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要啥自行车 2016年相机新型技术一览 发表时间：2016-12-21 来源：色影无忌 作者：张晟瑞 责任编辑：张晟瑞 对于相机厂商而说，2016年注定是很艰难的一年。不仅如此，影像行业的寒冬并未结束。但令人欣慰的是，即使在这种情况下，各大厂商还是有一些新技术问世。不谈成本控制和市场定位的局限，无论是旗舰单反之争，还是竞争最激烈最有看头的中端相机市场，这些新技术不仅提升了相机硬件的性能，更指明了未来相机技术的发展方向，具有启发性和指导意义。
黑科技也好，挤牙膏也罢，技术从来就是第一生产力，也体现着一台相机性能的绝对实力。下面我们就抛开厂商之分，从相机硬件的宏观角度来回顾总结一下2016年的相机新技术吧。
1、传感器始见曙光
传感器是一台相机最重要的组件之一，也是所有用户都十分关心的问题。传感器和影像处理器的组合也决定了画质、噪点、动态范围等许多因素。今年，索尼生产的CMOS传感器受熊本地震影响，产量受损严重。因此，许多新机不得不推迟发布，甚至一些已上市的相机处于缺货状态。但在这种情况下还是有一些传感器新技术问世。
（1）全像素双核RAW
全像素双核RAW技术，每个像素配置两个光电二极管
今年最让人眼前一亮的新技术无疑来自于佳能EOS 5D Mark Ⅳ上的全像素双核RAW技术。全像素双核CMOS始于佳能EOS 70D，在全新的CMOS传感器中，每一个像素每一个像素都配置有两个光电二极管，多出的这个光电二极管用来获取被摄体的纵深信息（拍摄距离/景深信息），并将信息附加在RAW图像的数据中，由此就可以在后期对所拍照片进行多维度调节，包括：图像微调（微调焦点位置），散景偏移（虚化前景位移），减少鬼影（抑制鬼影）和清晰度调整四个功能。可以说是构建了新的图像处理概念，但目前可调整的程度十分有限。
开启全像素双核RAW的窗口
（2）Foveon Quattro X3传感器
Foveon X3与常规拜耳式传感器的区别
适马在今年发布的sd Quattro和sd Quattro H两款相机，搭载了名为Foveon Quattro X3的新型传感器。与之前的Foveon X3不同的是，新的传感器以1：1：4的三层结构比例来分配红、绿和蓝的像素感光元件。顶层的用途是获取光线及色彩信息，而中层及底层则只负责获取色彩信号。这样的好处就是大大减轻了传感器处理数量的压力，只需要一层来进行光线捕捉，这样一来相机的整体处理速度以及ISO降噪能力都比老的Foveon X3更快更强。
此外，适马还为我们带来了新的拍摄模式：SFD（Super Fine Detail）。相当于一种高级的包围曝光，允许相机一次性拍摄7张不同曝光参数的照片，并直接生成一个X3I文件。在适马SPP软件中打开X3I文件后，通过后期处理能够获得更为自然真实的HDR效果，细节表现也更出色。
（3）片上ADC（仅限于佳能传感器）
佳能从EOS 80D、EOS-1D X Mark Ⅱ开始传感器采用片上ADC设计，即在传感器内进行模数转换，缩短了电子路径并防止噪声产生。以往佳能采用外置模数转换，这对动态范围有所限制。而尼康D5使用外置ADC，动态范围表现反而退步。 2、影像处理器平稳发展
先看今年最新发布的机身上使用的影像处理器吧：
尼康D5、D500：EXPEED 5； 奥林巴斯OM-D EM-1 Mark Ⅱ：双四核TruePic Ⅷ图像处理引擎； 松下GX85：Venus Ⅲ影像处理器，Venus 7 FHD（松下GH5）； 哈苏X1D（和哈苏H6D使用相同处理器）
不难看出，各大厂商都基本沿用或在原基础上更新换代。
今年是奥运年，尼康和佳能按照惯例更新了旗舰单反，尼康D5不出意外地搭载了其最新的EXPEED 5影像处理器，而佳能也祭出了双DIGIC6+处理器作为回应。值得注意的是，在这类顶级旗舰单反上都搭载了专用处理器。如佳能EOS-1 D X Mark Ⅱ上使用了全新的RGB+红外测光感应器，带来极为精准的测光表现；而尼康D5也使用了AF专用处理器，以完成自动对焦的运算和控制，包括对象侦测和场景细节分析。
尼康D5搭载的Expeed 5影像处理器
佳能EOS-1D X Mark Ⅱ的双Digic 6+影像处理器
索尼今年没有更新全画幅微单相机，却令人欣喜地推出了单电相机α99 Mark Ⅱ、专业卡片机RX100 Mark Ⅴ和APS-C旗舰微单相机α6500，三者均使用了Binoz X+前端LSI的组合。什么是LSI呢？其全称为Large-scale integrated，即大规模集成电路。在这里代表一种高速前端大规模集成芯片，能够进一步提高图像处理速度。特别是在高感光度时，能够扩大内存缓冲，优化图片质量。
索尼微单α6500的Exmor CMOS传感器、Bionz X、LSI位置示意
富士则在X-T2和X-Pro2上首次使用了X Processor Pro处理器，而此前一直使用的是EXR Processor Ⅱ，据官方称性能较前代提升约4倍，两者带来的性能差距是显而易见的：无论是开关机、拍摄、回看，还是应对高速连拍（包括X-T2在增能模式下的高速连拍），都表现不错。
富士X-Pro 2搭载X-Processor Pro影像处理器 3、对焦技术看点颇多
尽管单反和无反相机的对焦原理并不相同，但总体而言，今年发布的多款无反相机已经在对焦速度和精度上加强了不少，而与单反的对焦差距也越来越小。
尼康D5和D500上的Multi-CAM 20000自动对焦传感器模块，拥有153个对焦点（99个十字和15个支持f/8），真正的提升从原来的中央区域15个十字对焦点扩展到左中右三个区域的35个十字对焦点，可选和不可选加在一起高达99个十字对焦点。这能带来更好的主题检测性能，而更大的分布范围也让用户可以灵活组合配置，提高了主体检测准确度，包括那些偏小和对比度较低的主体。此外，尼康这套新对焦系统的弱光对焦支持到-4 EV，在低照度时同样能够自动对焦。
Multi-CAM 20000
当然，对焦点数量上的优势，对于对焦精度并没有什么提升，而且，用户真正可用的对焦点也没这么多。但可以弥补在追焦时的焦点空隙，让对焦点的覆盖范围更广。以尼康为例，在153个对焦点中，只有55个对焦点（35个十字和9个支持f/8）可选，其余98个均为辅助对焦点。
佳能EOS-1D X Mark Ⅱ采用了全新的61点动对焦系统，是和上一代有所不同的是覆盖范围的增加，中央区域垂直方向扩展了8%，边缘区域扩展约24%。另外，佳能也将全像素双核AF技术首次运用在全画幅机身上，提升实时取景下对焦和连拍性能。
佳能EOS-1 D X Mark Ⅱ的61点对焦系统
索尼单电α99Ⅱ拥有独立79点相位检测AF和399个焦平面相位对焦点，两者叠加形成79点混合十字对焦点，同样支持-4 EV弱光对焦。当然，和索尼单电α99一样，α99Ⅱ的AF-D对焦模式只支持部分镜头。
而在中端相机领域，佳能EOS 80D采用了新开发的45点全十字AF系统，画面边缘对焦点的精度和支持f/8对焦点的数量都超过了尼康51点AF系统，而且中心对焦点也支持-3EV工作亮度（在搭配f/2.8或更大光圈镜头时）。而尼康则推出了APS-C旗舰单反D500，搭载和尼康D5相同的153点对焦系统。索尼微单α6300和α6500发布相隔仅8个月，都采用了425点相位检测（其中169点对比检测）对焦点，这比α6000的179点相位（其中25点对比）增多不少。另外，索尼微单α6500还加入了黑屏选点功能，但其灵敏度一般。
佳能EOS 80D的45点全十字对焦系统
索尼微单α6500的黑屏选点功能
奥林巴斯今年在EM-1 Ⅱ上采用的Dual Fast AF超高速混合自动对焦系统，拥有121个十字相位对焦点，对焦速度和精度的表现令人印象深刻，在AF-C算法上也不断优化。富士的X-T2的相位检测区域相比前代增大约230%，对焦点数也从49点增加到91点（最多325点），相机同时持续启动相位检测AF，我们可以看到X-T2和X-Pro2已经在速度上有所突破。
Dual Fast AF 4、机身结构有所优化
机身结构的优化来自于佳能EOS-1 D X Mark Ⅱ，它使用了新型高速反光镜振动控制机构，双马达系统分别控制快门驱动和反光镜驱动，让机械机构联动更有效。高速连拍时可以得到稳定的取景器画面，也让人工智能伺服自动对焦精度更高。而尼康D5和D500也搭载了电子VR减震系统，为照片拍摄和视频录制带来更好的稳定性。
佳能EOS-1 D X Mark Ⅱ快门系统
5、视频技术
今年新发布的中高端机身中除了佳能EOS 80D、奥林巴斯PEN-F、富士X-Pro2等，其余纷纷加入了4K视频功能。而索尼去年发布的全画幅微单相机α7R Ⅱ的4K超采样技术，今年也被索尼下放到了其微单相机α6500（全像素读取，2.4倍超采样）、RX100 Mark V（无像素合并的全像素读取）、RX10 Mark Ⅲ（全像素读取，1.7倍超采样）上。整体而言，4K视频已经成为标配。
6、整体存储技术有所提升
尼康D5支持XQD和CF，XQD存储卡目前有索尼、雷克沙等厂商研发生产，比CF卡在速写速度、插拔安全性上更具优势；佳能EOS-1 D X Mark Ⅱ支持CF和CFast 2.0；索尼单电α99Ⅱ并不支持UHS-Ⅱ，而富士X-T2支持UHS-Ⅱ，最高单张256G。
索尼G系列存储卡支持XQD，最高传输速度400MB/s
7、VR/AR/MR技术发展较慢
去年年底，业内普遍认为2016年将是“VR年”，但一年过去了，VR/AR/MR领域表现平平。目前主要的VR厂商有4家：Oculus、索尼、HTC、三星。今年年初的CES展会上，Oculus推出Rift CV1消费者版。新版本在细节设计加入了不少新技术，如瞳距调节、非对称镜头+菲涅耳透镜。相比于去年集中发布的HTC vive、三星Gear VR和微软 Project HoloLens等，在硬件上的确有所升级，但也局限于用户体验上。
Oculus Rift CV1的电子线路板
实际上，由于VR技术以内容和用户体验为主导，其发展离不开软件App和各类游戏的支持，因此应用商店的建设就显得尤为重要。而相比之下技术层面上的进步就显得不那么突出了。
8、无人机
不谈专业无人机领域，我们这里只谈谈以大疆为首的消费级无人机领域。大疆今年依然发布了不少新品，包括御Mavic Pro、悟Inspire 2、精灵Phantom 4 Pro等，其中令人眼前一亮的无疑就是精灵4 Pro上的五向感知和避障系统。
大疆精灵4Pro在以往的避障系统基础上，增加了横向和后方的测距功能，组成的六目避障系统，在前、后、左、右、下方五个方向上，实现测距避障功能，升级为五向的感知系统。
除了普通版的前置双目避障摄像头外，精灵4 Pro后方还增设另一套双目避障摄像头。在机身左右两侧搭载有红外线传感器，可在新手模式和三脚架模式下感知左右两侧障碍物，有效探测距离7米，感知范围为水平方向70°、垂直方向20°的锥体形状。
未来相机技术的新方向
看完2016年各大相机厂商为我们带来的新技术，我们不妨来展望一下未来相机技术的发展方向。
1、先拍照后对焦/改变景深（Bokeh Shift）
佳能在EOS 5D Mark Ⅳ上首次加入的全像素双核RAW技术，只是一次试验性的实践，而且距离“后期改变景深”的目标还有很大一段路要走，但这的确提供了一种发展方向：相信在未来2-3年，佳能会继续完善这个功能，甚至可能引发静止照片的小革命。另外提一句，目前松下也有软件算法层面的“先拍照后对焦”。
全像素双核RAW工作原理
2、更好的减震方案+更好的防抖技术
“高像素机”依然是未来相机发展的支线之一。随着像素的不断提升，任何轻微抖动都会影响画面清晰度，“减震”就成为关键。而震动的来源无非反光板和快门。对于快门震动，目前的办法就是使用电子快门（虽然在高速电子快门时存在果冻效应）；但反光板的震动就没有很好的方案了，而这也是无反相机（没有反光板）的优势所在。
索尼微单α7R Ⅱ的快门系统能够大幅度减少快门引起的震动
另一条路就是防抖了。包括镜头防抖和机身防抖。今年发布的奥林巴斯EM1 Mark Ⅱ和索尼微单α6500都搭载了机身五轴防抖技术，能够降低5档安全快门速度，在一定程度上减少手震影响，在实际评测中也的确表现强悍。而镜头防抖技术已经基本成熟，成熟也就意味着止步，已经停留在4.5档左右很长一段时间了。从原厂到副厂，基本上都是通过镜片抖动而实现的（只有左右和上下两个方向，对于俯仰和前后则效果一般）。目前，索尼和奥林巴斯均采用机身+镜头组合防抖方式互补工作。
索尼的机身五轴防抖
总体而言，未来的防抖依然会在此基础上发展，但短时间内应该不会有巨大突破。
3、触摸屏将成主流
今年推出的好几款专业机身和中端产品上开始出现触摸屏，包括尼康D5、佳能EOS-1D X Mark Ⅱ、佳能EOS 5D Mark Ⅳ、佳能EOS 80D、佳能EOS M5、索尼α6500（仅触控对焦）等。
佳能在其专业机身上加入触摸屏是为了配合全像素双核CMOS AF，而触摸对焦的反应速度的确很快，无论是抓拍还是录制视频时的平缓变焦，都十分方便。
尼康D5这样的专业旗舰单反也配备了触摸屏 4、4K基本普及，6K和8K正在路上
4K视频录制已经基本普及，相信6K和8K已经不远。明年即将正式上市的松下GH5据称将支持4K 60fps的机内直录和6K（照片模式实现），这已经可以媲美了电影工业级水平。
据传松下GH5将支持6K视频录制
5、传感器结构上的更多尝试
目前已知的方向有曲面传感器和RGBW传感器。
关于曲面传感器，其实早在2011年索尼就有了实物，但一直没有量产。今年东芝和佳能都公布了自家的曲面传感器专利。曲面传感器能够改善边缘画质，降低畸变和衍射带来的画质问题。不过，佳能的曲面传感器专利和别家又略有不同。其仅是边缘位置弯曲，中央位置仍然为平面。
曲面传感器原理
而RGBW传感器则是佳能最近公布的一项专利。在三原色的基础上增加了W白色子像素，能大幅提升传感器的感光灵敏度，也就是提升CMOS的原生感光范围。
传感器结构比较
6、存储
存储卡的问题，其实已经涉及到了另一个产业，但它已经成为数码相机发展的巨大瓶颈。许多时候，相机的连拍速度上不去，不仅仅是因为机械结构或处理器的问题，另一个限制因素就是存储机制，包括机身的缓存限制和存储卡的写入限制。
7、续航
毫无疑问，电池是所有电子产品发展的瓶颈所在。锂电池的技术局限在于：在电池的现有体积下，无法实现更多的容量和电压的突破。而电池容量决定了相机的续航，电压决定了相机的连拍和机械性能表现。而回到相机本身，可以通过降低拍摄时的耗电量来提升续航。这里有必要提及一下尼康，在所有厂商中，尼康最能体现出在“续航问题”上的决心。比如那台褒贬不一的尼康Df，它能以一块1230mAh的电池连续拍摄近1400张，这就是能耗控制的威力。
顶级机型通常配备超强的续航能力，尼康D5通过改进电路达到3780张的续航能力
最后我想以尼康D5的超高感光度作为结尾。没错，ISO 3280000不具有可用性，看似是炫技，但尼康给出的回答又让人欣喜于技术的发展：“我们不是希望用户使用如此高的ISO，而是想要探究高感技术究竟能达到怎样的高度。在紧急情况下，有一双可以捕捉暗光的眼睛”。还是那句话，技术是第一生产力。在即将到来的2017年，我们也希望各大相机厂商能够带来更多的技术突破，让我们一起享受“黑科技”带来的震撼与享受。 |
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