消費級CMOS圖像傳感器的技術(shù)發(fā)展不僅體現(xiàn)在每年的IISW等學(xué)術(shù)會議上，也很快就在市場上顯現(xiàn)出來，例如最近持續(xù)走熱的1英寸CMOS。然而，要說高成像質(zhì)量的話，最強的自然還是目前用在專業(yè)電影錄制機器中的CMOS，比如大疆最新發(fā)布的悟3上的那顆全畫幅CMOS。那么相對手機CMOS，這些專業(yè)機器對CMOS又提出了哪些要求呢？
小眾專業(yè)市場，定制化成為趨勢
與手機CMOS如此競爭的激烈不同，電影機的CMOS往往需要過幾年才換代一次。比如占據(jù)了電影機市場大半江山的德國公司Arri，其主流機型所用的傳感器均是由安森美開發(fā)的ALEV 3，而這已經(jīng)是一塊2010年面世的傳感器了。但為了應(yīng)對不同的需求，Arri會選擇將多個ALEV 3拼接在一起，推出不同傳感器大小的機器，比如作為《流浪地球 2》拍攝主機位的Alexa 65，其傳感器就是三塊ALEV 3拼湊在一起。
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幾代ALEXA機器的傳感器大小 / Arri
直到去年，Arri才在新機器Alexa 35上用到了新的ALEV 4傳感器，該傳感器依然是與安森美一同聯(lián)合開發(fā)的，而且與ALEV 3一樣采用了S35的傳感器大小。不過，ALEV 4可以實現(xiàn)4.6K分辨率的視頻輸出，且動態(tài)范圍達到了17檔，滾動快門時滯最小只有5.7ms。
參數(shù)上同樣強大的還有美國廠商RED Digital Camera的Red系列電影機，從近幾年開始Red將其電影機產(chǎn)品線幾乎全部換成了全局快門的CMOS，以極快的滾動快門大大地降低了果凍效應(yīng)，而且錄制規(guī)格也被推到了8K120FPS的水準。
由此看出，對于電影市場來說，目前CMOS像素并非決定性的參數(shù)，只要保證4K、8K的分辨率的前提下，盡可能做到更高的動態(tài)范圍、更低的響應(yīng)速度才是最重要的。
國產(chǎn)CMOS在電影機上的身影
國產(chǎn)電影機市場這些年也沒閑著，出現(xiàn)了像Kinefinity卓曜科技、Z-Cam這樣的公司，甚至還有新入局的大疆，繼續(xù)推動。但在這些電影機中，國外的CMOS，尤其是索尼CMOS依然占據(jù)大量份額。比如Kinefinity的Mavo Edge 6K電影機、大疆的如影4D-6K，用到的仍然是索尼的IMX410傳感器。
至于他們的8K機型是否用到了長春企業(yè)長光辰芯生產(chǎn)的那顆“核高基重大專項”的8K CMOS，筆者猜測應(yīng)該不是，畢竟這顆4900萬像素的CMOS可以做到16bit ADC輸出下8K 120fps的超高規(guī)格，用到的是背照式堆棧工藝，且與Mavo Edge 8K以及大疆禪思X9的錄制參數(shù)均不吻合。
除了以上這些國內(nèi)廠商以外，過去以望遠鏡產(chǎn)品著名的廠商博冠也開始做起了專業(yè)攝像機。以他們?nèi)ツ晖瞥龅牟┕贐1為例，就用在了2023年春晚和冬奧會上。B1是一臺國內(nèi)自主研發(fā)的8K超高清攝像機，采用了一塊35mm的全畫幅CMOS，有效像素達到4700萬，同時具備300和2400的雙原生ISO。據(jù)筆者了解，B1似乎也用到了國產(chǎn)CMOS。
不過，雖然錄制規(guī)格已經(jīng)達到了8K@60fps，博冠B1這臺機器還有很多能繼續(xù)突破的地方。比如其動態(tài)范圍小于等于14檔，錄制最大碼率只有400M等等?；蛟S對于高成本電影的錄制來說不會用到，但對于廣播級的電視節(jié)目的錄制來說已經(jīng)綽綽有余了。
結(jié)語
但話又說回來，對于電影機這樣的專業(yè)設(shè)備，傳感器并不是決定其畫面質(zhì)量的唯一因素，只能算是最為關(guān)鍵的核心元件。除此之外，還有ADC位數(shù)和精度、處理器可編程性能和接口芯片傳輸效率等等需要考慮。
比如上面提到的Alexa 35要想實現(xiàn)18bit的讀出，必然需要更高精度的ADC；不少Red電影機的處理器則選用了Xilinx的FPGA，因為這樣不僅方便后續(xù)重新編程提供解碼器之類的固件更新，也擁有比ASIC方案更高的穩(wěn)定性。
所以國產(chǎn)電影機要想在國際市場闖出一片天地，除了要建立起自給自足的CMOS傳感器供應(yīng)外，也需要在數(shù)字、模擬信號的處理上加強技術(shù)積累，這樣才有可能先從硬件上打好基礎(chǔ)。
