在介紹視頻拍攝功能時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)看到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、欠采樣、超采樣、像素合并等名詞。今天我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)這些采樣方式的區(qū)別。
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)
佳能 EOS R5 具有約 4500 萬(wàn)有效像素（最大照片尺寸 8192×5464，比例為 3:2）。在拍攝 DCI 8K（8192×4320）視頻時(shí)，傳感器像素與記錄分辨率相同，這就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣。
同理，4K（3840×2160）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣需要至少約 829 萬(wàn)像素、全高清（1920×1080）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣需要至少約 207 萬(wàn)像素。由于絕大多數(shù)傳感器是 3:2、4:3，而不是 16:9、17:9 的，所以實(shí)際對(duì)應(yīng)的傳感器像素還要再多一些。
欠采樣
如果我們?cè)谟眉涯?EOS R5 拍攝 DCI 8K 視頻時(shí)開(kāi)啟了數(shù)碼防抖，畫(huà)面邊緣就會(huì)被裁切掉一些（視角稍稍變窄）。這意味著傳感器有效像素減少了，需要通過(guò)插值放大實(shí)現(xiàn) DCI 8K 分辨率。傳感器有效像素少于記錄分辨率，這叫做“欠采樣”。
除了數(shù)碼防抖外，裁切、數(shù)碼變焦、高速視頻拍攝也可能導(dǎo)致欠采樣。比如采用 1 英寸堆棧式傳感器的索尼黑卡相機(jī) / ZV-1，在 HFR 超慢動(dòng)作視頻模式下，傳感器讀取的有效像素?cái)?shù)會(huì)隨著幀率升高而降低。960fps / 1000fps 時(shí)，有效像素只有 1244×420 或 912×308。
超采樣
還是以佳能 EOS R5 為例。拍攝無(wú)裁切的 DCI 4K（4096×2160）視頻時(shí)，如果開(kāi)啟 4K HQ 選項(xiàng)，傳感器依然輸出 DCI 8K 數(shù)據(jù)，然后送到處理器內(nèi)進(jìn)行“縮圖”處理。這種傳感器有效像素大于記錄分辨率，就叫做“超采樣”。
* 在超采樣中，傳感器有效像素可以是記錄分辨率的任意倍數(shù)。
超采樣的優(yōu)點(diǎn)是能利用所有像素，具有最好的細(xì)節(jié)和信噪比、更少的摩爾紋和偽色。但“縮圖”處理也意味著更大的數(shù)據(jù)運(yùn)算量，會(huì)帶來(lái)額外的能耗與熱量。而且 EOS R5 在拍攝 8K 時(shí)最高為 30p，所以超采樣的 4K 視頻也無(wú)法超過(guò) 30p。
跳采
另一種高像素傳感器記錄較低像素視頻的方法是“跳采”，即跳過(guò)一些像素。還是以 EOS R5 為例，我們可以只讀取傳感器上的奇數(shù)行得到 8192×2160，然后再對(duì)水平方向縮圖獲得 DCI 4K 視頻。
因?yàn)樘^(guò)了一些行，完成一次讀取的時(shí)間變短了。不僅可以達(dá)到更高幀率（50p / 60p），也能實(shí)現(xiàn)更低的卷簾快門（果凍效應(yīng)更?。?/span>。但因?yàn)閷?shí)際使用的像素變少了，所以信噪比和分辨率都會(huì)有明顯下降。
* 跳采和裁切都舍棄了一些像素。區(qū)別在于跳采使用了更大的傳感器區(qū)域，通常不影響拍攝視角和虛化。
像素合并
除了超采樣和跳采外，一些新型傳感器還支持“像素合并”，即將相鄰像素信息合并后再輸出給處理器。這樣既減輕了處理器的壓力、提高讀取速度，也能利用所有像素實(shí)現(xiàn)較高信噪比（傳感器有效面積沒(méi)變，但分辨率不如超采樣），是比跳采更優(yōu)秀的工作模式。
手機(jī)上的四拜耳、九拜耳傳感器，在日常拍攝時(shí)就是進(jìn)行“像素合并”操作，傳感器有效像素是記錄分辨率的整倍數(shù)。
超采樣與全采樣
前面提到的通過(guò) 8.2K 超采樣得到 DCI 4K 視頻用到了傳感器 17:9 內(nèi)的所有像素，這種極致的超采樣也能稱為“全采樣”。超采樣并不只有“全采樣”這一種情況，很多時(shí)候它還會(huì)和隔行、像素合并同時(shí)出現(xiàn)。例如：
- 索尼 α1 在拍攝無(wú)裁切 4K 視頻時(shí)，先從 8.6K 像素合并到 4.3K，然后再超采到 4K。
- 佳能 EOS R5 在拍攝無(wú)裁切全高清視頻時(shí)，先跳采到 4K，然后再超采到全高清。
本文來(lái)自微信公眾號(hào)：相機(jī)筆記 （ID：xjbiji），作者：滕飛 et
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