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“在太空中仅凭肉眼能否看到长城”科学公案的由来，似乎要追溯到人类第一次进入太空之日起。宇航员 “看到长城” 的随意一句话，立刻传遍世界。在人们尤其是十几亿中华儿女心中扎下了根，而且根深蒂固。
在六年制小学语文课本第七册课文《长城砖》中有这样一段文字:“一位宇航员神采飞扬地说，‘我在宇宙飞船上，从天外观察我们的星球，用肉眼观察出两个工程:一个是荷兰的围海大堤，另一个就是中国的万里长城！’”2000 年语文高考试卷要求阅读理解的《长城》一文中就如此表述:“外层空间能看到的地球上惟一的人工痕迹，就是你呵，长城！”
这种说法在国外也颇流行。美国出的麦片包装盒上经常写一些给小孩看的小知识，其中就有 “你知道中国的长城是太空惟一肉眼可见的人造物吗？” 甚至有人说长城是月球上惟一肉眼可见的人造物。
但无论在学术界还是民间，“肉眼看长城” 始终存在争议，而且长久以来没有定论；而西方宇航员在太空看到过长城的说法也从来没有得到过证实。
1. 像素 & 分辨率
也许有人会问，我们的眼睛最小能看到多细的物体呢？
有关研究资料说，人的眼睛最小能看到0.02到0.01毫米粗细的小点。也就是1270到2540PPI。
以头发来打个比喻吧！
我们的头发大约是0.05毫米粗。在光线充足和视力非常好的条件下，且放置头发的背景是白色情况下。在2米远应该能看得到头发的，你能在5米外看得到吗？假设是刚好可以看得到吧！还是假设长城处处都有10米宽！
则5X（10/0.00005）=100万米=1000公里，也就是说在1000公里远处看到的长城就象一根头发线一样。对于在340多公里高空飞行的航天器来说，宇航员能看得到的长城，0.00005（340000/10）=1.7，相当于你看着1.7米远处的一根头发而已。你说有可能看得到吗？
1.1. 什么是PPI
这个每英寸长度上的像素数个数叫做影像分辨率，简称PPI（pixels per inch）。如每英寸长度上有82个像素点，即用82PPI来表示。
摄像头也和我们人类的单个眼睛一样，当然了，人单个眼睛左右有160度的视野范围，上下有120度的视野范围。而现在最大的超广角数码相机也很难达到这个范围。据说鱼眼镜头相机的视角范围可以达到220至230度。但无论是其视角有多大，在左右的长度和上下的宽度方向上的比例是和人眼睛一样的，即 160:120=4:3 。所以所成图片的尺寸也是采用这个比例的居多，如:
也有采用16:9，如
更有采用3:2的呢！如
还有采用5:4的，如
当然还有采用黄金分割系数的，即16:10=1.6:1=1:0.618，如
研究表明超过300ppi（像素点0.085毫米）人眼就察觉不出颗粒感。
当图片的分辨率大于显示屏的分辨率时，显示屏会把图片按比例相对的宿小。相当于把图片的两个或多个像素在显示屏上以一个像素显示出来。所以我们的图片分辨率越大，看到的图片就越清晰细腻逼真。
2. CMOS: 像素的物理载体
CMOS是一种“特殊的半导体器件”，上面有很多微小光敏物质感光元件，每个感光元都称作一个像素（Pixel）。
也就是说同一尺寸的CMOS，可以包含不同的像素。
很明显CMOS有很多种尺寸：
一块CMOS上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。
通过上面的论述，我们已经明确了像素数是指CMOS上感光元件的数量。
摄像机拍摄的画面可以理解为由很多个小的点组成，每个点就是一个像素。
显然，像素数越多，画面就会越清晰，如果CMOS没有足够的像素的话，拍摄出来的画面的清晰度就会大受影响，因此,理论上CCD的像素数量应该越多越好。
但实际情况是，在同一个电视标准下（例如：高清格式），像素数增加到某一数量后，再增加对拍摄画面清晰度的提高效果变得不明显。而且CMOS像素数的增加会使制造成本。
CMOS能安装的像素数量有上限
CMOS片儿的尺寸限制了像素的数量。我们没有见到1/4CMOS超过100万像素，1/3CMOS超过150万像素。
单位像素的大小
单位像素就越大，就可以收集更多的光线，提高了低照度、信噪比，有利于提高画质。
2.1. 工业相机vs 手机镜头
手机相机，例如2019年大卖的索尼IMax586，已经达到了4800w像素，但其cmos尺寸不过1/2"。而工业相机的cmos尺寸是和手机差不多的，一般是1/3"或1/2"。那么为什么工业相机的像素低很多？
1.工业相机一般需要长时间工作，发热量不是手机那种小模块能hold住的，然后就是镜头，机器视觉要求图像畸变小，以及对不同像平面的物体放大率相同，还有较深的景深，这些手机镜头没一个能满足。
2.快门模式的不同。手机的相机全部是卷帘快门，价格便宜。而工业相机一般需要全局快门，所有在价格上会贵很多。
3.工业相机的帧率远远地高过普通相机。比如智能相机的30万像素照相机，能够轻松达到两百帧。
4.智能相机与普通相机光谱差异
智能相机通常情况下输出的是裸数据信息，其光谱区域也往往较为宽，较为适用进行高品质的图像处理算法 ，比如机器视觉技术应用。
5.扫描方式差异
智能相机的图像传感器是逐行扫描的，而普通相机的图像传感器是隔行扫描的，逐行扫描的图像传感器生产工艺流程较为复杂，产出率低，销售量少，并且价格比较贵 。
2.2. CCD 对比 CMOS
CMOS价格比CCD便宜，图像质量相比CCD来说要低一些。
CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电，不像由二极管组成的CCD，CMOS 电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，这有助于改善人们心目中数码相机是"电老虎"的不良印象。
CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而过热。暗电流抑制得好就问题不大，如果抑制得不好就十分容易出现杂点。
2.3. 怎么看4800万的手机像素
自2018年以来，智能手机的摄像头就开始了新一轮的“数字大战”——4000万像素、4800万像素、6400万像素……
早在2018年2月，我们就曾经针对这种“超高像素风潮”提出过疑问，并认为其在传感器尺寸并未明显增大的情况下，仅靠缩小像素尺寸（降低感光能力）换取名义上的更高像素，未必就能带来相比大底大像素设计更好的画质水准。
不要说智能手机的小传感器，就算是旗舰全画幅单反的大底，由于传感器的尺寸本身是固定的，增加像素数量就必然意味着减小每个像素的感光面积，而这就必然带来感光能力的下降，导致画面出现更多噪点。如此一来，对于一般手机（相机）用户来说，他们会觉得更多的像素其实并没有带来更优秀的画质；而对于那些有专业需求的用户来说，这更意味着设备投资的一种浪费。
让我们一起来开一下脑洞：在面前放一块毛玻璃、一块正常的玻璃，大家都会觉得正常的玻璃“清晰度高”，而毛玻璃则是模糊的。毛玻璃为什么是模糊的？这是因为它的表面凹凸不平。然而，如此一来，问题就来了——在我们肉眼看来正常透光的透明玻璃，其表面就一定是完全平滑的么？
另一个层面——不是只有数码感光元件才有“分辨率”，玻璃镜片本身也有。
稍有物理常识的人都知道，玻璃的表面不可能完全平滑，只不过是我们的肉眼看不到那些细小的缺陷罢了。可是，如果将玻璃的大小缩小到芝麻那么大，将观察它的对象从相隔几十公分的肉眼、换成了相距几毫米的，数千万像素的CMOS感光元件呢？
没错，此时哪怕是表面上看起来再完美无缺的玻璃，其微观结构上的瑕疵、不必要的折射与反射等等，在CMOS看来都会被放大，成为阻碍透光率，降低实际成像清晰度的负面因素。如此一来，就意味着对于一个完整的相机系统来说，其镜头中所使用的透镜都必须要进行特殊的表面处理、有时甚至要运用一些稀有材料来制造，以保证最终入射到CMOS表面的光学影像的清晰度要至少大于等于CMOS自身的物理分辨率，只有这样，CMOS才不会相当于是透过“毛玻璃”来拍照，其本身的感光元件分辨率才有意义。
2.4. 单反相机 vs 微单
单反，即数码单镜头反光相机（Digital Single Lens Reflex, DSLR）的反光板的去除已经是大势所趋。在胶片时代，由于存储影象的介质——胶片，在取景时必须严格保护不能漏光，而单反巧妙地利用反光镜既解决了取景的视差问题，又避免了胶片在取景过程中漏光。胶片时代，单反相机把相机技术推到了顶峰。然而，进入数码时代，情况有了根本性的变化——CCD不怕漏光。它既可以用来取景，也可以在清零后再用于成像，它的工作原理，决定了反光镜取景不适合数码摄影，在完全可以实现全电子化的数码相机上，没有必要再保留反光镜。随着电子取景技术的日臻完善，有朝一日，电子取景的清晰度与明亮度迟早会好到足以取代反光镜。
所以，理论上来说，单电相机可以拥有单反相机几乎所有的一切优点——画质更好、景深更大、可换镜头，唯一的对焦速度目前还不及单反，这是因为电子对焦尚处于幼儿期，现在市售同等价位单电的画面表现效果与单反相比还是太差了，等待需求一旦爆发，这类问题肯定会迎刃而解，而单电的体积则是单反永远无法追赶的优势。
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