明朝后宫嫔妃等级:老式135相机的照片相当于数码相机的多少像素？

一般来说，传统摄影的银盐基底片，解像力仅仅需要每厘米40线（40 lines/mm），就足以应付人类视觉分辨能力的极限了（译注：传统底片解像力最高可达200 lines/mm，以下有说明）。这一点也许令人感到奇怪，但却是事实。

透过上述的基本原则，我们可以作一些小小的运算，看看在135底片面积中，人眼所能分辨的最低影像所需的影像粒子（image points）量：

(24mm × 40 lines) × (36mm × 40lines) = 1.3 million（130万个影像粒子）

我们在徕卡的历史文件馆中，也找到当年奥斯卡巴纳克（Oscar Barnack）的所撰写的文件，说明了当年他为何选择135底片作为徕卡相机的底片的原因。根据巴纳克的计算，要满足徕卡135相机的条件，必须要在24 × 36mm的范围中容纳100万个影像粒子。每厘米40线的意义，代表每颗粒子的直径为1/40mm，等於0.025mm。

还记得这数值吗？这个数值比当年所制订的模糊圆（Circle of Confusion）的最小直径：0.03mm还要小。巴纳克当年所采用的模糊圆直径，正是0.03mm。因此，我们可以说，在35mm底片规格的摄影中，130万个影像粒子足以满足人类视觉的需求。

当然，现代底片经过持续改良，解像力也不断提升。如果我们用每厘米200线作为计算标准（在此以解像力达100 lp/mm徕卡镜头为准），可以获得另一个数值：

(24mm ×100 lines) × (36mm ×100 lines) = 34.5 million（3456万个影像粒子）

回到开始所提到的130万影像粒子，这表示一张高960宽1440个影像粒子的画面。注意，很多人会联想到的是一个由「960 ×1440」所组成的CCD矩阵所构成的画面面积。

但，这是两回事。当本文的影像粒子所形成的画面和小於35mm底片规格的CCD感光元件相提并论时，就更加令人感到疑惑了。

当一张图片被数位化（扫瞄）或者用数位相机拍摄（CCD）时，我们使用的是一种固定大小的CCD（或CMOS）阵列感光元件。所用来进行取样的感光元素称为「像素」（pixel）。但是，像素本身是没有实体位置（physical dimension）的！这里就是数位影像与传统影像之间失落的环节了。本文提到的影像粒子，是具有实体位置的，真正可以在底片上找到对应位置的，根据模糊圆的基本原则，可视为0.03mm的大小。

但数位影像并非如此。CCD的像素所记录下来的，是影像的空间对应数值（横向座标和纵向座标），以及色相及明度的特性。再强调一遍：像素没有实体位置，只有空间的参考对应数值。换句话说，用来取样的原始CCD的尺寸大小，与实际的影像资料是没有关连的。档案记录下来的是XY轴座标（举例来说：X轴座标15；Y轴座标5），以及色相及明度。

以上的数位资讯，跟感光元件的元素大小是无关的。数位影像只是把这个X轴和Y轴座标的资讯重现而已。当然，感光元件越细致，这个矩阵就越大。但是，不管是大是小，这个矩阵都没有实体位置。

座标 色相 明度
15,1 133 23
15,2 4 19
15,3 778 111

不论这个感光元件的直径大小是3微米或30微米大，上面的资讯都是一样的，而3微米的元件当然就比30微米的元件更能撷取到更多的细节。简单地说，CCD有960×1440个像素并没有太大的意义，因为他并没有告诉你每一个感光元件的直径，所以光是以A×B这种说法，只是告诉你矩阵的部分资讯而已。我们都知道数位相机的感光阵列板，需要用到一个以上的感光元件来界定座标、色相和明度，一般而言需要4个元件，才能定义一个矩阵中的「点」的资讯。通常一个960 × 1440的感光阵列板只能处理480 ×720的矩阵（图档）。

到底这些没有长宽实体位置的像素，何时才能有真正的大小和位置呢？答案是显示及列印时。最容易理解的就是在萤幕上显示。一般的彩色映像管萤幕的点距大约都是0.26mm（有的映像管点距较大有的较小），每英吋大约有96个点。这个点距和模糊圆的观念大致相通。

现在我们将矩阵的长宽一一对应到萤幕映像管的亮点上。如果我们有一张100×100的图档，那麼在萤幕大小就是长100 x 0.26mm宽 100 x 0.26mm，解像度为1/0.26mm，大约为 3.8 lines/mm。

如果我们必须填满整片萤幕，长宽为20x25cm，点距和解像度都维持不变的话，影像矩阵大小需为200mm/0.26mm × 250mm/0.26mm＝769×961，大约可视为800 ×1000。

现在我们可以把矩阵尺寸（matrix size）、列印输出尺寸（print size）、和解像度放在一起探讨了。如果我们需要一张20x25cm的输出稿，每一个点直径视为0.26mm（这里的意义为模糊圆的最小直径），观赏距离为一般正常距离，那麼就至少需要800x1000的像素。在撷取这样大小的影像时需要更大尺寸的感光元素，假设这些感光元件的直径也是0.26mm的话，其实只能记录下物体的一些基本轮廓线条，但假设感光元素直径缩小到0.026mm（缩小为1/10这已经很接近传统底片的模糊圆直径了），我们就能记录更细致的细节。

但为了覆盖相同的面积，我们需要10倍的感光元素。在此一范例中，则需要8000x10000的像素！在传统底片上，以解像度40 lines/mm（1.3million个影像粒子）来作8倍的放大就可以有一张20x25公分的照片，而且还可保持5 lines/mm的解像度。

为了达到和传统底片的标准，在数位影像部分必须使用到200mm x 5lines x 250mm x 5lines，相当於1000 x 1250的真实矩阵（true matrix cells）。以目前的CCD技术来说，至少要2000 x 2500才可以办到，相当於300万像素。但传统底片的素质不仅止於此，我可以在30 x 40公分的照片上仍有10 lines的解像度，这对数位相机而言，就要3000 x 4000或1200万像素乘上两倍，或者是2400万（24MB）像素的CCD才能办到。

结论是，数位影像的像素并没有实体的位置，这是大家很容易搞混的地方。因此960 x 1440的CCD像素并不代表能记录下和35mm底片一样的影像资讯。如果要接近传统135mm底片的影像素质，以目前的技术，至少需要2400万像素的影像晶片才办得到。