DIGIC Chip-The Heart to Generate Canon Digital Camera
文/劉雨潔#
眾所周知，關(guān)于數(shù)字相機的性能判斷大多來源于對一些基本指標的區(qū)分，例如，成像芯片像素的多少，CCD或者CMOS芯片的尺寸大?。ǔ叽缭酱?，成像質(zhì)量越好），機身內(nèi)存和CPU的性能等等?，F(xiàn)在，佳能的一項新技術(shù)——DIGIC技術(shù)引進到了數(shù)字相機之中，如單反數(shù)字相機EOS 10D、EOS D30/60，一體式數(shù)字相機PowerShot S50 、G3、A60/70、A300、Digital IXUS V3/400中。那么究竟什么是DIGIC技術(shù)？它有哪些特點？
具體說起來，它是一個大型集成電路芯片，固化到數(shù)字相機主機板的部分，用于完成數(shù)字影像的壓縮、顯示、存儲等功能。它作為專用影像處理芯片起到了非常關(guān)鍵的作用，相當(dāng)于影像處理的大腦。
DIGIC影像處理芯片是怎樣改變成像質(zhì)量的呢？其優(yōu)勢在于低能耗、高速度、高品質(zhì)的影像處理。通過整合CCD控制、AE（自動曝光）、AF（自動調(diào)焦）、AWB（自動白平衡）、影像信號采集、JPEG壓縮、存儲卡控制和LCD屏幕顯示這幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使相機的速度更快、處理能力更強。
DIGIC的高速度影像處理
通常在數(shù)字相機里，以上這些關(guān)鍵任務(wù)都是需要由機內(nèi)CPU來執(zhí)行的，影像的壓縮存儲需要在機內(nèi)緩存（一般來說容量只有幾兆到幾十兆）完成，這就大大增加了信息處理量和處理時間，在早期的數(shù)字相機連續(xù)拍攝后，需要等待十幾秒，存儲完畢才能拍攝下一張。使用了DIGIC芯片之后，拍攝后的影像立刻就能顯示在相機的液晶屏上，而且同時根據(jù)需要迅速壓縮為JPEG格式保存在存儲卡上。由于佳能在相機制造方面的優(yōu)勢，3A（AE/AF/AWB）處理原本分散為多個處理器的情況也都整合到了DIGIC芯片中來了，可以大大處理提高效率，其處理速度是過去數(shù)字相機的數(shù)十倍。拍攝時幾乎感覺不到快門時間的滯后（只有幾十毫秒，具體來說，佳能目前的數(shù)字單反相機如EOS 1Ds、EOS 10D、EOS D30/60的時滯分別為55、80、100毫秒），非常有利于抓拍、連拍，對于新聞記者可以說是制勝法寶。
DIGIC芯片可以更好地利用緩存，原本的機內(nèi)緩存都是被大量未處理的影像數(shù)據(jù)占用，導(dǎo)致整體數(shù)據(jù)處理進程受阻，而DIGIC芯片在緩存中可以快速地把RAW（從成像芯片得來的非壓縮數(shù)據(jù)）影像轉(zhuǎn)換成JPEG影像，并且可以以RAW和JPEG兩種不同的格式保存在存儲卡里。使用DIGIC芯片的相機，在其它方面都相同的情況下，同等時間內(nèi)連拍的影像數(shù)據(jù)量比不采用這項技術(shù)有所提高，這無疑增強了數(shù)字相機在高端應(yīng)用中的優(yōu)勢。
DIGIC的高品質(zhì)素質(zhì)
數(shù)字照片拍攝中，影像雜訊（也稱為影像噪聲）是一個困擾各個廠家多年的問題。這是由數(shù)字影像的特點決定的，在大面積的純色影像（例如灰過渡、黑色，還有大面積彩色）上，電子噪聲很容易出現(xiàn)，表現(xiàn)在照片上顯得斑斑點點，不干凈。傳統(tǒng)的數(shù)字影像在高光的地方往往會變得死白，色彩也不自然，感覺很不真實；而且在亮部和暗部的過渡部分，例如逆光拍攝，或者頭發(fā)的邊緣等部位鑲有亮邊，出現(xiàn)鋸齒狀邊緣等等，整個畫面充滿了“數(shù)碼味”，一眼就能看出來。這也是多年來，數(shù)字攝影和膠片攝影之間的重要區(qū)別之一。而DIGIC芯片在設(shè)計時就充分考慮到這些問題，其強大的性能可以使數(shù)據(jù)的處理速度顯著加快，而經(jīng)過優(yōu)化的計算方法也可以平抑影像數(shù)據(jù)的峰值，保持電平穩(wěn)定輸出，從而使影像過渡平滑、色彩柔和，更接近傳統(tǒng)膠片的色彩層次的表現(xiàn)。
例如，一臺高品質(zhì)的圖形工作站，它的CPU可能不是最快的，但是足夠用，重要的是在于這樣的電腦肯定都擁有一塊非常優(yōu)秀的專業(yè)顯示卡，其單獨處理圖形的速度遠超過CPU，內(nèi)部復(fù)雜程度也不相上下。如同CPU不是決定圖形處理電腦性能的唯一因素一樣，數(shù)字相機與此非常類似。特別是在很多廠家還在刻意追求像素芯片的大小，CPU速度和內(nèi)存多少的時候，佳能開始把重點放在了專用數(shù)字相機的影像處理芯片的開發(fā)上。其實，數(shù)字影像的決定因素不僅僅是像素的多少，還要全面看到先進電子技術(shù)對影像質(zhì)量能產(chǎn)生的質(zhì)的飛躍。
與DIGIC芯片直接連接的主要元器件還有A/D（數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器）、存儲卡。從CCD或CMOS影像傳感器得到的是模擬信號，必須經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后才可以被影像傳感器接受，A/D轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)是數(shù)字相機一個關(guān)鍵的指標。一般用每通道多少位來標識，A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越高則保留的影像精度越高，體現(xiàn)在色彩過渡更加自然、動態(tài)范圍更大和信噪比更高。但是轉(zhuǎn)換的位數(shù)過高也會急劇增加處理的數(shù)據(jù)量，這對數(shù)字相機的影像處理器是一個嚴格的考驗。DIGIC芯片能夠更迅速地完成高標準的A/D轉(zhuǎn)換過程，這也是其對影像質(zhì)量提高產(chǎn)生根本影響的一個原因。
DIGIC的低能耗特性
佳能獨有技術(shù)開發(fā)的CMOS芯片配合DIGIC處理器，不但得到的影像質(zhì)量大大優(yōu)于傳統(tǒng)的昂貴的CCD芯片，而且包括DIGIC芯片在內(nèi)，整機的耗電量只有原來的幾分之一，提高了數(shù)字相機的實用能力和電池壽命。同時，低能耗也帶來整機發(fā)熱量的降低，延長了嬌貴的電子元件的使用壽命。一塊電池可以比過去使用更長時間，長時間的持續(xù)工作能力可以使數(shù)字相機更適合專業(yè)的用途和野外工作的使用，由于減少充電次數(shù)，電池的使用壽命也大大增加了。
來源：中國攝影
