復古網紅CCD當年是怎么死的？它值得懷念嗎？| 圖文

從去年開始，一類叫CCD的老相機突然回光返照，死而復生

它們看起來像是十幾年前就被淘汰的電子垃圾，今天卻在“復古”的招牌下價格暴漲，比復刻的諾基亞還貴。以至于連 iPhone ，黑莓，都成了 CCD 相機的“平替”。

CCD，其實就是一些老相機里的感光元件而已。它的作用跟今天手機、相機里的 CMOS 是一樣的。

我們不禁好奇，作為一個本本分分的電子元件，它當年風光過嗎，又是怎么死掉的？現在這陣熱潮，到底是復活前兆，還是回光返照？

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在數碼時代之前，相機里用來感光的東西是膠片。而在數碼相機上，最初用來代替膠片的感光元件，就是 CCD。

CCD 的基礎材料是硅，當硅原子受到光線照射時，就會激發出自由電子。如果能把這些電子收集、記錄下來，就能知道光的強度。

而CCD 上的“像素”，是一個個叫 MOS 的半導體，光線越強，激發出的電子越多。貝爾實驗室的科學家們發現，如果把一堆 MOS 連在一起，控制好電壓脈沖，就能讓激發出的電子沿著這排 MOS 逐一傳遞。

一排像素收集到的光線信息，在最后統一輸出。電荷量的變化會體現為電壓的強弱，那么只要記錄下電壓的變化，我們就能知道這一整排像素上的光強度，進而記錄一整塊 CCD 上的光強度。

這樣一來，最初的“電子膠片”就誕生了。

總之在 CCD 中，一排像素收集到的光線信息，會在最后統一輸出。之所以要強調這一點，是因為它最終決定了 CCD 的生死，往后看你就知道了。

作為最初的“電子膠片”，1971 年尚處于試驗階段的 CCD ，就能拍出這樣圖片了。閉著眼都能看出，雖然在原理上是“電子膠片”，但它的畫質遠遠比不上真正的膠片。

1975年，世界上第一臺數碼相機誕生了。它大概 7 斤左右，用 CCD 作為感光元件，能把電壓的變化記錄在磁帶上。只要花 23 秒，你就能拍攝一張高達.......1 萬像素， 也就是 100 x 100 分辨率的照片。

到了 1981 年，索尼又發布了第一代“靜態攝像機”Marvica，可以拍攝一幀長度的視頻——好吧其實就是一張圖片，只不過存成了 NTSC 的視頻格式而已.......

兩年之后，索尼就發布了第一臺真正的 CCD 攝像機 CCD-G5，只有 1 公斤重，比當時電視領域主流的“攝像管攝像機”都要更小一點：

所以雖然在清晰度上有差距，但憑借更低的成本，更輕巧便攜的機身， CCD 產品已經嶄露頭角，具備了走向民用市場的實力。

接著，一堆只有兩三百克的 CCD 相機冒了出來。這些長得有點像復讀機，或者剃須刀的設備，正是開頭海鮮市場上那堆電子垃圾們的老祖宗。

公允地說，正是 CCD 的成熟，才催生了“數碼相機”這個品類。它是數碼相機最初的模樣，曾經一度風光過～

但要命的是，CCD的 bug 太多了。而這些 bug，都跟我們剛才講到的原理結構有關。

比如在古早的數碼照片上，經常會有這樣的“炫脈”，就是一整條高光。

這就是因為 CCD 上的某個區域接收到了強光，產生了大量電荷，量大到直接溢出了。而 CCD 上一排像素點的信號又是逐個傳遞，統一輸出的，所以一個像素點溢出的電荷，就會影響到一整列的結果，這就出現了線狀的高光溢出。

早年的 CCD 相機在拍攝太陽、車燈，甚至是強光反射等等場景時，都可能產生這種炫脈。

除此之外，CCD 還有拖影、功率高等一系列缺陷。但這些都是技術層面的問題，你也知道，只要商業上能算的過來賬，技術問題都能靠發展解決。

但 CCD 的致命問題，恰恰就出在商業上：它的制造成本太高了。

因為 CCD 是通過逐個像素傳遞的方式來傳送數據的，那么只要一個像素出問題，一整排像素都會被連累。所以CCD 的成品率很難提高，也就抬高了成本。而且傳感器的面積越大，像素點越多，成品率就越難提高。

所以早年的 CCD，最高一般不超過 40 萬像素。2000 年初的各種主力型號，大概是五六百萬像素，這也是現今存世量最大的一些產品。

如果你在海鮮市場上買到了高像素的 CCD 相機，那要么是 CCD生命末期的一些絕唱版本，要么是......騙人的假貨......

如果時間充足，那 CCD 或許還有機會繼續進化。但，留給 CCD 的時間不多了：因為此時 CCD 的掘墓人，感光元件界的大器晚成者——CMOS——已經成熟了，它沒有給 CCD 留下任何活路。

CCD 是用單一的讀取單元處理所有像素的電荷，而CMOS 是直接讀取每一個像素的感光結果。

這種獨立性也有代價——CMOS 的每個像素感光區域需要同時容納電子元件，感光區域也必然小于像素本身的表面積，這意味著同樣的像素大小，CMOS 的有效感光面積更小，畫質也就更低。

而且電子元件這么多，“噪聲”也就更多。這讓它在初期被 CCD 強力壓制。

但它有一個 CCD 壓不住的優勢：成品率高，更適合大規模商業化。

在CCD的世界里，壞一個像素，整列像素都會受到影響。而 CMOS 即使有那么一兩個像素“掉鏈子”，也不影響大局。這種結構有利于提高成品率，在成本和功耗上都比 CCD 更有優勢。

而只要有成本優勢，就有人愿意給它做技術改進，直到反殺 CCD。

這一天，在 21 世紀初到來了。隨后的故事，就是 CMOS 對 CCD 無情的碾壓。

2000年，夏普推出了全世界第一款可以拍照的手機，Sharp J-SH04，它用的就是一顆 11 萬像素的 CMOS 傳感器。

而自此之后，幾乎所有的“拍照手機”，全都用的是 CMOS 傳感器，包括但不限于諾基亞、黑莓和第一款 iPhone。所以很多十幾年前用手機拍的“老數碼照片”，其實跟 CCD 壓根就沒關系。

隨著 CMOS 的廣泛使用，它的畫質問題也在逐步改善。比如從 iPhone 4 開始，蘋果就用上了“背照式 CMOS”：它把金屬布線層放到了光電二極管之后，這就增加了每個像素的進光量，提升了畫質。

在低像素產品上，CMOS 靠價格優勢淘汰了 CCD。而在高像素產品上，CMOS 做到了 CCD 使出吃奶的勁也難以想象的像素量：

2001 年，佳能的旗艦單反 EOS-1D 用的是 CCD 傳感器，只有 400 萬像素。而一年之后的升級款 1DS 改為 CMOS 傳感器，像素數立刻暴增到了 1100 萬。

所以，如果真的要找“CCD 平替”，那不用舍近求遠：你現在手機、相機上的 CMOS，就是名副其實、當之無愧，受到了整個工業界認可的 CCD 平替。

站在現在來看，CCD 沒有東山再起的機會了：在產品領域，最經典的產品，和最先進的產品，都會有一批忠實擁躉。但 CCD 不屬于其中任何一種。它這一波回光返照，也許是因為它是最新款的“復古相機”，輕巧便攜，而且拍完照能直接分享進社交網絡。

我們自己翻箱倒柜，找到一臺頂配的 CCD，拿它拍了一些照片。發現所謂的“自帶磨皮”是因為它寬容度太低，只要環境光對比度稍微高一點，臉上就會過曝，慘白一片；

所謂的“柔光濾鏡”，是因為畫質太一般，拍什么看起來都像是蒙了一層霧；

所謂的靈魂是閃光燈，是因為只要環境稍微昏暗一點，閃光燈就會自動開啟，否則根本拍不出畫面；

至于夜景......根本就不可用。

所以冷靜下來看，無論是技術還是產品，這些 CCD 相機都實在是沒任何優勢。注定會跟這個世界上的大部分產品一樣無聲無息地死掉，淪為電子垃圾。

但就這么結尾，又顯得過于冷漠，沉重，無趣。那么就像大多爆款故事的結尾一樣，我們還是上點高度，升華一下吧。

我也用過 CCD 相機，當年我就嫌棄它的畫質還比不上我的索愛 w850i，直到現在我也不懷念它。但我確實懷念，它們陪我度過的那段時光：

CCD 相機在中國流行，大約是從千禧年開始，在十幾年后收尾。

那十幾年里，我看到楊利偉飛上太空，劉翔在雅典跑出了世界紀錄，OK 組合奪冠后又分裂， 羅納爾多和卡卡在綠茵場上飛奔……

我在教學樓的走廊里聽孫燕姿的《同類》，跟同學在微機課上偷偷聯機打 CS，羨慕有錢的同學能去現場看北京奧運會，好在后來我自己也去上海看了上海世博會。

整個世界在我眼中都無比新鮮，充滿活力。我人生中第一次擁有了數碼相機，可以不顧成本隨便拍照，記錄下我臉上豐富的膠原蛋白，和大家轉瞬即逝的青春。

世界在你我面前徐徐展開，是 CCD 記錄下了這一切，盡管我那時根本就不知道什么是 CCD。

誰會在意畫質有多糟糕？

那是我們的黃金時代。