電影產(chǎn)業(yè)復(fù)興開始，專業(yè)CMOS迎來新一波創(chuàng)新

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）消費(fèi)級(jí)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(huì)議上，也很快就在市場(chǎng)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(qiáng)的自然還是目前用在專業(yè)電影錄制機(jī)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(duì)手機(jī)CMOS，這些專業(yè)機(jī)器對(duì)CMOS又提出了哪些要求呢？

小眾專業(yè)市場(chǎng)，定制化成為趨勢(shì)

與手機(jī)CMOS如此競(jìng)爭(zhēng)的激烈不同，電影機(jī)的CMOS往往需要過幾年才換代一次。比如占據(jù)了電影機(jī)市場(chǎng)大半江山的德國(guó)公司Arri，其主流機(jī)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(duì)不同的需求，Arri會(huì)選擇將多個(gè)ALEV 3拼接在一起，推出不同傳感器大小的機(jī)器，比如作為《流浪地球 2》拍攝主機(jī)位的Alexa 65，其傳感器就是三塊ALEV 3拼湊在一起。
直到去年，Arri才在新機(jī)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(shí)現(xiàn)4.6K分辨率的視頻輸出，且動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到了17檔，滾動(dòng)快門時(shí)滯最小只有5.7ms。

參數(shù)上同樣強(qiáng)大的還有美國(guó)廠商RED Digital Camera的Red系列電影機(jī)，從近幾年開始Red將其電影機(jī)產(chǎn)品線幾乎全部換成了全局快門的CMOS，以極快的滾動(dòng)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(zhǔn)。

由此看出，對(duì)于電影市場(chǎng)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(dòng)態(tài)范圍、更低的響應(yīng)速度才是最重要的。

國(guó)產(chǎn)CMOS在電影機(jī)上的身影

國(guó)產(chǎn)電影機(jī)市場(chǎng)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(dòng)。但在這些電影機(jī)中，國(guó)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(jī)、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(jī)型是否用到了長(zhǎng)春企業(yè)長(zhǎng)光辰芯生產(chǎn)的那顆“核高基重大專項(xiàng)”的8K CMOS，筆者猜測(cè)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(guó)內(nèi)廠商以外，過去以望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)品著名的廠商博冠也開始做起了專業(yè)攝像機(jī)。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(huì)上。B1是一臺(tái)國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的8K超高清攝像機(jī)，采用了一塊35mm的全畫幅CMOS，有效像素達(dá)到4700萬，同時(shí)具備300和2400的雙原生ISO。據(jù)筆者了解，B1似乎也用到了國(guó)產(chǎn)CMOS。

不過，雖然錄制規(guī)格已經(jīng)達(dá)到了8K@60fps，博冠B1這臺(tái)機(jī)器還有很多能繼續(xù)突破的地方。比如其動(dòng)態(tài)范圍小于等于14檔，錄制最大碼率只有400M等等?；蛟S對(duì)于高成本電影的錄制來說不會(huì)用到，但對(duì)于廣播級(jí)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(duì)于電影機(jī)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(shí)現(xiàn)18bit的讀出，必然需要更高精度的ADC；不少Red電影機(jī)的處理器則選用了Xilinx的FPGA，因?yàn)檫@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(guó)產(chǎn)電影機(jī)要想在國(guó)際市場(chǎng)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(hào)的處理上加強(qiáng)技術(shù)積累，這樣才有可能先從硬件上打好基礎(chǔ)。