复古网红CCD当年是怎么死的？它值得怀念吗？| 图文

从去年开始，一类叫CCD的老相机突然回光返照，死而复生

它们看起来像是十几年前就被淘汰的电子垃圾，今天却在“复古”的招牌下价格暴涨，比复刻的诺基亚还贵。以至于连 iPhone ，黑莓，都成了 CCD 相机的“平替”。

CCD，其实就是一些老相机里的感光元件而已。它的作用跟今天手机、相机里的 CMOS 是一样的。

我们不禁好奇，作为一个本本分分的电子元件，它当年风光过吗，又是怎么死掉的？现在这阵热潮，到底是复活前兆，还是回光返照？

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在数码时代之前，相机里用来感光的东西是胶片。而在数码相机上，最初用来代替胶片的感光元件，就是 CCD。

CCD 的基础材料是硅，当硅原子受到光线照射时，就会激发出自由电子。如果能把这些电子收集、记录下来，就能知道光的强度。

而CCD 上的“像素”，是一个个叫 MOS 的半导体，光线越强，激发出的电子越多。贝尔实验室的科学家们发现，如果把一堆 MOS 连在一起，控制好电压脉冲，就能让激发出的电子沿着这排 MOS 逐一传递。

一排像素收集到的光线信息，在最后统一输出。电荷量的变化会体现为电压的强弱，那么只要记录下电压的变化，我们就能知道这一整排像素上的光强度，进而记录一整块 CCD 上的光强度。

这样一来，最初的“电子胶片”就诞生了。

总之在 CCD 中，一排像素收集到的光线信息，会在最后统一输出。之所以要强调这一点，是因为它最终决定了 CCD 的生死，往后看你就知道了。

作为最初的“电子胶片”，1971 年尚处于试验阶段的 CCD ，就能拍出这样图片了。闭着眼都能看出，虽然在原理上是“电子胶片”，但它的画质远远比不上真正的胶片。

1975年，世界上第一台数码相机诞生了。它大概 7 斤左右，用 CCD 作为感光元件，能把电压的变化记录在磁带上。只要花 23 秒，你就能拍摄一张高达.......1 万像素， 也就是 100 x 100 分辨率的照片。

到了 1981 年，索尼又发布了第一代“静态摄像机”Marvica，可以拍摄一帧长度的视频——好吧其实就是一张图片，只不过存成了 NTSC 的视频格式而已.......

两年之后，索尼就发布了第一台真正的 CCD 摄像机 CCD-G5，只有 1 公斤重，比当时电视领域主流的“摄像管摄像机”都要更小一点：

所以虽然在清晰度上有差距，但凭借更低的成本，更轻巧便携的机身， CCD 产品已经崭露头角，具备了走向民用市场的实力。

接着，一堆只有两三百克的 CCD 相机冒了出来。这些长得有点像复读机，或者剃须刀的设备，正是开头海鲜市场上那堆电子垃圾们的老祖宗。

公允地说，正是 CCD 的成熟，才催生了“数码相机”这个品类。它是数码相机最初的模样，曾经一度风光过～

但要命的是，CCD的 bug 太多了。而这些 bug，都跟我们刚才讲到的原理结构有关。

比如在古早的数码照片上，经常会有这样的“炫脉”，就是一整条高光。

这就是因为 CCD 上的某个区域接收到了强光，产生了大量电荷，量大到直接溢出了。而 CCD 上一排像素点的信号又是逐个传递，统一输出的，所以一个像素点溢出的电荷，就会影响到一整列的结果，这就出现了线状的高光溢出。

早年的 CCD 相机在拍摄太阳、车灯，甚至是强光反射等等场景时，都可能产生这种炫脉。

除此之外，CCD 还有拖影、功率高等一系列缺陷。但这些都是技术层面的问题，你也知道，只要商业上能算的过来账，技术问题都能靠发展解决。

但 CCD 的致命问题，恰恰就出在商业上：它的制造成本太高了。

因为 CCD 是通过逐个像素传递的方式来传送数据的，那么只要一个像素出问题，一整排像素都会被连累。所以CCD 的成品率很难提高，也就抬高了成本。而且传感器的面积越大，像素点越多，成品率就越难提高。

所以早年的 CCD，最高一般不超过 40 万像素。2000 年初的各种主力型号，大概是五六百万像素，这也是现今存世量最大的一些产品。

如果你在海鲜市场上买到了高像素的 CCD 相机，那要么是 CCD生命末期的一些绝唱版本，要么是......骗人的假货......

如果时间充足，那 CCD 或许还有机会继续进化。但，留给 CCD 的时间不多了：因为此时 CCD 的掘墓人，感光元件界的大器晚成者——CMOS——已经成熟了，它没有给 CCD 留下任何活路。

CCD 是用单一的读取单元处理所有像素的电荷，而CMOS 是直接读取每一个像素的感光结果。

这种独立性也有代价——CMOS 的每个像素感光区域需要同时容纳电子元件，感光区域也必然小于像素本身的表面积，这意味着同样的像素大小，CMOS 的有效感光面积更小，画质也就更低。

而且电子元件这么多，“噪声”也就更多。这让它在初期被 CCD 强力压制。

但它有一个 CCD 压不住的优势：成品率高，更适合大规模商业化。

在CCD的世界里，坏一个像素，整列像素都会受到影响。而 CMOS 即使有那么一两个像素“掉链子”，也不影响大局。这种结构有利于提高成品率，在成本和功耗上都比 CCD 更有优势。

而只要有成本优势，就有人愿意给它做技术改进，直到反杀 CCD。

这一天，在 21 世纪初到来了。随后的故事，就是 CMOS 对 CCD 无情的碾压。

2000年，夏普推出了全世界第一款可以拍照的手机，Sharp J-SH04，它用的就是一颗 11 万像素的 CMOS 传感器。

而自此之后，几乎所有的“拍照手机”，全都用的是 CMOS 传感器，包括但不限于诺基亚、黑莓和第一款 iPhone。所以很多十几年前用手机拍的“老数码照片”，其实跟 CCD 压根就没关系。

随着 CMOS 的广泛使用，它的画质问题也在逐步改善。比如从 iPhone 4 开始，苹果就用上了“背照式 CMOS”：它把金属布线层放到了光电二极管之后，这就增加了每个像素的进光量，提升了画质。

在低像素产品上，CMOS 靠价格优势淘汰了 CCD。而在高像素产品上，CMOS 做到了 CCD 使出吃奶的劲也难以想象的像素量：

2001 年，佳能的旗舰单反 EOS-1D 用的是 CCD 传感器，只有 400 万像素。而一年之后的升级款 1DS 改为 CMOS 传感器，像素数立刻暴增到了 1100 万。

所以，如果真的要找“CCD 平替”，那不用舍近求远：你现在手机、相机上的 CMOS，就是名副其实、当之无愧，受到了整个工业界认可的 CCD 平替。

站在现在来看，CCD 没有东山再起的机会了：在产品领域，最经典的产品，和最先进的产品，都会有一批忠实拥趸。但 CCD 不属于其中任何一种。它这一波回光返照，也许是因为它是最新款的“复古相机”，轻巧便携，而且拍完照能直接分享进社交网络。

我们自己翻箱倒柜，找到一台顶配的 CCD，拿它拍了一些照片。发现所谓的“自带磨皮”是因为它宽容度太低，只要环境光对比度稍微高一点，脸上就会过曝，惨白一片；

所谓的“柔光滤镜”，是因为画质太一般，拍什么看起来都像是蒙了一层雾；

所谓的灵魂是闪光灯，是因为只要环境稍微昏暗一点，闪光灯就会自动开启，否则根本拍不出画面；

至于夜景......根本就不可用。

所以冷静下来看，无论是技术还是产品，这些 CCD 相机都实在是没任何优势。注定会跟这个世界上的大部分产品一样无声无息地死掉，沦为电子垃圾。

但就这么结尾，又显得过于冷漠，沉重，无趣。那么就像大多爆款故事的结尾一样，我们还是上点高度，升华一下吧。

我也用过 CCD 相机，当年我就嫌弃它的画质还比不上我的索爱 w850i，直到现在我也不怀念它。但我确实怀念，它们陪我度过的那段时光：

CCD 相机在中国流行，大约是从千禧年开始，在十几年后收尾。

那十几年里，我看到杨利伟飞上太空，刘翔在雅典跑出了世界纪录，OK 组合夺冠后又分裂， 罗纳尔多和卡卡在绿茵场上飞奔……

我在教学楼的走廊里听孙燕姿的《同类》，跟同学在微机课上偷偷联机打 CS，羡慕有钱的同学能去现场看北京奥运会，好在后来我自己也去上海看了上海世博会。

整个世界在我眼中都无比新鲜，充满活力。我人生中第一次拥有了数码相机，可以不顾成本随便拍照，记录下我脸上丰富的胶原蛋白，和大家转瞬即逝的青春。

世界在你我面前徐徐展开，是 CCD 记录下了这一切，尽管我那时根本就不知道什么是 CCD。

谁会在意画质有多糟糕？

那是我们的黄金时代。