尼康Z9發布了一時間沖上了熱門,作為頂級旗艦機器除了常規的拍照功能升級,視頻功能也毫不保留的拉滿性能。這裡有一個變化讓人略顯意外,就是尼康首次取消了機械快門,對沒有聽錯就是簡單粗暴地砍掉的機械快門,為什麼尼康可以如此大膽的去掉機械快門呢?難道機械快門已經是末日黃花了嗎?
機械快門
所謂機械快門其實簡單說就是在相機感光元件前面的一個控制光線進入的機械裝置,我們拍攝照片的時候曝光時間長短就是常說的快門速度,這個非常重要,因為影響我們很多拍攝内容。低速快門可以拍攝夜景的車水馬龍,高速快門可以拍攝高速運動的瞬間。早期的相機尤其膠片時代都是靠機械快門來控制快門速度的,機械快門由于有額外的機械結構單元,會讓相機的體積變大,成本上升,同時機械的開合速度有上限組件也有壽命限制等等。
電子快門
随着技術的發展影像技術進入數碼時代了,感光成像已經高度集成化電子化了,我們通過利用感光元件通電和不通電就可以模拟快門的功能,所以出現了電子快門。與機械快門相比,電子快門不需要額外的機械結構,有效地降低了成本,多以在一些小型的數碼相機,比如我們現在手機裡面都是電子快門。
機械快門作用
我們了解了機械快門和電子快門以後似乎發現電子快門的出現似乎是一個完美替代機械快門的方案,但是事實并不是如此,現在已經2021年了主流旗艦相機還都是有機械快門的,那麼為什麼我們離不開機械快門呢?這個要從快門的原理說起,機械快門是感光元件前面的一個機械遮擋,快門開啟後曝光開始,快門關閉後曝光結束。而電子快門的實現方法是通過斷電通電來控制曝光的,問題出現在主流的CMOS感光元件都是通過行掃描的方式進行曝光的,在同一時間并不是所有像素都是同時曝光的。這個在靜态拍攝的時候沒有問題,但是如果拍攝一些高速運動的物體時候,就會出現果凍效應,比如旋轉的電風扇扇葉首尾可能出現明顯的變形。所以目前高端相機因為高速運動題材拍攝的原因機械快門一直沒有取消。
電子快門原理
果凍效應
堆棧式CMOS尼康Z9作為頂級旗艦機器,到底是什麼讓尼康有如此的底氣直接砍掉機械快門了呢?其實這裡最重要的是這枚全新的CMOS傳感器,這次采用了4571萬像素的堆棧式CMOS傳感器,這個傳感器由多個大容量存儲器和高速處理電路安裝到堆疊處,靜止圖像讀取速度相比之前的CMOS 提升了10倍以上。
尼康Z9
有些人可能這個堆棧式的概念有些陌生,這個要從CMOS制造時候的工藝說起,在制造CMOS芯片的時候,需要使用光刻機在矽片上進行蝕刻,分出像素區域和處理電路區域。芯片蝕刻工藝有不同的制程,比如65nm制程,這個數字越低在芯片上面的晶體管數量就會越高,所以我們把像素區域和處理電路區域分開放到不同的矽片上,處理電路使用45nm或者更先進的制程工藝就可以讓處理電路的晶體管數量翻倍,這樣圖像處理的速度就會更快。最後把它們都堆疊起來就是堆棧式CMOS.相比傳統的CMOS由于晶體管數量更多處理速度更快因此果凍效應也就更小。
這個其實并不是尼康的首創,索尼α9就采用了堆棧式CMOS.目前尼康并沒有公布CMOS的具體制造商,所以是否源自索尼我們目前還無從得知,尼康自己是有CMOS設計能力的,不排除交給索尼代工的可能。
正是由于取消了機械快門,尼康Z9的拍照參數就可以肆無忌憚的堆疊了,最高120張每秒的高速連拍,最高1/32000s的快門速度。
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