立体滤过器，保留影像各主要物件的清晰。 这个晶片的雏形，经台积电与MIT学术交流计画的合作，用40奈米CMOS的技术制成，速度 非常快，通常这样的运算需要几秒钟，这个晶片不到一秒钟就能处理10 Mega像素，而且 比目前使用的CPU与GPU处理器更节省能源。 晶片已经安装在相机里，在上周的Solid-state Circuits国际会议上发表，获得相当好评 。下一步就是大量制造，安装在你我的相机、平板电脑、手机里，让你我都立刻成了摄影 专家。下图是晶片的放大图，取自MIT网站。 ※本文取材自2013年2月25日「那福忠周一论坛：你我都能拍出专业品质的照片」。对本 文有任何看法，欢迎写信到[email protected] 原文网址: 动脑新闻 http://www.brain.com.tw/News/RealNewsContent.aspx?ID=18251#ixzz2M3jCFZ00 --

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