镜头在像面上分配光，图像传感器负责测量。CMOS 像素不是直接输出“颜色”，而是在曝光期间积累光生电子，再经过读出、增益和模数转换得到 RAW 码值。
从光子到数字码值
量子效率 QE 表示入射光子产生可收集电子的比例。若到达 个光子，一阶期望电子数为：
光子怎样变成 RAW 码值
像素先吸收光子并产生电子，模拟前端读出电荷，再由 ADC 量化为数字码值。每一级都有增益、容量和噪声。
12000× QE电子
7440÷ 4 e⁻/DNRAW
1860
教学模型忽略微透镜、光谱响应、暗电流、转换增益非线性和 ADC 偏置；RAW 黑位并不等于零电子。
RAW 中还包含黑电平偏置、像素响应不一致、暗电流和读出链路误差，所以零码值不等于没有光，DN 也不能在未知转换增益时直接当作电子数。
光本身带有统计噪声
在常用模型中，光子到达近似服从 Poisson 分布，因此 Shot Noise 标准差约为 。再叠加读出噪声 ：
Shot Noise 为什么随信号一起增长
光子到达服从统计涨落，方差近似等于电子数；读出噪声则在弱信号时占主导。
Shot noise 的绝对值增加，但相对噪声约按 1/√N 下降，所以增加有效曝光通常能改善信噪比。
暗部受读出噪声影响更明显，亮部则主要由 Shot Noise 决定。降噪算法不能把这种随机性与纹理完美分开。
Full Well 与动态范围
单个像素能容纳的电子有限，超过 full well 后响应饱和。用 full well 与读出噪声估算的动态范围为：
Full Well：像素能装多少电子
像素电荷容量有限。曝光继续增加时，输出不再保持比例，高光信息被裁剪。
动态范围还受 ADC 位深、转换增益、固定模式噪声和多增益读出影响，full well/read noise 只是常用的一阶估算。
更大的像素通常更容易获得高容量，但像素结构、背照式工艺、转换增益和多次读出都会改变结果。高 ISO 主要改变读出增益，不会增加已经收集到的光子。
图像是否代表同一时刻
Rolling shutter 逐行开始或结束曝光，运动物体会在不同扫描时刻被记录。Global shutter 同时积分整帧，但通常需要额外存储结构。
Rolling Shutter 为什么把直线拍斜
逐行曝光让图像不对应同一时刻；全局快门同时开始和结束积分，但像素结构与噪声代价不同。
示意只表现水平匀速运动。真实伪影还取决于行时间、曝光时间、相机旋转、闪光与照明频闪。
曝光时间决定每行积分多久，rolling shutter 的帧读出时间决定第一行与最后一行相隔多久，两者不能混为一谈。
传感器与 ISP 的边界
BLC 处理读出偏置，DPC 处理异常像素，LSC 补偿镜头与像素角度响应，降噪使用信号相关噪声模型。ISP 能校正测量误差，却不能恢复已经饱和的高光或从未被采样的空间细节。
下一步还要回答颜色从哪里来：多数 CMOS 光敏像素本身只测总光强，需要色彩滤波阵列为不同位置选择不同波段。
