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入門相機知識簡介

圖文 更新时间:2024-07-22 18:13:23

在漫長的影像行業的發展過程中,有無數的新技術誕生,有些技術,例如自動測光,自動對焦等等,都成了如今最核心的相機技術.但是也有一些技術,或者是一些相機體系,在誕生之初被人們寄予了厚望,而且也的确曾經風靡一時,但是如今卻已經難尋蹤影。有些技術在成功的邊緣被擊潰,有些技術在研發一開始就就有天生的緻命弱點。今天我們就來看一下在近一二十年間,有哪些曾經輝煌一時,但如今已經難尋蹤影了的相機技術。

入門相機知識簡介(盤點被時代遺棄的相機技術)1

·眼控對焦 從黑科技到被人遺忘

這裡說的眼控對焦,不是索尼現在推出的眼控對焦,索尼的這個技術,隻是把原來人臉識别精準到了人的眼睛;我們所說的這個技術,主要是源自于佳能,這個技術最早出現于80年代,真正被人們熟知是1992年推出的EOS 5,在這台相機上,佳能把這個功能作為EOS 5的重要技術大力推廣。

佳能EOS 5的眼控對焦令人印象深刻

所謂的眼控對焦,就是相機在取景器内加入了傳感器,可以追蹤眼球的視覺焦點,從而判斷和選擇相機的對焦點。EOS 5的對焦點相對較少,到了佳能EOS 3,這款相機具有45個對焦點,可以說達到了眼控對焦技術的最高峰。

入門相機知識簡介(盤點被時代遺棄的相機技術)2

眼控對焦原理圖

眼控對焦的技術,設想是非常出色的,我們不用通過手選就可以控制對焦點,但是眼控對焦的問題也很多。其實,早期眼控對焦靈敏度不高的缺點,并不是問題,因為随着技術進步,對眼球的追蹤精度也會越來越高,但是佳能在EOS 3之後,就忽然放棄了這個技術,而且并沒有說明原因。

入門相機知識簡介(盤點被時代遺棄的相機技術)3

在EOS 3上,對焦點達到了45點,如此密集的區域,可以想象自動選擇精度如何

雖然佳能沒有解釋,不過大家普遍認為:人眼 大腦的組合遠比鏡頭 傳感器的相機精度和智能化更高,因此人眼在觀察事物的時候,通常不是長時間凝聚在一點,即便人類在關注一個事物的時候,也會有較廣的散焦區域,因此相機無法真正選擇準确的對焦點,如果是近視眼用戶,這個問題更加嚴重,眼鏡會嚴重阻礙自動檢測的精準度,因此近視眼用戶無法使用這一技術,另外,有傳聞這一技術對眼睛視力也會有傷害。

眼控對焦在EOS 5的五點對焦系統還能夠判斷對焦區域,但是到了45點就變得力不從心。如果推廣到如今動辄幾十,一言不合就幾百個對焦點,那麼眼控對焦将變得無所适從。所以,因為種種壓力,佳能這一技術,在進入二十一世紀時候,就再也難尋蹤影了。

·光場相機 五年間從崛起到消失

光場相機是這兩年快速崛起,又快速衰落了一個技術和品牌。(Lytro的品牌國内反應幾乎已經和光場相機劃等号了,雖然世界上還有其他的光場相機品牌)光場相機與普通相機的區别在于,光場相機的精髓在于捕捉光的路徑,所以與其叫成像,不如叫作計算一幅照片。

入門相機知識簡介(盤點被時代遺棄的相機技術)4

光場相機,或者大家更熟悉的Lytro,在這兩年迅速崛起,又迅速推出了消費市場

光場相機最有名的理念就在于先拍照後對焦,但是與現在技術不同,光場相機是可以自行生成不同的景深範圍的,而且後續的機型,可以具有多個景深範圍,這是各類後對焦技術做不到的。但是光場相機如今已經宣布徹底退出消費相機的生産了,原因很簡單:效率和成本。

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光場相機的技術最早出現在1995年,不過2011年才進入消費市場,而2015年卻又推出了消費市場

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光場相機其實就是捕捉若幹個面的成像,然後合成一張照片(松下、HTC等是通過對焦與連拍實現)

民用技術發展是以成本和利潤為衡量的,有利可圖的技術才是民用好技術。光場相機的拍攝,基本上是犧牲了時間與空間,通過算法得到照片,這樣一來相機的成本不僅有傳統相機在傳感器和處理器上的成本,而且還有更高的算法研發成本。所以光場相機在研發上,一開始就處于劣勢,在如今價格戰日趨激烈的市場之中,這種小衆的技術,始終擺脫不了“玩具”的地位,也就注定了退出市場的最終結局。

·半透鏡技術 夢想相機如今鮮有更新

如今的相機市場,依然是無反相機大舉進攻單反相機的局面,索尼在2010年推出的單電相機系列,如同昙花一現,如今很少再見到蹤影了。2015年,索尼僅僅更新了A68一款入門級單電相機,而鏡頭方面,2015年全年并無新鏡頭發布,隻有老鏡頭的更新換代。2016年A卡口系統更是偃旗息鼓,已經傳聞了近2年的A99 II,如今也未見蹤影。這一系統的存留,似乎已經到了生死邊緣。

入門相機知識簡介(盤點被時代遺棄的相機技術)7

索尼A55是第一台半透鏡相機,也就是我們說的單電相機

單電系統的興起不得不提到索尼的單反系統。曾經,索尼收購美能達之後發布了多款單反相機,從A700到A900,雖然索尼單反性能表現不錯,但是大家在索尼單反上還存留着太多美能達的影子。美能達被收購時雖然技術仍不算落伍,但是那都是膠卷相機積累下來的技術,數碼時代尼康和佳能在2002到2006的四年内,技術上已經全面超越曾經的美能達,雖然索尼有A900這種全畫幅單反,但是在很多性能上,依靠美能達老本的索尼在佳能5D2/尼康D700這些機器面前,招架不足。

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單反時代的索尼,A900是很多人的夢想相機,而單電時代的A99同樣如此

對于索尼來說,并沒有單反相機開發經驗,特别是高端運動相機的開發經驗,拿來主義在這時候又不起作用,怎麼辦,索尼決定另起門戶。2010年,索尼同時發布了兩個相機系列,NEX和A卡口單電相機。也就是如今的微單和單電。當時索尼本就是試探的态度,這也注定了着兩個系統中,終究不能雙雙圓滿收場。無反相機并不是索尼的原創,松下/奧林巴斯和三星都早于索尼,但是單電是索尼根據美能達的單反技術另立門戶的新産物。

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半透鏡相機,沒有了反光闆系統,因此在拍攝速度上更有優勢,特别是連拍速度

單電相機的核心,是将單反相機的反光闆換成了一塊半透鏡,這樣的好處有很多:索尼不必在費盡心思研究反光闆鏡像的機械技術,特别是高速連拍下的反光闆穩定技術,這一直是佳能和尼康引以為傲的技術,而半透鏡是完全固定的,所以這個技術不再是瓶頸。另外,實時取景/對焦問題,也可以使用索尼擅長的傳感器技術加以解決,或者補充,對焦模塊的研發成本也得以降低,索尼單電相機可以實現快速且低成本的生産,讓索尼在最初的幾年,從單反相機的市場中分得了不小的一塊蛋糕。

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在2008年到2010年,無反相機(2008年松下G1)、模塊化相機(2009年理光GXR)、單電(2010年索尼A55)都登台亮相

但是,單電相機的緻命缺陷是天生的,半透鏡會分走不少的光線,有的說是30%,有得說是5%。而對于相機來說,誰在傳感器上捕獲的光更多,誰的畫質就注定了更好。雖然單電系統在早年快速占領了市場,但是随着像素飙升,人們對畫質的需求日益突出,如果說5D2讓人們認識到了高像素的重要性,那麼2012年的D800則讓人們認識到了高畫質的意義。加上單反系統的成本驟降,微單系統的快速興起,單電系統雖然快,但是畫質不佳/體積與單反無異,連價格優勢也喪失之後,結局也就不言而喻。雖然索尼并未說放棄A卡口,但是從近幾年緩慢的更新進度就可以看出,索尼A卡口的衰落,已經是必然的結局了。

·模塊化相機與鏡頭相機 昙花一現

模塊化相機的發展,并不是一天兩天的曆史了。準确來說,大部分大畫幅相機都是模塊化的,隻是不同相機的模塊化程度各有不同而已。在數碼時代,相機模塊化又經曆一次新的發展。

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說到模塊化,大畫幅相機甚至于中畫幅相機很早就使用模塊化了

在民用消費級領域,首先推出的模塊化相機來自于理光GXR。理光在膠片時代有GR系列的膠片相機,數碼時代也推出了GRD數碼相機。在2008年,大家都感到數碼相機不會僅僅是單反相機一個系列獨大,因此松下、三星等推出了無反,索尼推出了無反和單電兩類。而理光将GRD這一個系列衍生出了一個換模塊的相機系列,相機分為機身模塊和成像模塊。

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理光GXR分為機身、和成像模塊,成像模塊把鏡頭和傳感器整合到了一起

不過理光的嘗試并不算成功,雖然靠着不錯的市場營銷,這款産品曾經還有一定銷量,但是口碑方面,更換鏡頭模塊同時要更換傳感器,這樣的成本消費者并不買單,而且實際效果也并沒有可換鏡頭相機來的更直接,所以各類嘗試基本上以失敗告終,理光如今也已經将相機全部更疊為GR系列,不再做GXR的新嘗試了。

與模塊化相機GXR不同,模塊化相機在這些年的新形式變成了鏡頭相機。這種去掉了屏幕的相機,在2013-14年迎來了大爆發,索尼一口氣推出了QX1/QX10/QX100等等多款相機,而奧林巴斯也加入陣列,甚至于一些手機廠商也推出過鏡頭相機。這種相機去掉了屏幕,用手機作為相機的操控和取景方式,雖然看上去很美,不過現階段缺陷也很殘酷。

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但是各個廠商對于模塊化相機的嘗試并沒有止步于GXR,索尼在2013年9月推出了QX100(圖示)和QX10兩款鏡頭相機,後面很多有不少廠商紛紛跟進

對于鏡頭相機來說,最初的目的是方便,但是其實,在手機上使用相機模塊,并不是最好的選擇,不僅體積和大小不好被控制,而且數據的傳輸也是一個大問題,例如索尼QX1,使用的是APS-C畫幅傳感器,與A5000相同,而且還可換鏡頭!但是毫無疑問這款相機體積和重量都絕對不小,而且龐大的數據傳輸量,使得實際的操控體驗很差勁。不過不管怎麼說,QX1依然是鏡頭相機中的最巅峰作品。

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QX1可以算是鏡頭相機的巅峰,2000萬像素APS-C傳感器,可換鏡頭。不過這個相機,太!大!了!

從2015年開始,各家都沒再推出新的手機鏡頭相機,反倒是手機攝影配件越來越火。大家也發現,比起多帶個鏡頭相機,手機攝像頭的相關配件來的更實在,價格更低,消費者也更買賬,所以就讓鏡頭相機,暫時離開一段時間吧。

·小畫幅到安卓相機 違大勢難成功

最後我們要說的,是大概10-14年這幾年間,各個攝影廠商嘗試的另外一輪新嘗試。數碼相機發展的大潮流,是相機機身的小型化和相機畫幅的大型化。随着技術發展,特别是微電子技術進步,我們可以在更小的機身上使用更大的畫幅,從具有全尺寸單反大小的APS-C畫幅數碼機,到如今比單反還小的哈蘇X1D,相機的發展一直在朝着一大一小的領域進步,但在嘗試的過程中,還是出現了一些反例。

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經曆了十多年摸索,數碼相機的模式必然是:體積降,畫幅漲

例如,在微單興盛期,最早把握機會的是以電子技術著稱的松下/奧林巴斯/三星和索尼,而尼康佳能賓得這三家單反大廠卻不顧微單發展,遲遲沒有進入這個領域。于是乎,在進入微單市場時,尼康和賓得錯誤的認為,微單的精髓就是小,因此1系列和賓得Q由此誕生。

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賓得Q推出于2011年,采用了1/2.3英寸傳感器,事實證明可換鏡頭相機用小底,終究不合适

其實說到以小著稱,還要提及奧林巴斯。奧林巴斯也算是日本單反相機中有名号的大廠了,但是在數碼相機發展之處,奧林巴斯和尼康這些公司都沒有認清畫幅的重要性。比較著名的是尼康曾經說到:“數碼相機最合适的畫幅就是APS-C”。而奧林巴斯則是選擇了43陣營,43傳感器的尺寸僅為,而且相機采用橫向反光闆設計(我們熟知的都是縱向),因此相機尺寸更加小巧,加上奧林巴斯的品質出色,早期奧林巴斯E系列單反曾經紅極一時。但是,随着全畫幅單反的蜂擁而至,奧林巴斯在更大畫幅面前顯然招架無力,終于在2010年,奧林巴斯推出了E-5,而奧林巴斯E系列在此之後正式退出了曆史舞台,4/3系統也轉為M43系統,以無反相機形式展現在世人面前。

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奧林巴斯E-1單反是2004年推出的單反系統,畫幅是43系統,也就是17.3*13mm

另一方面,2010年不僅是微單和單電興起與爆發的一年,也是智能手機快速發展的一年。相機領域,以掀起了一陣智能相機熱潮,最有名的應該算是三星Galaxy系列安卓相機。但是時至今日,智能相機由于系統發熱量高,續航低,畫質不足以超越手機等問題,仍然發展緩慢。松下已經有了兩款CM拍照手機,采用一英寸畫幅,但是仍然不能完勝普通的拍照手機。所以,相機智能化的道路依然任重而道遠。

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三星Galaxy Camera安卓相機

其實,智能相機一點不違背科技發展的趨勢,但是從現階段來看,智能相機卻不是明智的選擇。對于相機系統來說:續航、操控缺一不可。而現在的智能科技和電池技術,特别是電池技術仍然不能滿足智能相機 拍照的雙重需求。所以現在的智能相機終究是昙花一現,真正的崛起還需要很多年。

·數碼變焦與超采樣 永遠的過渡産品

曾幾何時,相機不帶一個數碼變焦倍率,都不好意思把參數拿出來說話。如今,數碼變焦功能雖然還不少見,但是已經很少能夠在大型相機的宣傳中提到了。當然,與數碼相機相似的技術,還有個叫“超采樣”,這個如今在攝像領域紅極一時的技術,其實早年間大量用于靜态圖片拍攝,但是與其他技術不同,超采樣似乎一直是一個過渡技術,在靜态照片拍攝中,如今已經很少能見到。

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曾經的卡片機,沒有個數碼變焦簡直拿不出手

先說數碼變焦,這個技術有些人會說,不就是裁剪照片嗎?其實數碼變焦還是有很大的說法的。首先,數碼變焦就是裁剪照片是毫無疑問的,但是數碼變焦并不是單單是裁剪膠片,我們需要根據變焦倍率将照片進行裁剪,但是問題來了消費者買到的相機,标稱1600萬像素,得到400萬像素肯定是不買賬的,所以,裁剪完還要放大。

照片放大的原理很簡單,但是更精準度的放大算法是圖像處理業内無數程序員一緻探讨的長久話題。通常,我們放大采用插值算法,插值分為一次,平方插值,立方插值,一般情況來說,插值維度越高插值越精确,所以插值算法如何選取就成了問題。更高的維度,會讓照片更清晰一些,而多次放大,但更高維度,會讓處理器承受更高運算量。所以,在成本/時間的衡量中,随着鏡頭的發展,大家普遍發現與其死扣算法和處理器,不如直接把長焦做長成本更低,于是數碼變焦也就成了一個大家都不在意的功能了。

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PS中同一張圖片像素擴大一倍(邊長乘以1.4),兩種放大算法的差異

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PS中同一張圖片像素擴大一倍(邊長乘以1.4),兩種放大算法的差異

那麼數碼變焦在現在還有存在的意義嗎?其實象征意義要大于實際實用價值了。與其發展數碼變焦的算法,并不如踏實做好鏡頭。因此數碼變焦這個技術,雖然曾經每台小相機都有,如今即便是卡片機也很少能見到了。

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當年諾基亞808的成功,一定程度上就依賴于4100萬像素帶來的超采樣和數碼變焦

再來說一下超采樣。與數碼變焦不同,超采樣如今還是很常見,但是在照片上已經越來越稀有了。早期CCD,由于本身信噪很高,因此高感表現從過去到現在基本都是CCD傳感器的硬傷。不過像佳能/尼康都是運動相機起家,CCD在體育賽事中高感不行怎麼辦,那就超采樣吧。于是尼康D1,使用了一枚1080萬像素傳感器,但是實際輸出像素隻有270萬,超采樣技術從這裡來開了序幕。後續的諸多單反相機,都采用了這一個技術,甚至于很多手機,例如我們熟悉的諾基亞808,也采用了這個技術。

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視頻領域,如今超采樣正逐漸流行

不過如今,大家相比于高感更加在乎高像素,與其使用如此高的像素密度,不如提高單個像素的面積。所以在照相機方面,超采樣圖片輸出如今已經不常見了,但是在視頻領域,就好像當年的傳感器滿足不了圖像輸出一樣,視頻領域的超采樣依然常見。但是筆者相信随着技術進步,在未來十年二十年之後,超采樣這一個過渡技術終究會被永久塵封。

總結

技術發展,成本為王,不計成本的相機發展,必定是虛無缥缈的産品,不會被大衆所接受與認可。不過技術發展的道路上也需要各種摸索前行,這樣才能知道消費者真正的需求是什麼。很多産品現在看來是失敗的,但是曾經也是打開了新世界的大門。我們如今回顧這些産品,總能看到數碼相機發展的趨勢:便攜化、更大畫幅、更高像素、更高速度

當技術不成熟時,我們總會選擇一些其他方法進行代替,例如半透鏡,例如43畫幅,例如模塊化相機GXR。随着技術發展,這些曾經的過渡産品終究會逐漸被淘汰,未來的影像科技,我們會迎來更多的精彩;剩下的半年,随着Photokina的召開,我相信影像圈還會有一次新的革新等待着我們。

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