CMOS，也就是目前绝大多数数码单反相机所使用的图像传感器，而CMOS的尺寸一直是购买相机的重要标准。

坊间有这样一种说法“底大一级压死人”，也就是说CMOS尺寸越大，那么拍摄效果就越好，但事实真的是这样吗？难道相机真的是画幅越大越好？

今天就和大家一起聊聊关于CMOS尺寸与成像质量之间的关系。

图是小米CC9 Pro真机，采用1亿像素。后置摄像头的底座大概在8mm的样子。

这是iphone11的摄像头底座，1200万像素，接近30mm。

不过看笑话之后，我还是简单说说什么叫底大一级压死人吧。

深入了解成像传感器

在讨论传感器尺寸大小对拍摄效果造成的影响之前，我们要先了解传感器是什么，它是做什么用的。

1、认识传感器

影像传感器，是数码相机的核心，也是最关键的技术。在传统的相机中，胶片是一种感光材料，经过某种特定的化学药品处理后，它会把拍摄到的影像记录下来。但在如今的数码相机中，影像传感器代替了胶片的位置，形成了电子影像。

其作用就是通过光电二极管将接受到的光线转换成电信号，但单个光电管只能记录亮度值，也就是说，光电管是“色盲”。

为了拍出彩色照片，在光电二极管的前一层加装了红、绿、蓝三原色滤色镜。

在拜耳滤镜中，各滤镜之间的比例关系为红25%、蓝25%、绿50%。电脑屏幕上的所有色彩都是由这三种色彩按照不同比例混合而成的。

如果三种色彩全部记录下最大光量，像素显示为白色。反之，如果三原色什么都没记录下来，像素显示为黑色。红、绿、蓝三种色彩相互叠加得到的各种色彩，涵盖了人眼视力所能感知的所有色彩。于是我们就能拍出来彩色的数码照片了。

而今天的主角——CMOS，就是图像传感器的其中一种，也是目前摄影器材中应用最广泛的传感器类型。但我们不得不提它的一位老对手CCD图像传感器，因为通过CCD，我们可以更加了解CMOS。

2、认识CCD与CMOS

很多摄友只知道CMOS传感器，但其实CCD传感器曾经被广泛采用。两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换，将图像转换为数字数据，而其主要差异是数字数据传送的方式以及制造工艺不同。

CCD传感器：CCD 其实是一组可以进行"光电转换"的光电体，当光通过镜头聚焦形成影像后，CCD便会将影像的光讯号转换为电讯号（电压）。

光量愈大，释放出的电子数量愈多，电讯号亦愈强，像素的显示则会愈亮。在 CCD 上组成画面的最小单位被称为像素，每个光电体亦即等于一个像素。每块 CCD 所含像素的数目与大小都与影像质素有着直接关系。像素愈高，输出的影像质素便愈高。

CMOS传感器：和 CCD 一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS 的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在 CMOS 上共存着带N（带–电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

大家只需要记住CCD传感器是每个像素都是一个单独的光电体，所以其记录图像信息的精度要高于COMS。那么这两种传感器到底有何区别，以及为什么目前绝大多数相机都采用精度较低的CMOS传感器呢？

我们接着聊。

3、CCD与CMOS的区别

由于图像信息传送方式以及制作工艺的不同，CCD与CMOS传感器主要有以下区别：

➤CCD的光利用效率、动态范围以及感光度等性能都优于CMOS。同时，由于像敏单元可以做得很小，在相同面积上CCD能够排列更多的像敏单元，其分辨率也高于CMOS。

➤CCD中不同像敏单元输出的电信号进行统一放大，其噪声低于CMOS。另一方面，由于CMOS中各像敏单元单独对其信号进行放大，很难保证所有放大器放大倍数的一致性，故更易导致像素响应的不均匀性，导致画面出现大量噪点。

➤CCD需要外加电压才能使电荷移动，并且不同的垂直寄存器需要的电压不一样，要用专用的电源管理电路。因此，CCD的功耗比同尺寸的CMOS高。

➤CCD需要使用专门的制造设备，而且一个单元的损坏会造成整列报废，因而其成品率低，生产成本和技术门槛较高。

➤CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，技术相对成熟，制造成本较低，更易于普及。

总结一下就是，CCD的成像质量要比CMOS好，但由于CMOS制作难度低，成本低，耗电少，所以选用CMOS。

可以说为了获得更低的造价，厂家不得已选择了效果较差的CMOS传感器。大家也别觉得惋惜，如果不是CMOS传感器技术，我们是不可能花现在这个价钱就能买到单反或者微单相机的。

4、CMOS的弱点

通过与CCD传感器的对比，CMOS传感器的弱点也就暴露无疑了，弱点主要有两个：一是光利用效率低、在一个就是噪点多。

这也解释了为何说“底大一级压死人”。更大尺寸的传感器，在像素相同的情况下，每个像素接收到的光线就更多，所以对于光利用效率低的CMOS来说，是一个显著的提升。

再一个就是噪点。由于CMOS尺寸变大，那么各光电传感元件、电路之间距离相对就会增加，相互之间的光、电、磁干扰会降低，得到的画面噪点也就会较少。所以在所用技术相同的情况下，CMOS尺寸越大，画质确实会更好，这一点没毛病。那真的就印证了那句话：CMOS尺寸越大越好？

CMOS尺寸对成像质量的影响

想要说明白CMOS是不是尺寸越大越好，我们就得全面地分析一下，其对于拍摄效果到底有何影响。

1、对画质带来的影响

在上文提到的CMOS对画质的影响时，我特意强调了“在相同的技术下”，CMOS尺寸越大，画质越好。所以随着技术的发展，CMOS的光线利用效率也越来越高，噪点控制能力也越来越强。

比如CMOS的技术发展已经有了很多进步，从传统（前照式）CMOS、背照式（Back-illuminated）CMOS再到堆叠式（Stacked）CMOS。

其实CMOS发展到背照式是对画质改善最大的一步，而到了堆栈式则进一步优化了体积、电路和画质。

而且不要忘了现在厂家在算法上的提升，从手机摄影近年的发展就可以发现拼硬件已经out了，软硬兼备才是趋势，什么虚化、逆光也清晰、徕卡镜头、双摄、三摄等背后都离不开算法。

手机如此相机亦如此，可以说算法让硬件上不好实现的功能在软件层面得以解决。因此在现在的技术条件下，传感器尺寸对画质的影响已经不是“决定性”了。

更别提在APS-C画幅技术领先的富士相机，其最新机型的拍摄画质超越全画幅相机已经不是什么新鲜事了。

因此“底大一级压死人”的说法是有前提条件的，那就是在相同技术下。否则，具体问题我们还要具体分析。但同一品牌，相似时间段发布的C画幅与全画幅相机相比，其画质依然还是全画幅相机更优秀。

2、对景深的影响

先来思考下这个问题：在同一地点往同一方向，相机所有参数都一致的情况下(除去不同品牌间的细微的色彩风格的差异)，全画幅相机用24mm焦距镜头，与APS-C画幅相机用16mm镜头，或者M43相机用12mm镜头，拍出来的照片是一模一样的吗?

答案很简单：不一样。虽然APS-C相机16mm焦距乘以1.5后等效焦距为24，M43相机12mm焦距乘以2后等效焦距也为24，但是照片的景深不一样。

众所周知，景深3要素：光圈，焦距，拍摄距离。以上场景中，光圈一样，拍摄距离一样，唯有焦距不一样。

我们平时算景深是按照实际焦距来算的，而不是等效焦距，比如尼康镜头AF-S 50mm F1.8，这个“50mm”是这支镜头的实际焦距。

装到D7100上去以后，由于APS-C焦距转换系数要乘以1.5，因此焦距变成了“75mm”，这个指的是等效焦距。

也就是说如果用D7100配50mm镜头，和D800配75mm镜头，在光圈与拍摄距离相同的情况下，D800拍出来的照片背景更虚，景深更浅。

是不是听起来很绕?打个比方，这里我们以索尼卡片机WX350为例，官网的介绍写道“DSC-WX350的紧凑机身具备从25mm广角到500mm长焦”

看到500mm长焦，也许拍野生动物背景会很虚吧？错！这个指的是等效焦距，非实际焦距。

官方文字描述为等效焦距

那么WX350的实际焦距为多少呢？实际焦距为4.3mm-86mm，所以为什么卡片机拍照片虚化不了背景，答案就在这里，实际焦距太短，肯定虚不了的。

实际焦距很短

理解了这个以后，很多相关性的问题就迎刃而解了，比如很多人都觉得全画幅相机一定好，CMOS越大越好，但是我并不这么认为，这并不是装逼。

比如小编曾经拍摄错位或者借位的照片，如果用全画幅相机的话，为了得到前后都非常清晰的大景深，必须把光圈开得非常小才行。

用极小光圈拍照，第一影响画质，第二如果光线不好还得降低快门速度，照片容易糊(虽然可以通过提高ISO来解决，但是噪点也随之上来了)。

而如果选择小底相机拍摄，由于镜头焦距很短，因此光圈不必开得非常小就能获得极大的景深。

在很多场合中，看似全幅相机画质好，其实方便性上还不如M43或者CX格式传感器的相机，原因就在这里。

像这种借位照片需要极大的景深

同理，喜欢扫街的朋友都知道，很多时候需要用到盲拍，而盲拍的关键之一就是要获得大景深。

不可否认很多有资深摄影爱好者即使用全画幅相机，通过估算景深来得到一张清晰的照片。但是绝大多数摄影爱好者，并没有估算景深的功力，给他用D800+24mm F1.4定焦扫街，也许光圈开到F8，结果拍出来的照片依然不清晰。

胶片机时代奥林巴斯PEN格式胶片相机那么走俏，除去机身小巧精致方便扫街的原因以外，半幅相机天然的大景深优势也是很大的一个原因。

如果你是一个学生，想做虚化党好约隔壁班MM出来拍照，那么选择M43或者APS-C相机要比普通长焦卡片机好很多，花几百块买个手动85人像头光圈全开以后拍人像也会有比较好的效果。

这个时候再来个逆光加稍稍过曝，取景用对角线或黄金分割，那画面太美小编不敢想象。

所谓尺有所短寸有所长，不同画幅间各有优劣势，根据不同拍摄题材来做出不同的选择才能让器材价值最大化。

3、对机身尺寸带来的影响

纵观相机发展史，可以看到100多年来，我们本身就一直在追求小型化的路上，从未停止。

相机发展史（部分）

就好像手机从大哥大到 iPhone 一样，相机从木箱银版相机到双反再到旁轴......都是越做越小。

可能有人会说进入数码相机时代，相机又变得大了一些，全画幅的佳能、尼康旗舰机型比砖头还重。索尼曾经给人感觉是要打破这种现象，推出的A系列微单让数码相机变得更轻更小。

特别是A7全幅微单更是要打破人们脑海中对单反的固有印象，销量上更是从佳能、尼康虎口夺食，占据了全画幅领域头把交椅。

如今却隐隐有“反弹”迹象，又“胖”回了单反体型......受制于全画幅传感器，以目前能够投产的技术，全画幅微单的小型化轻量化之路还遥遥无期。

相反更小尺寸传感器的相机反而更容易实现这一需求，而市场反馈也印证了小型化相机的趋势。

去年Map Camera公布5月相机销量排行TOP10上全画幅相机仅占3席：

第一名：索尼 A7III

第二名：富士 X100 F

第三名：富士 X-T2

第四名：尼康 D850

第五名：尼康 D500

第六名：索尼 A7R III

第七名：佳能EOS Kiss X9

第八名：松下LUMIX G9 PRO

第九名：富士 X-H1

第十名：奥林巴斯OM-D E-M5 Mark II

除索尼A7III、A7RIII，尼康D850之外，剩下的均被C画幅和M4/3系统瓜分。抛去价格因素，在画质“够用”的基础上，小而美才受欢迎。面对市场的选择，CMOS真的很难再说“越大越好”了。

所以，CMOS尺寸并不是越大，相机就越好。或者更具体一点，全画幅单反、微单，C画幅单反、微单，不能仅仅因为CMOS的尺寸就说哪台相机更好用，关键还要看自己的需求。

如果你对于机身的便携性，对于大景深的需求，以及价格的要求更高，那么APS-C画幅的机器其实更适合你。

千万不要为了所谓的全画幅买个古董机，那样的话，即便是全画幅，其画质也不会好到哪儿去，甚至还会更低（与APS-C画幅相比）。

甚至更极端一点，如果希望用最简单的方法拍出好看的照片使用手机都可以。

如果您对于画质有着很高的要求，那么当然就是3年以内的全画幅单反、微单选一台了。

综合上所述，硬件决定成像质量的上限，算法决定成像质量的下限。

大底镜头通常能决定镜头的进光量、画质水平、画面细节这些照片最基础的参数。而相机算法相对来说就是一个托底作用，即使非常差得硬件水平，通过算法软件优化之后一样是可以看的。算法做得不好，大底镜头的优势就发挥不出来，甚至没有算法好的小底镜头拍得好。

古籍书刊扫描仪租赁，古籍数字化扫描服务，书本图书字画扫描服务