论文部分内容阅读
策划/尧禹 执行/问天
如今,数码相机的功能越来越丰富,各大相机厂家的产品在防抖、除尘和降噪技术上应有尽有,一眼看去,真是难分伯仲。其实,由于各方的技术水平和发展战略的不同,它们在各项技术上也存在着一定的差异。当然,随着技术的不断发展与完善,可能现在看似严重的问题在不久的将来也就不再是问题了!
本期,我们特别策划了防抖、除尘、降噪的效果比较与技术分析,所评析的产品虽不是当前的最新的机型,但基本可以看到数码单反相机的技术发展趋势。
防抖功能是广大摄影爱好者非常关注的一项技术,越来越多的相机及镜头都融入了不同的防抖概念。从本期策划的防抖篇中,我们不仅可以了解到当前数码相机所使用的防抖技术知识,也可以看到哪一种防抖功能最为有效。
除尘技术是现如今数码单反相机非常流行的技术。因为数码单反相机在更换镜头的过程中,难免会使CCD/CMOS上沾染灰尘,致使所拍摄的影像出现或大或小的脏点。自从奥林巴斯推出CCD除尘技术以来,许多数码单反厂家纷纷效法,但除尘效果却千差万别。哪种除尘技术最为有效,不妨在本章节中去寻找。
降噪技术是消费者非常关注的话题。因为噪点的多少直接关系到成像品质。随着数码相机像素的不断提升,降噪技术是任何品牌相机都必须要面对的问题。本文的降噪篇应该会使影友们对不同型号数码相机的噪点表现有更加直观的认识。
防抖篇
众所周知,我们之所以会将图片拍虚,主要是因为环境光线较弱,曝光时间被迫延长。此外,在使用长焦镜头时,由于焦距长,视角小,机身轻微的抖动都会被镜头放大到影像上。此外,人体由于呼吸、肌肉颤动、心脏跳动等生理现象的客观存在,身体基本上维持了一个低频的抖动,而这样的抖动对于照片清晰度有着极大的影响。
兵来将挡,水来土掩。光学防抖技术的诞生正是为了消除相机的这一问题。近年来,数码相机和镜头上的防抖技术越来越普及,这让我们感受到了技术进步所带来的好处!
防抖的类型
目前,防抖功能主要有两种形式,它们分别是镜头防抖和机身防抖。从实际使用效果来看,它们各有特点和优势。
镜头防抖
镜头防抖是目前技术最成熟、效果最佳的防抖技术,它的工作原理是把由手抖动引起的镜头光轴晃动分解为纵向(上下方向的晃动)和横向(左右方向的晃动)抖动,然后依靠镜头内的陀螺仪(即角速度传感器)检测镜头光轴晃动的位移程度,检出数据后通过微电脑计算,再驱动由磁路板和磁石一体化结构的移动光学系统进行晃动补偿,最终达到防止或减弱震动的目的。防抖镜头的晃动检出、电脑计算和驱动移动光学系统补偿的过程,是在极短的时间里反复进行,所以我们可以听见防抖镜头中常有轻微的“吱吱”声,那正是修正光学部件进行补偿时发出的声音。
机身防抖
由于尼康、佳能等厂家使用的镜头防抖系统开发难度高,同时也会加大消费者的购镜开支,因此柯尼卡?美能达(Konica Minolta)、宾得(Pentax)、奥林巴斯(Olympus)等厂商又开发了独特的机身防抖技术 (也就是我们常说的CCD防抖)。该技术的原理与镜头防抖系统类似,主要是通过陀螺仪来检测机身的震动,然后计算出补偿量,并依靠磁力垂直或水平高速振荡感光芯片以实现震动补偿。
两种防抖的特点
虽然原理相近,也同为光学防抖,但由于搭载平台的不同,镜头防抖和机身防抖的特点各有不同。
对于镜头防抖来说,由于增加了修正镜片,所以成像品质要比没有防抖的同类产品略差,而且镜头防抖的移动组件较大较重(镜片组),所以比较耗电,镜头防抖的级数也无法通过后期软件升级,所以生产成本比机身防抖更高,价格较为昂贵,但对于经常手持相机拍摄的记者而言,镜头防抖是非常有效的功能。
机身防抖的最大优势在于使用任何一种镜头时,都能起到防抖的作用,从而降低了防抖镜头的购置成本。但是由于机身防抖时,影像传感器会产生一定程度的偏移,如果影像传感器面积较大,或镜头的像场较小,都会导致影像边缘虚化。所以说,机身防抖技术很难用于全画幅相机,因为全画幅数码相机影像传感器的尺寸较大,而35毫米相机的镜头像场也很有局限,难以控制边缘的成像质量。所以这也是索尼α全画幅数码单反相机需要面对的一项难题。
而卡口更小的宾得似乎已经放弃了全画幅CCD的计划,(宾得最近发布的新款镜头全是超声波马达化的APS-C规格的产品,并无意在全画幅机型上投入)。
由于奥林巴斯4/3系统影像传感器的尺寸非常适中,镜头像场的照盖范围也相对较大,所以奥林巴斯的防抖效果非常出色,甚至可以与镜头防抖相媲美。因此,4/3系统的数码相机非常适合机身防抖这项技术。
总之,镜头防抖的效果虽好,但成本太高,机身防抖则成本低廉,为广大摄影爱好者提供了少花钱多办事的方案。但是需要强调的是,无论哪种防抖方式都属于无奈情况下的补偿行为,所得到的影像只能说是相对清晰,因为再优秀的防抖功能也无法与固定在三脚架上的相机相提并论。此外,无论是镜头防抖还是机身防抖,在使用三脚架时,都应将该功能关闭,否则浮动的防抖系统会影响成像清晰度。
TIPS:使用防抖技术后还有必要使用三脚架吗?
许多摄影爱好者认为,在购买了具备防抖技术的摄影器材后,三脚架已是可有可无,其实防抖技术只是一种抖动补偿方式,并不能代替三脚架。所以想要获得最佳的清晰品质,稳定的脚架仍然是必要的选择,所以,再优秀的防抖技术也不能取代三脚架。
实测效果
为了测试各品牌的镜头防抖和机身防抖技术的水准,我们特意进行了实拍测试。在测试中,我们将镜头防抖和机身防抖产品分别分为两个小组。其中镜头防抖组有尼康AF-S VR 24-120mmG和AF-S VR 105mmG(分别使用了两代防抖技术)和佳能EF24-105mm IS。而机身防抖组则包括索尼α-100、奥林巴斯E-510和宾得K10D。
由于拍摄时的防抖效果因人而异,为了保证公平,我们在相同焦距里,使用快门优先在同一位置拍摄同一静物,每机的拍摄量为5幅/每组,最后以清晰张数算出该情况下相机的拍摄成功率。当然,全部测试都由同一人员拍摄,以保证手持稳定性的统一(由于奥林巴斯和宾得、索尼的镜头换算倍率差异较大,我们拍摄时将其换算为与其他相机相同的实际焦距)。
镜头防抖
A.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/100秒。
速度低于安全快门一挡,手持拍摄达标率40%,使用防抖后,尼康的两只镜头和佳能EF 24-105mmIS成功率都达到了100%。
B.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/60秒。
快门比安全快门慢了两级,不用防抖根本端不稳相机,但尼康和佳能镜头达到了100%的成功率。
C.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/30秒。
比安全快门低三级,尼康AF-S VR105mmG成功率80%,AF-S VR24-120mmG及佳能EF24-105mmIS成功率为40%。
D.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/15秒。
在比安全快门低四级,除了尼康AF-S VR 105mmG还可保持20%的成功率外,其他镜头都已经无能为力。
E.24mm焦距(实际焦距约为36mm),1/20秒。
比安全快门低一级,所以三只镜头都可达到100%的成功率,对于有着十多年防抖技术开发的尼康、佳能,这一指标确实略低,并无挑战性。
F.24mm焦距(实际焦距约为36mm),1/10秒。
比安全快门慢两级,尼康AF-S VR 24-120mmG的成功率为60%(佳能FE24-105G也为60%。)
G.24mm焦距(实际焦距约为36mm),1/5秒。
这一级速度下各产品表现平平,尼康与佳能实际效果应基本相同,因此在比安全速度低三级时,广角端的表现并不理想。
机身防抖
A.实际焦距约为160mm,1/100秒。
索尼如果观看取景器内的抖动量提示,成功率为100%,不看提示拍摄,成功率则降为80%。
B.实际焦距约为160mm,1/60秒。
奥林巴斯成功率100%,索尼观看取景器抖动量提示的成功率达到80%,不看提示成功率也高达40%。
C.实际焦距约为160mm,1/30秒。
奥林巴斯此时的成功率为50%,索尼观看取景器的抖动量提示拍摄,成功率为30%,不看提示拍摄,成功率为10%。
D.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/15秒。
在这一速度中,三台相机都已无能为力。但是各相机使用防抖后的效果略好,如果不放大,也许打开防抖还可得到可用的图片。
E.实际焦距约为36mm,1/20秒。
比安全快门低了一级,索尼不看提示的成功率为70%(看提示可达100%),其他机型都可以达到100%成功率。
F.实际焦距约为36mm,1/10秒。
比安全快门慢两级,奥林巴斯的成功率为80%,索尼观看抖动量提示的成功率为60%,不看提示成功率为40%。宾得为40%。
G.实际焦距约为36mm,1/5秒。
这一级速度对机身防抖技术的考验是明显的,奥林巴斯此时的成功率降为了40%,索尼则分别是20%和0%,宾得k10D为0%。
总结
测试表明:
尼康的镜头防抖技术最为全面,补偿适应能力强。
奥林巴斯相机和佳能镜头虽然分别使用了两种不同的防抖技术,但它们的防抖水平基本相当,对于较小的抖动,补偿效果较好。
索尼和宾得的产品对相对较大的抖动,补偿效果比较明显。
此外,在使用时我们应该依照索尼相机里的抖动量提示,在震动最小的瞬间按下快门。奥林巴斯的IS 1是纵向和横向的全面防抖,IS 2为纵向防抖,所以我们应把它调整为IS 1进行拍摄。
除尘篇
数码时代,单反相机的结构决定了它将面对又一大敌人——灰尘。由于单反相机在更换镜头等时候会将反光镜箱暴露在外,所以拍摄时灰尘会由此进入传感器,在拍摄画面上形成脏点(特别是将光圈收小以后,脏点会更加明显)。也正是由此,奥林巴斯、索尼、宾得和佳能先后在自己的数码单反上安装了除尘系统,以帮助用户解决灰尘之忧。
除尘系统的类型
从市场中的产品来看,目前4个厂家的除尘系统主要有两种类型,其中奥林巴斯和佳能采用的超声波振荡除尘系统原理先进,而索尼和宾得使用的CCD振动除尘成本更加低廉。
TIPS:超声波除尘的发明
奥林巴斯是世界上第一个在数码单反上搭载超声波除尘系统的厂家。从推出E-1开始,奥林巴斯E系列就将超声波除尘作为自己的标准配置。
对于那些经常从事户外拍摄或喜欢旅行的摄影人,这一功能分量十足,因此奥林巴斯单反在该人群中颇受欢迎。
超声波振荡除尘
富有代表性的奥林巴斯超声波除尘系统又称SSWF。该系统的主要部件是“超声波滤镜”,它被安装在快门的后面,CCD和低通滤波器的前面。每次开机,除尘系统都会以用20000Hz以上的超声波频率振荡超声波滤镜,将进入CCD上的灰尘和碎屑震落,并收集在一个特殊的收集器里(整个过程只需200毫秒即可完成)。
CCD振动除尘
顾名思义,CCD振动除尘就是相机以相当大的幅度、较低的频率震动传感器本身(这种频率在100Hz范围内,远低于超声波)。为了辅助这个除尘过程,采用CCD振动除尘的产品还在传感器表面增加了一层铟锡氧化物涂层,以降低振动过程中的静电。
索尼α-100使用的CCD振动除尘被称为“CCD-shifting”(最开始由柯尼卡美能达研发),宾得则称之为“CCD-shifting”功能。
实测对比
本次对比测试,我们选择了各家主流的几款产品,它们分别是奥林巴斯E-510、索尼α-100、宾得K10D和佳能EOS 400D。在测试前,我们先将所有相机的传感器清洁一新(手工清洁),并收小光圈至F22,分别面对白墙拍摄样张进行对比检查,以保证它们的起点是完全相同的(佳能EOS 400D的影像传感器有静电,因此使用吹气球很难吹掉所有灰尘)。
进入测试,我们使用B门,将相机的传感器暴露在外,然后用气吹把女孩子常用的粉底猛吹向影像传感器,如此一来,我们完成了传感器的脏化过程——可以想象,我们在户外遭遇的最惨烈的情况也不过如此,因为平时灰尘只会先进入反光镜箱,只有极少灰尘会在拍摄时附着在传感器表面上。
完成脏化过程后,我们将相机重新架在面对白墙的三脚架上,对着墙壁拍摄一张样张。事实证明,我们的脏化作用明显,各家产品的传感器上斑点一片,不过奥林巴斯相机由于镜头卡口小,传感器直径不大,所以在相同环境中较难粘上与其他相机同等的灰尘。接下来我们开始使用各相机的除尘系统反复进行除尘,在分别经过20次除尘操作之后,我们相信所得结果足以代表各相机的实际除尘能力了。
奥林巴斯:在本次对比的四款相机中,E-510是相对较新的产品,加之奥林巴斯有着成熟的除尘技术和经验,加上4/3系统影像传感器面积的优势,显示该相机的除尘效果比较理想,尽管其所粘的灰尘颗粒很大,但经过了20次除尘以后,我们发现脏点已经很难看见。事实上,在奥林巴斯的用户反馈中,该品牌的所有数码单反相机都有着良好的除尘口碑。
佳能:虽然佳能的除尘原理与奥林巴斯相似,但EOS 400D只能清除其中很少的一部分灰尘。主要原因是佳能相机的CMOS影像传感器表面没有采用静电消除技术,所以容易粘上灰尘并难以使其掉落。当然,EOS 400D是佳能第一款具有除尘功能的相机,技术还有待于进一步提高。最近佳能发布了带有防尘技术的EOS 40D,相信该功能会有所提高。
索尼:索尼α-100是最早集防抖与除尘于一身的数码单反相机。虽然该相机的CCD具有一定的消除静电能力,但CCD除尘的抖动频率及幅度相对较低,所以除尘效果并不十分明显。
当然,索尼α-100已经面市一年多了,索尼公司也搜集了大量的市场反馈信息。相信在即将上市的α-700型相机上,除尘能力会有比较大的提升。
宾得:宾得K10D采用的除尘技术与索尼基本相同,在整个除尘过程中,我们可以感觉到相机的传感器的明显震动,但经过20次的清洁,图像中的脏点并没有明显减少的迹象。
当然,K10D也是宾得带有除尘功能的第一代产品,相信随着技术的不断成熟,宾得的下一代产品会给我们一个满意的答复。
其次传感器的大小和像素点的多少也直接影响着噪点控制。毫无疑问,当传感器更大,像素点的密度更小时,由于单个像素体积更大,能够感应的光线更多,因此拍摄出的图像层次更好,噪点更少。此外,像素点的密集度也关系着传感器的静电量,而静电使图像产生噪点是人所共知的。
虽然影像传感器的大小对信噪比会产生一定的作用,但实际上,芯片内固化的计算方程式(也叫:算法)对噪点的影响更加重要。比如,奥林巴斯E系列数码单反相机的4/3系统影像传感器的面积比APS-C画幅要小,但是由于奥林巴斯的图像芯片对相机的噪点抑制能力非常强,所以奥林巴斯数码单反相机的信噪比表现甚至超过了许多APS-C画幅的数码单反相机。所以说,图像处理芯片决定了相机噪点水平。
除了影像传感器的尺寸及图像处理器对噪点的多少会产生一定影响外,温度也会产生噪点。通常温度每升高6度,数码相机的噪点会提升一倍。
噪点与感光度
数码相机的感光度设置得越高,感光速度也就越快,噪点信号也就成倍地被放大,画面也会变得越粗糙。不同的数码相机影像传感器及影像处理的算法不同,所形成的噪点信号是不同的,有的是水纹状,有的是斑块状,有的是白点。一般噪点在画面暗部较为明显,亮部相对好一些。除了感光度外,影像传感器的尺寸、单个像素的大小、包括影像传感器的温度都会给信噪比带来影响。目前,很多数码相机采用了降噪技术以减少噪点带给画面的影响,但是没有采用降噪技术的相机往往在分辨率及锐度表现上有一定的优势,所以采用较低的感光度,并给予正确的曝光,可以使噪点控制在最低限度,这比过分依赖降噪功能要好得多。
需要注意的是,很多数码相机在全自动模式下会自动默认为“自动感光度”,光线较暗时,感光度会相应提高,从而使图像的噪点更为明显,所以在拍摄前,最好先对感光度进行检查并进行手动设置,以获得良好的影像效果。
佳能DIGIC Ⅲ图像引擎
DIGICⅢ是佳能独立开发的第三代高性能的图像引擎,它整合了传感器控制、自动曝光/自动对焦/自动白平衡、信号处理、JPEG图像压缩、存储卡控制和LCD显示这六个影响数码相机性能的关键环节,有助于提高综合性能,特别是在降噪处理的性能上获得提高,能大大提高数码单反的启动、存储写入到连拍的速度。
TruePic Ⅲ图像处理引擎
“TruePicⅢ”图像处理引擎是奥林巴斯新一代的处理器,它将噪点控制技术、细节再现技术和色彩还原技术结合,进一步提升了相机的成像质量。其中,噪点控制技术能正确分离图像和噪点,在忠实再现被摄物体的同时,有效抑制了噪点的产生;细节再现技术能够正确地检测出边缘,并圆滑地再现图像边缘,去除伪色。
PRIME图像引擎
为从1020万像素CCD和22bitA/D转换器提供的大量数据中生成图像,宾得在其K10D上配置了新型PRIME(PENTAX Real Image Engine)引擎。该引擎能够以较低的功耗进行高速数据处理。其DDR2内存芯片也以800MB/秒的数据速率为数据的高速传输起着巨大作用,从而输出高清晰、层次丰富、色彩逼真的高画质图像。
总结
至于哪一种数码单反相机的信噪比最优秀,必须要通过不同感光度的表现来识别和分析,所以我们对当前市场上最畅销的几款普及型数码单反相机进行了感光度对比,通过对比,可以对各个品牌的图像处理技术有一直观的认识和了解。
在本项对比拍摄中,我们加入了尼康D80进行测试,因此所测相机包括了索尼α-100、宾得K10D、佳能EOS 400D、尼康D80和奥林巴斯E-510。
在高ISO的降噪表现上(以ISO 400、ISO 800为准,因为再高也没有实际的使用价值),佳能、尼康基本在同一层次。显然,尼康的进步是巨大的,在曾经的D70S对比EOS 350D中,佳能的优势还十分明显,现在得以同级而归,确实说明了尼康的进步。
在第二阵营,宾得和奥林巴斯旗鼓相当。奥林巴斯能跻身第一阵营是我们未曾想到的,这也许是新型处理器的作用吧。从实拍效果看,奥林巴斯拍摄的图像对比强烈,层次、锐度和细节表现力并不输于佳能、尼康,能在4/3英寸CCD上做出如此成绩,我们不仅对奥林巴斯另眼相看,也让我们意识到,影像传感器的尺寸大小,并不是衡量成像品质的唯一标准。
宾得K10D的噪点控制能力虽然略差于第一阵营,但事实上这种差距十分微小,甚至可以说,如果不使用光度,K10D的画质看上去比佳能、尼康更为悦目,这也许正是大家喜欢宾得的原因之一。
索尼α-100自动白平衡的色彩非常有效,高感光度降噪表现也可以接受,当然,该机毕竟已经发布一年多了,技术上并不占优势。
题外话
★本文综合了防抖、除尘及噪点的技术分析与效果比较,目的并非是品评哪个相机好,哪个相机差,而是通过比较分析来让大家对当前数码相机的流行功能和技术有一直观的认识和了解,为今后选择相机时,分析技术指标做好铺垫。
★近期,各个品牌都发布了最新一代的数码单反相机,我们上面对比的机型也将逐渐被技术更为先进的新品所取代。相信,今天我们探讨的技术,在明天会更加灿烂辉煌。
如今,数码相机的功能越来越丰富,各大相机厂家的产品在防抖、除尘和降噪技术上应有尽有,一眼看去,真是难分伯仲。其实,由于各方的技术水平和发展战略的不同,它们在各项技术上也存在着一定的差异。当然,随着技术的不断发展与完善,可能现在看似严重的问题在不久的将来也就不再是问题了!
本期,我们特别策划了防抖、除尘、降噪的效果比较与技术分析,所评析的产品虽不是当前的最新的机型,但基本可以看到数码单反相机的技术发展趋势。
防抖功能是广大摄影爱好者非常关注的一项技术,越来越多的相机及镜头都融入了不同的防抖概念。从本期策划的防抖篇中,我们不仅可以了解到当前数码相机所使用的防抖技术知识,也可以看到哪一种防抖功能最为有效。
除尘技术是现如今数码单反相机非常流行的技术。因为数码单反相机在更换镜头的过程中,难免会使CCD/CMOS上沾染灰尘,致使所拍摄的影像出现或大或小的脏点。自从奥林巴斯推出CCD除尘技术以来,许多数码单反厂家纷纷效法,但除尘效果却千差万别。哪种除尘技术最为有效,不妨在本章节中去寻找。
降噪技术是消费者非常关注的话题。因为噪点的多少直接关系到成像品质。随着数码相机像素的不断提升,降噪技术是任何品牌相机都必须要面对的问题。本文的降噪篇应该会使影友们对不同型号数码相机的噪点表现有更加直观的认识。
防抖篇
众所周知,我们之所以会将图片拍虚,主要是因为环境光线较弱,曝光时间被迫延长。此外,在使用长焦镜头时,由于焦距长,视角小,机身轻微的抖动都会被镜头放大到影像上。此外,人体由于呼吸、肌肉颤动、心脏跳动等生理现象的客观存在,身体基本上维持了一个低频的抖动,而这样的抖动对于照片清晰度有着极大的影响。
兵来将挡,水来土掩。光学防抖技术的诞生正是为了消除相机的这一问题。近年来,数码相机和镜头上的防抖技术越来越普及,这让我们感受到了技术进步所带来的好处!
防抖的类型
目前,防抖功能主要有两种形式,它们分别是镜头防抖和机身防抖。从实际使用效果来看,它们各有特点和优势。
镜头防抖
镜头防抖是目前技术最成熟、效果最佳的防抖技术,它的工作原理是把由手抖动引起的镜头光轴晃动分解为纵向(上下方向的晃动)和横向(左右方向的晃动)抖动,然后依靠镜头内的陀螺仪(即角速度传感器)检测镜头光轴晃动的位移程度,检出数据后通过微电脑计算,再驱动由磁路板和磁石一体化结构的移动光学系统进行晃动补偿,最终达到防止或减弱震动的目的。防抖镜头的晃动检出、电脑计算和驱动移动光学系统补偿的过程,是在极短的时间里反复进行,所以我们可以听见防抖镜头中常有轻微的“吱吱”声,那正是修正光学部件进行补偿时发出的声音。
机身防抖
由于尼康、佳能等厂家使用的镜头防抖系统开发难度高,同时也会加大消费者的购镜开支,因此柯尼卡?美能达(Konica Minolta)、宾得(Pentax)、奥林巴斯(Olympus)等厂商又开发了独特的机身防抖技术 (也就是我们常说的CCD防抖)。该技术的原理与镜头防抖系统类似,主要是通过陀螺仪来检测机身的震动,然后计算出补偿量,并依靠磁力垂直或水平高速振荡感光芯片以实现震动补偿。
两种防抖的特点
虽然原理相近,也同为光学防抖,但由于搭载平台的不同,镜头防抖和机身防抖的特点各有不同。
对于镜头防抖来说,由于增加了修正镜片,所以成像品质要比没有防抖的同类产品略差,而且镜头防抖的移动组件较大较重(镜片组),所以比较耗电,镜头防抖的级数也无法通过后期软件升级,所以生产成本比机身防抖更高,价格较为昂贵,但对于经常手持相机拍摄的记者而言,镜头防抖是非常有效的功能。
机身防抖的最大优势在于使用任何一种镜头时,都能起到防抖的作用,从而降低了防抖镜头的购置成本。但是由于机身防抖时,影像传感器会产生一定程度的偏移,如果影像传感器面积较大,或镜头的像场较小,都会导致影像边缘虚化。所以说,机身防抖技术很难用于全画幅相机,因为全画幅数码相机影像传感器的尺寸较大,而35毫米相机的镜头像场也很有局限,难以控制边缘的成像质量。所以这也是索尼α全画幅数码单反相机需要面对的一项难题。
而卡口更小的宾得似乎已经放弃了全画幅CCD的计划,(宾得最近发布的新款镜头全是超声波马达化的APS-C规格的产品,并无意在全画幅机型上投入)。
由于奥林巴斯4/3系统影像传感器的尺寸非常适中,镜头像场的照盖范围也相对较大,所以奥林巴斯的防抖效果非常出色,甚至可以与镜头防抖相媲美。因此,4/3系统的数码相机非常适合机身防抖这项技术。
总之,镜头防抖的效果虽好,但成本太高,机身防抖则成本低廉,为广大摄影爱好者提供了少花钱多办事的方案。但是需要强调的是,无论哪种防抖方式都属于无奈情况下的补偿行为,所得到的影像只能说是相对清晰,因为再优秀的防抖功能也无法与固定在三脚架上的相机相提并论。此外,无论是镜头防抖还是机身防抖,在使用三脚架时,都应将该功能关闭,否则浮动的防抖系统会影响成像清晰度。
TIPS:使用防抖技术后还有必要使用三脚架吗?
许多摄影爱好者认为,在购买了具备防抖技术的摄影器材后,三脚架已是可有可无,其实防抖技术只是一种抖动补偿方式,并不能代替三脚架。所以想要获得最佳的清晰品质,稳定的脚架仍然是必要的选择,所以,再优秀的防抖技术也不能取代三脚架。
实测效果
为了测试各品牌的镜头防抖和机身防抖技术的水准,我们特意进行了实拍测试。在测试中,我们将镜头防抖和机身防抖产品分别分为两个小组。其中镜头防抖组有尼康AF-S VR 24-120mmG和AF-S VR 105mmG(分别使用了两代防抖技术)和佳能EF24-105mm IS。而机身防抖组则包括索尼α-100、奥林巴斯E-510和宾得K10D。
由于拍摄时的防抖效果因人而异,为了保证公平,我们在相同焦距里,使用快门优先在同一位置拍摄同一静物,每机的拍摄量为5幅/每组,最后以清晰张数算出该情况下相机的拍摄成功率。当然,全部测试都由同一人员拍摄,以保证手持稳定性的统一(由于奥林巴斯和宾得、索尼的镜头换算倍率差异较大,我们拍摄时将其换算为与其他相机相同的实际焦距)。
镜头防抖
A.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/100秒。
速度低于安全快门一挡,手持拍摄达标率40%,使用防抖后,尼康的两只镜头和佳能EF 24-105mmIS成功率都达到了100%。
B.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/60秒。
快门比安全快门慢了两级,不用防抖根本端不稳相机,但尼康和佳能镜头达到了100%的成功率。
C.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/30秒。
比安全快门低三级,尼康AF-S VR105mmG成功率80%,AF-S VR24-120mmG及佳能EF24-105mmIS成功率为40%。
D.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/15秒。
在比安全快门低四级,除了尼康AF-S VR 105mmG还可保持20%的成功率外,其他镜头都已经无能为力。
E.24mm焦距(实际焦距约为36mm),1/20秒。
比安全快门低一级,所以三只镜头都可达到100%的成功率,对于有着十多年防抖技术开发的尼康、佳能,这一指标确实略低,并无挑战性。
F.24mm焦距(实际焦距约为36mm),1/10秒。
比安全快门慢两级,尼康AF-S VR 24-120mmG的成功率为60%(佳能FE24-105G也为60%。)
G.24mm焦距(实际焦距约为36mm),1/5秒。
这一级速度下各产品表现平平,尼康与佳能实际效果应基本相同,因此在比安全速度低三级时,广角端的表现并不理想。
机身防抖
A.实际焦距约为160mm,1/100秒。
索尼如果观看取景器内的抖动量提示,成功率为100%,不看提示拍摄,成功率则降为80%。
B.实际焦距约为160mm,1/60秒。
奥林巴斯成功率100%,索尼观看取景器抖动量提示的成功率达到80%,不看提示成功率也高达40%。
C.实际焦距约为160mm,1/30秒。
奥林巴斯此时的成功率为50%,索尼观看取景器的抖动量提示拍摄,成功率为30%,不看提示拍摄,成功率为10%。
D.105mm焦距(实际焦距约为160mm),1/15秒。
在这一速度中,三台相机都已无能为力。但是各相机使用防抖后的效果略好,如果不放大,也许打开防抖还可得到可用的图片。
E.实际焦距约为36mm,1/20秒。
比安全快门低了一级,索尼不看提示的成功率为70%(看提示可达100%),其他机型都可以达到100%成功率。
F.实际焦距约为36mm,1/10秒。
比安全快门慢两级,奥林巴斯的成功率为80%,索尼观看抖动量提示的成功率为60%,不看提示成功率为40%。宾得为40%。
G.实际焦距约为36mm,1/5秒。
这一级速度对机身防抖技术的考验是明显的,奥林巴斯此时的成功率降为了40%,索尼则分别是20%和0%,宾得k10D为0%。
总结
测试表明:
尼康的镜头防抖技术最为全面,补偿适应能力强。
奥林巴斯相机和佳能镜头虽然分别使用了两种不同的防抖技术,但它们的防抖水平基本相当,对于较小的抖动,补偿效果较好。
索尼和宾得的产品对相对较大的抖动,补偿效果比较明显。
此外,在使用时我们应该依照索尼相机里的抖动量提示,在震动最小的瞬间按下快门。奥林巴斯的IS 1是纵向和横向的全面防抖,IS 2为纵向防抖,所以我们应把它调整为IS 1进行拍摄。
除尘篇
数码时代,单反相机的结构决定了它将面对又一大敌人——灰尘。由于单反相机在更换镜头等时候会将反光镜箱暴露在外,所以拍摄时灰尘会由此进入传感器,在拍摄画面上形成脏点(特别是将光圈收小以后,脏点会更加明显)。也正是由此,奥林巴斯、索尼、宾得和佳能先后在自己的数码单反上安装了除尘系统,以帮助用户解决灰尘之忧。
除尘系统的类型
从市场中的产品来看,目前4个厂家的除尘系统主要有两种类型,其中奥林巴斯和佳能采用的超声波振荡除尘系统原理先进,而索尼和宾得使用的CCD振动除尘成本更加低廉。
TIPS:超声波除尘的发明
奥林巴斯是世界上第一个在数码单反上搭载超声波除尘系统的厂家。从推出E-1开始,奥林巴斯E系列就将超声波除尘作为自己的标准配置。
对于那些经常从事户外拍摄或喜欢旅行的摄影人,这一功能分量十足,因此奥林巴斯单反在该人群中颇受欢迎。
超声波振荡除尘
富有代表性的奥林巴斯超声波除尘系统又称SSWF。该系统的主要部件是“超声波滤镜”,它被安装在快门的后面,CCD和低通滤波器的前面。每次开机,除尘系统都会以用20000Hz以上的超声波频率振荡超声波滤镜,将进入CCD上的灰尘和碎屑震落,并收集在一个特殊的收集器里(整个过程只需200毫秒即可完成)。
CCD振动除尘
顾名思义,CCD振动除尘就是相机以相当大的幅度、较低的频率震动传感器本身(这种频率在100Hz范围内,远低于超声波)。为了辅助这个除尘过程,采用CCD振动除尘的产品还在传感器表面增加了一层铟锡氧化物涂层,以降低振动过程中的静电。
索尼α-100使用的CCD振动除尘被称为“CCD-shifting”(最开始由柯尼卡美能达研发),宾得则称之为“CCD-shifting”功能。
实测对比
本次对比测试,我们选择了各家主流的几款产品,它们分别是奥林巴斯E-510、索尼α-100、宾得K10D和佳能EOS 400D。在测试前,我们先将所有相机的传感器清洁一新(手工清洁),并收小光圈至F22,分别面对白墙拍摄样张进行对比检查,以保证它们的起点是完全相同的(佳能EOS 400D的影像传感器有静电,因此使用吹气球很难吹掉所有灰尘)。
进入测试,我们使用B门,将相机的传感器暴露在外,然后用气吹把女孩子常用的粉底猛吹向影像传感器,如此一来,我们完成了传感器的脏化过程——可以想象,我们在户外遭遇的最惨烈的情况也不过如此,因为平时灰尘只会先进入反光镜箱,只有极少灰尘会在拍摄时附着在传感器表面上。
完成脏化过程后,我们将相机重新架在面对白墙的三脚架上,对着墙壁拍摄一张样张。事实证明,我们的脏化作用明显,各家产品的传感器上斑点一片,不过奥林巴斯相机由于镜头卡口小,传感器直径不大,所以在相同环境中较难粘上与其他相机同等的灰尘。接下来我们开始使用各相机的除尘系统反复进行除尘,在分别经过20次除尘操作之后,我们相信所得结果足以代表各相机的实际除尘能力了。
奥林巴斯:在本次对比的四款相机中,E-510是相对较新的产品,加之奥林巴斯有着成熟的除尘技术和经验,加上4/3系统影像传感器面积的优势,显示该相机的除尘效果比较理想,尽管其所粘的灰尘颗粒很大,但经过了20次除尘以后,我们发现脏点已经很难看见。事实上,在奥林巴斯的用户反馈中,该品牌的所有数码单反相机都有着良好的除尘口碑。
佳能:虽然佳能的除尘原理与奥林巴斯相似,但EOS 400D只能清除其中很少的一部分灰尘。主要原因是佳能相机的CMOS影像传感器表面没有采用静电消除技术,所以容易粘上灰尘并难以使其掉落。当然,EOS 400D是佳能第一款具有除尘功能的相机,技术还有待于进一步提高。最近佳能发布了带有防尘技术的EOS 40D,相信该功能会有所提高。
索尼:索尼α-100是最早集防抖与除尘于一身的数码单反相机。虽然该相机的CCD具有一定的消除静电能力,但CCD除尘的抖动频率及幅度相对较低,所以除尘效果并不十分明显。
当然,索尼α-100已经面市一年多了,索尼公司也搜集了大量的市场反馈信息。相信在即将上市的α-700型相机上,除尘能力会有比较大的提升。
宾得:宾得K10D采用的除尘技术与索尼基本相同,在整个除尘过程中,我们可以感觉到相机的传感器的明显震动,但经过20次的清洁,图像中的脏点并没有明显减少的迹象。
当然,K10D也是宾得带有除尘功能的第一代产品,相信随着技术的不断成熟,宾得的下一代产品会给我们一个满意的答复。
其次传感器的大小和像素点的多少也直接影响着噪点控制。毫无疑问,当传感器更大,像素点的密度更小时,由于单个像素体积更大,能够感应的光线更多,因此拍摄出的图像层次更好,噪点更少。此外,像素点的密集度也关系着传感器的静电量,而静电使图像产生噪点是人所共知的。
虽然影像传感器的大小对信噪比会产生一定的作用,但实际上,芯片内固化的计算方程式(也叫:算法)对噪点的影响更加重要。比如,奥林巴斯E系列数码单反相机的4/3系统影像传感器的面积比APS-C画幅要小,但是由于奥林巴斯的图像芯片对相机的噪点抑制能力非常强,所以奥林巴斯数码单反相机的信噪比表现甚至超过了许多APS-C画幅的数码单反相机。所以说,图像处理芯片决定了相机噪点水平。
除了影像传感器的尺寸及图像处理器对噪点的多少会产生一定影响外,温度也会产生噪点。通常温度每升高6度,数码相机的噪点会提升一倍。
噪点与感光度
数码相机的感光度设置得越高,感光速度也就越快,噪点信号也就成倍地被放大,画面也会变得越粗糙。不同的数码相机影像传感器及影像处理的算法不同,所形成的噪点信号是不同的,有的是水纹状,有的是斑块状,有的是白点。一般噪点在画面暗部较为明显,亮部相对好一些。除了感光度外,影像传感器的尺寸、单个像素的大小、包括影像传感器的温度都会给信噪比带来影响。目前,很多数码相机采用了降噪技术以减少噪点带给画面的影响,但是没有采用降噪技术的相机往往在分辨率及锐度表现上有一定的优势,所以采用较低的感光度,并给予正确的曝光,可以使噪点控制在最低限度,这比过分依赖降噪功能要好得多。
需要注意的是,很多数码相机在全自动模式下会自动默认为“自动感光度”,光线较暗时,感光度会相应提高,从而使图像的噪点更为明显,所以在拍摄前,最好先对感光度进行检查并进行手动设置,以获得良好的影像效果。
佳能DIGIC Ⅲ图像引擎
DIGICⅢ是佳能独立开发的第三代高性能的图像引擎,它整合了传感器控制、自动曝光/自动对焦/自动白平衡、信号处理、JPEG图像压缩、存储卡控制和LCD显示这六个影响数码相机性能的关键环节,有助于提高综合性能,特别是在降噪处理的性能上获得提高,能大大提高数码单反的启动、存储写入到连拍的速度。
TruePic Ⅲ图像处理引擎
“TruePicⅢ”图像处理引擎是奥林巴斯新一代的处理器,它将噪点控制技术、细节再现技术和色彩还原技术结合,进一步提升了相机的成像质量。其中,噪点控制技术能正确分离图像和噪点,在忠实再现被摄物体的同时,有效抑制了噪点的产生;细节再现技术能够正确地检测出边缘,并圆滑地再现图像边缘,去除伪色。
PRIME图像引擎
为从1020万像素CCD和22bitA/D转换器提供的大量数据中生成图像,宾得在其K10D上配置了新型PRIME(PENTAX Real Image Engine)引擎。该引擎能够以较低的功耗进行高速数据处理。其DDR2内存芯片也以800MB/秒的数据速率为数据的高速传输起着巨大作用,从而输出高清晰、层次丰富、色彩逼真的高画质图像。
总结
至于哪一种数码单反相机的信噪比最优秀,必须要通过不同感光度的表现来识别和分析,所以我们对当前市场上最畅销的几款普及型数码单反相机进行了感光度对比,通过对比,可以对各个品牌的图像处理技术有一直观的认识和了解。
在本项对比拍摄中,我们加入了尼康D80进行测试,因此所测相机包括了索尼α-100、宾得K10D、佳能EOS 400D、尼康D80和奥林巴斯E-510。
在高ISO的降噪表现上(以ISO 400、ISO 800为准,因为再高也没有实际的使用价值),佳能、尼康基本在同一层次。显然,尼康的进步是巨大的,在曾经的D70S对比EOS 350D中,佳能的优势还十分明显,现在得以同级而归,确实说明了尼康的进步。
在第二阵营,宾得和奥林巴斯旗鼓相当。奥林巴斯能跻身第一阵营是我们未曾想到的,这也许是新型处理器的作用吧。从实拍效果看,奥林巴斯拍摄的图像对比强烈,层次、锐度和细节表现力并不输于佳能、尼康,能在4/3英寸CCD上做出如此成绩,我们不仅对奥林巴斯另眼相看,也让我们意识到,影像传感器的尺寸大小,并不是衡量成像品质的唯一标准。
宾得K10D的噪点控制能力虽然略差于第一阵营,但事实上这种差距十分微小,甚至可以说,如果不使用光度,K10D的画质看上去比佳能、尼康更为悦目,这也许正是大家喜欢宾得的原因之一。
索尼α-100自动白平衡的色彩非常有效,高感光度降噪表现也可以接受,当然,该机毕竟已经发布一年多了,技术上并不占优势。
题外话
★本文综合了防抖、除尘及噪点的技术分析与效果比较,目的并非是品评哪个相机好,哪个相机差,而是通过比较分析来让大家对当前数码相机的流行功能和技术有一直观的认识和了解,为今后选择相机时,分析技术指标做好铺垫。
★近期,各个品牌都发布了最新一代的数码单反相机,我们上面对比的机型也将逐渐被技术更为先进的新品所取代。相信,今天我们探讨的技术,在明天会更加灿烂辉煌。