传感器中的黑科技 量子薄膜首款样片发布

近日，世界上首款采用量子薄膜 （QuantumFilm）作为感光元件的原型摄影机所拍摄的样片发布，这是自2010年InVisage公司宣布将量子薄膜进行技术投产以来首次有样片公布。


（量子薄膜技术图解）

量子薄膜 （QuantumFilm）是基于纳米技术的一种颠覆性的新型感光材料，由加拿大多伦多大学于2006年发布。相较于传统的硅基感光元件，在相同厚度情况下量子薄膜对于光线的敏感度是硅的8-10倍，而在接收同等量光子的条件下，量子薄膜的厚度只是普通硅的十分之一。

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而在传统的CMOS传感器中，感光层除了需要感光外，它的一部分还要用来读取出感测的电子。因此它的感光区域有限。而量子薄膜完全用来感光，因此它的占空比非常高（感光面积对整个像素面积比），可以到达100%。这同样使得量子薄膜对光得吸收和转换率变得更高。并且量子薄膜使用的技术将光传感层和信号处理层分成了两个单独独用的层。这样就保证了晶体层有更多的空间来存储电子。而从影像的性能上讲，能存储更多的电子，图像的动态范围就会变得越大。传统的CMOS一般使用卷帘快门，在拍摄高速运动的物体时非常容易出现果冻效应，而量子薄膜可以通过电子控制开关瞬间打开或关闭感光层以非常低的成本实现全域快门。


（同等厚度的条件下，量子薄膜和硅的感受光的能力的巨大差别）

更为黑科技的是，相比较于硅传感器被固定的像素尺寸，量子薄膜在物理上是连续的一个整体层，它能够动态的配置像素尺寸。这使我们能够提供可变的像素大小。当光线不足时，量子薄膜可以通过分配大像素以收集到更多信息，以及获得更低的噪点。而但光线充足，场景复杂，需要更多的细节和更好的锐度时，量子薄膜可以减小像素尺寸从而获得最好的解析度。量子薄膜可以有效地从物理层上（模拟区域）合并信息，从而最大化信噪比。也就是说，量子薄膜可以在不牺牲影像质量的同时进行数字变焦。


（传统硅传感器、柯达胶片与QuantumCinema对比）

而采用量子薄膜技术的视频拍摄技术被称为QuantumCinema，其目标为消费级数码市场带去电影级影像质量和高动态范围。而其发布的样片《PRIX》，就是采用了QuantumCinema技术。以下为其官方首款采用量子薄膜技术拍摄的样片《PRIX》。

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下面这个是此次拍摄的制作花絮：

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现在看来，量子薄膜的技术并不十分成熟，虽然有较高的动态范围，但其整体影像质量，细节表现都稍显一般，但不失为没有亮点，比如说表现非常好的全域快门等。不过技术的积累需要时间，整个市场的革命者也已出现，接下来，就让我们拭目以待吧。

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