电影机传感器大揭秘:数十万一台背后的技术支撑

时间:2025-04-28  作者:Diven  阅读:0

电子发烧友网报道(文/周凯扬)出于现今的电影市场对影片质量的要求,数字电影机的重要性越来越重要。对于动辄数十万上百万一台的电影机而言,产量和成本并不在考虑范围内,无论是I/O模块、音频模块、处理器还是CMOS都用到了可靠性和性能最高的硬件,尤其是对于CMOS而言,图像质量才是对其唯一的要求。

安森美

在高端电影机市场占比第一的Arri,至今已经有了100多年的历史,在2024年奥斯卡的10部最佳影片提名中,有6部是用Arri的电影机拍摄的。从胶片时代到数码时代,对于机器可靠性和画面品质拥有极高要求的Arri,都是电影工业的常客。然而在数字时代,Arri可以说仅仅凭借着两块传感器,持续称霸整个电影市场。

安森美声称与Arri合作设计图像传感器已经有了20多年的历史,其实最早的合作来源于Cypress。从Arri推出的首个数字摄影机Arriflex D20开始,Cypress就开始为Arri设计CMOS图像传感器了,在收购了FillFactory这一从IMEC独立出来的CMOS厂商后,Cypress已经拥有了高动态范围CMOS图像传感器的设计与制造能力。直到首代Arri Alexa传感器,Cypress都是Arri数字摄影时代的传感器独家供应商。

2011年,Cypress宣布将其CMOS图像传感器业务卖给了安森美,安森美这才接棒了为Arri供应图像传感器的任务。此后由安森美和Arri合作设计推出的Alev3 CMOS图像传感器,按照不同尺寸拼接在一起,被用于Alexa Mini、Alexa Mini LF和Alexa 65多款机型中,至今还在被各大影视基地、租赁公司和电影片场使用。2022年,Arri推出了Alexa 35电影机,其搭载的Alev 4 CMOS传感器借助DGO技术实现了17档的动态范围,远超市面上所有产品。

电影机传感器大揭秘:数十万一台背后的技术支撑

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Alexa 35和Alev 4 CMOS图像传感器 / Arri


这种超高动态范围的特质也延续到了安森美的其图像传感器中去,比如其同样市占率第一的汽车图像传感器。安森美表示,其Hyabusa汽车图像传感器技术的起源,正是来自其高端电影机传感器。除了车用图像传感器外,也计划把Hyabusa平台推广至机器人等应用,这些应用也能充分利用高动态范围的优势。

Forza Silicon

在追求分辨率和高速动作戏的好莱坞商业片中,也常常用到来自Red公司的电影机。作为手握压缩RAW影像专利的电影机厂商,RED在近年来推出了一系列高分辨率的高速电影机,比如可以拍摄8K120FPS的全域快门产品RED迅猛龙X。

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迅猛龙X / RED


与RED合作负责CMOS图像传感器设计的,则是一家名不见经传的小厂,名为Forza SilICon,其为AMETEK材料分析部门下的一个业务团队。尽管如此,Forza SilICon依然掌握了先进的模拟IP技术,可以提供高分辨率的全域快门CMOS图像传感器设计。值得一提的是,专注于高速摄影机制作的Phantom,也是属于AMETEK旗下,其传感器同样由Forza Silicon设计。

由此可以看出,Forza Silicon的主要优势在于高速成像领域,尤其是全域快门。在运动场景较多的电影中,全域快门可以彻底避免果冻效应的发生。也得益于高速读出的特性,这类图像传感器可以借助多帧合成算法,实现更高的动态范围。

不过相较于安森美的IDM,Forza Silicon只是一家Fabless公司,所CMOS图像传感器的制造由其晶圆代工厂负责。从其晶圆厂合作伙伴以及合作生产项目来看,RED所用到的最新CMOS图像传感器很有可能是由高塔半导体或台积电生产制造。

写在最后

其实在电影这类高端数字摄影行业中,国产的CMOS图像传感器厂商也有所涉及,只不过其份额就更少了,而且鲜有出货产品。更大幅面的CMOS图像传感器不仅对设计提出了更高的要求,也对制造的良率要求颇高,虽说电影工业并不像消费级市场一样对成本把控极为严格,但难免会对出货量产生影响。

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