數(shù)十萬一臺的電影機(jī)，需要何種傳感器與之匹配

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）出于現(xiàn)今的電影市場對影片質(zhì)量的要求，數(shù)字電影機(jī)的重要性越來越重要。對于動(dòng)輒數(shù)十萬上百萬一臺的電影機(jī)而言，產(chǎn)量和成本并不在考慮范圍內(nèi)，無論是I/O模塊、音頻模塊、處理器還是CMOS都用到了可靠性和性能最高的硬件，尤其是對于CMOS而言，圖像質(zhì)量才是對其唯一的要求。

安森美

在高端電影機(jī)市場占比第一的Arri，至今已經(jīng)有了100多年的歷史，在2024年奧斯卡的10部最佳影片提名中，有6部是用Arri的電影機(jī)拍攝的。從膠片時(shí)代到數(shù)碼時(shí)代，對于機(jī)器可靠性和畫面品質(zhì)擁有極高要求的Arri，都是電影工業(yè)的常客。然而在數(shù)字時(shí)代，Arri可以說僅僅憑借著兩塊傳感器，持續(xù)稱霸整個(gè)電影市場。

安森美聲稱與Arri合作設(shè)計(jì)圖像傳感器已經(jīng)有了20多年的歷史，其實(shí)最早的合作來源于Cypress。從Arri推出的首個(gè)數(shù)字?jǐn)z影機(jī)Arriflex D20開始，Cypress就開始為Arri設(shè)計(jì)CMOS圖像傳感器了，在收購了FillFactory這一從IMEC獨(dú)立出來的CMOS廠商后，Cypress已經(jīng)擁有了高動(dòng)態(tài)范圍CMOS圖像傳感器的設(shè)計(jì)與制造能力。直到首代Arri Alexa傳感器，Cypress都是Arri數(shù)字?jǐn)z影時(shí)代的傳感器獨(dú)家供應(yīng)商。

2011年，Cypress宣布將其CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)賣給了安森美，安森美這才接棒了為Arri供應(yīng)圖像傳感器的任務(wù)。此后由安森美和Arri合作設(shè)計(jì)推出的Alev3 CMOS圖像傳感器，按照不同尺寸拼接在一起，被用于Alexa Mini、Alexa Mini LF和Alexa 65多款機(jī)型中，至今還在被各大影視基地、租賃公司和電影片場廣泛使用。2022年，Arri推出了Alexa 35電影機(jī)，其搭載的Alev 4 CMOS傳感器借助DGO技術(shù)實(shí)現(xiàn)了17檔的動(dòng)態(tài)范圍，遠(yuǎn)超市面上所有產(chǎn)品。

Alexa 35和Alev 4 CMOS圖像傳感器 / Arri

這種超高動(dòng)態(tài)范圍的特質(zhì)也延續(xù)到了安森美的其他圖像傳感器中去，比如其同樣市占率第一的汽車圖像傳感器。安森美表示，其Hyabusa汽車圖像傳感器技術(shù)的起源，正是來自其高端電影機(jī)傳感器。除了車用圖像傳感器外，他們也計(jì)劃把Hyabusa平臺推廣至機(jī)器人等應(yīng)用，這些應(yīng)用也能充分利用高動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)勢。

Forza Silicon

在追求分辨率和高速動(dòng)作戲的好萊塢商業(yè)片中，也常常用到來自Red公司的電影機(jī)。作為手握壓縮RAW影像專利的電影機(jī)廠商，RED在近年來推出了一系列高分辨率的高速電影機(jī)，比如可以拍攝8K120FPS的全域快門產(chǎn)品RED迅猛龍X。

迅猛龍X / RED

與RED合作負(fù)責(zé)CMOS圖像傳感器設(shè)計(jì)的，則是一家名不見經(jīng)傳的小廠，名為Forza Silicon，其為AMETEK材料分析部門下的一個(gè)業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)。盡管如此，F(xiàn)orza Silicon依然掌握了先進(jìn)的模擬IP技術(shù)，可以提供高分辨率的全域快門CMOS圖像傳感器設(shè)計(jì)。值得一提的是，專注于高速攝影機(jī)制作的Phantom，也是屬于AMETEK旗下，其傳感器同樣由Forza Silicon設(shè)計(jì)。

由此可以看出，F(xiàn)orza Silicon的主要優(yōu)勢在于高速成像領(lǐng)域，尤其是全域快門。在運(yùn)動(dòng)場景較多的電影中，全域快門可以徹底避免果凍效應(yīng)的發(fā)生。也得益于高速讀出的特性，這類圖像傳感器可以借助多幀合成算法，實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)態(tài)范圍。

不過相較于安森美的IDM，F(xiàn)orza Silicon只是一家Fabless公司，所以其CMOS圖像傳感器的制造由其他晶圓代工廠負(fù)責(zé)。從其晶圓廠合作伙伴以及合作生產(chǎn)項(xiàng)目來看，RED所用到的最新CMOS圖像傳感器很有可能是由高塔半導(dǎo)體或臺積電生產(chǎn)制造。

寫在最后

其實(shí)在電影這類高端數(shù)字?jǐn)z影行業(yè)中，國產(chǎn)的CMOS圖像傳感器廠商也有所涉及，只不過其份額就更少了，而且鮮有出貨產(chǎn)品。更大幅面的CMOS圖像傳感器不僅對設(shè)計(jì)提出了更高的要求，也對制造的良率要求頗高，雖說電影工業(yè)并不像消費(fèi)級市場一樣對成本把控極為嚴(yán)格，但難免會(huì)對出貨量產(chǎn)生影響。