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再说微单(一)

(2012-02-06 10:00:24)
标签:

微单

单反

it

分类: 论摄影
2008年底,微单正式登场。一年半以后,撞针写过一篇《单电是趋势?》。如今又过了一年半。现在看来,《单电是趋势?》的主要认识都没错,但这一年半间数码相机有了不少新发展,撞针也着实获得了很多新认识,所以要今天再来谈谈微单。
再说微单(一)


“微单”

为什么上一篇文字还说的是单电,这次说的是微单呢。其实这个名字一直很让人纠结,上一篇文字也说过,无论“单电”还是“微单”,都不能准确概括其特征。在当时看来,单电(单镜头电子取景相机)比微单(微型单镜头相机)更贴近一点。今天再看,似乎大家对“微单”这个名字接受度更广一些。究其原因,很大程度是因为上一篇文字发出之后一个月,Sony推出了半透镜数码相机,并称之为“单电”,而将NEX系列称为“微单”,两个名词从此有了区分,于是大家开始逐步接受微单的叫法。

事实上很不幸,“微单”和“单电”都是Sony公司的注册商标,按理说Nikon、Panasonic、Olympus、Pentax的产品都不能叫微单,所以大家会听到Nikon的广告中那句啰啰嗦嗦的“可换镜数码相机,Nikon ONE”,而不是“尼康1系列微单相机”。不过估计用户不会管这些,谁也不会说“我买了一个可换镜数码相机”,不管NPOS,都叫微单了。

在这一年多里,国外认可MILC(mirrorless interchangeable-lens camera)或者直接叫Mirrorless的比例也在增加,维基和DP都接受了这样的说法。其实MILC或者Mirrorless明显包含了Leica M9这样的数码旁轴,而数码旁轴和微单是有本质区别的,差异明显,理论上依然是EVIL(Electronic Viewfinder, Interchangeable Lens)更精准,但约定俗成的东西,撞针也就不再抗辩了。

时滞

微单与单反的性能差距,首先集中在了反应速度上。任何一部不能让摄影者看到什么立即拍下来的相机都不可能成为专业器材。让我们一项一项看微单和单反的时滞差异。

(1)开机时滞

开机时滞也就是从打开电源到拍下第一张照片所需的最短时间。从休眠状态(黑屏)到再次拍摄的时滞往往也受开机时滞制约,因而开机时滞肯定会影响相机捕捉拍摄瞬间的能力。

目前大部分单反的开机时滞都可以控制在0.5s以内(包含一次不太困难的合焦)。微单则与像素数、成像元件和处理器速度有很大关系,快则1s,慢则3、4s,大多在1.5s上下。差异原因很简单,单反开机后,电路通电就可以立即开始对焦、测光,完成对焦测光后可以开始快门动作,微单的开机必须经历成像元件加电成像、系统处理、然后才能进行对焦测光,此后才能完成拍摄。

微单的开机时滞将来可以减小吗?如果成像元件和处理器飞速,确实可以。问题是目前我们还要追求像素、追求处理质量、也要考虑成本,较大的CMOS或CCD不可能像逻辑电路那样瞬间完成功能,这些都制约了反应时间。所以短期内让微单开机时滞与单反类似不太容易。就算将来减小了,也很难像单反那样开机瞬间就可以进行对焦、测光。不过把差距缩小到不影响抓拍是完全有可能的。

其实关于开机时滞还有一个问题,单反在任何时候都能取景,包括睡眠状态下也是如此。在睡眠状态下取景,同时按下快门唤醒相机完成拍摄在很多单反摄影者看来完全是自然动作。这在微单是很难做到的,而且对操作反应速度的影响很明显。

(2)快门时滞/黑视

一般说的快门时滞分为两个部门,一是狭义的快门时滞,就是完成对焦后(或者手动对焦下),按下快门到快门启动的时间;二是快门启动后取景器变黑的黑视时间,也就是再次取景所需要的时间。

上一篇文字中撞针认定微单的快门时滞/黑视时间目前是大于单反的。我承认错误,如果单纯看对焦完成后的两个时间段,微单反倒有可能更快。

单反的快门时滞包括反光板抬起/光圈收缩(同时进行)的过程,然后快门才能开始运作。目前单反快门时滞大都在100ms以下,专业级大约能达到35ms。微单的快门时滞稍稍复杂,机械快门必须先关闭,但大多也都可以达到60-100ms的级别。随着NEX-5N引入第一帘电子快门,出现了20ms的超短快门时滞。

对于单反来说,黑视是从反光板升起到落下的时间段(此处假设快门速度高于同步速度,也就不考虑长时间曝光的影响),一般在80-160ms之间。微单的情况比较复杂,机械快门和电子快门会带来不同,此前很多都弱于单反。随着高速成像元件和全电子快门的应用,这种情况有会改变,可以做到消灭黑视觉。

厂家都说明了第一帘电子快门或全电子快门对于画质是有影响的,不过目前看来NEX-5N和J1都没有表现出怪异的成像品质,对于普通摄影者来说,这就足够了。

这并不是广义快门时滞的全部,按快门这个事情上暂时依然是单反更快,这个留着下面接着。

(3)取景时滞

上一篇文字发出之后,不断有摄友引用官方快门时滞数据来反驳撞针对微单的判断。估计这帮摄友看到前面撞针承认错误会很满意。不过别急,看完这一段再下结论。

取景时滞是指微单电子取景器显示的画面会滞后于实际情况,影响决定性瞬间的捕捉。取景时滞来自于三个环节,一是成像元件取景时的帧频和传输,二是系统处理影像发送取景视频信号的速度,三是LCD或者EVF播放响应的时间。

在明亮环境下,这个时滞至少也在几十ms。而在较暗环境中,为获得充足的取景曝光时间,成像元件必须降低刷新频率,也就是用更慢的视频快门,这时候系统传输处理时间也会增加,取景时滞会明显增长,可能再几百ms。

曾经有摄友对撞针说,虽然微单有取景时滞,虽然LCD上的画面比实际有延迟,但是画面依然是连续的,不会漏掉一分一秒啊,其实不影响取景捕捉画面。有那么一秒钟,撞针真的被绕进去了,旋即反应过来了:如果只取景不拍照,确实一分一秒也不落,但按下快门可是在现在的时点,取到的景儿和快门记录的景儿之间肯定是有时滞的!

取景时滞是造成实际微单快门延误的因素之一,可以看做广义快门时滞的一部分。这样一加上来,微单要想和单反比快门时滞,已然有困难了。造成快门延误还有其他问题,后面再说。

将来取景时滞可以减少吗?如果成像元件刷新传输速度可以极高,感光度有极高可以不用降低刷新频率增加曝光,如果系统处理速度飙升,如果LCD、EVF相应速度可以极短,取景时滞可以降低到ms级。问题是目前已知的各种元件,从成像到显示,什么CMOS、CCD、有机感光元件、液晶显示、OLED显示啥的,物理性能都有极限,所以我们只能寄希望于还没听说过的新技术。

有一种方法可以真的做到毫无取景时滞,甚至毫无快门时滞——相机取景时,在缓存中实际记录全像素尺寸的动态画面。按下快门时,将当时取景器上显示的那一帧画面单独保存下来,成为静止影像。这种方法甚至可以回溯按下快门之前的画面。Canon 2010年推出的概念产品Wonder Camera就有类似的设计,Canon预计2020年可以投入使用。为啥现在不能用呢?全尺寸动态画面是一个极大的处理量,目前最专业的RED Scarlet才能够达到800万像素动态影像,单帧画面尚无法和普通相机相比,此外对焦等等都是问题。

就算将来Wonder Camera成真也不代表这种方式可以取代传统摄影方法:视频拍摄抽取出来的单帧照片,光圈、快门、感光度都收到视频拍摄的限制,无法像按下快门再拍摄那样自由发挥。

对焦速度

这个可有的说了。单反的相位对焦系统可以在任意时间点知道任意一个对焦点向那个方向脱焦多少距离。微单的反差对焦必须一点一点的试,发现对焦过程中反差不升反降,才知道刚刚经过的就是合焦点。显然前者更容易实现高速对焦。

近两年来,微单的反差对焦速度越来越快,官方标称一点不弱于单反。原理很简单,增加取景扫描刷新频率,“试”得快了,找到焦点自然就快,快到一定程度对焦速度就决定于镜头对焦驱动的速度了。

这里有两个小小问题,首先是如果对焦速度决定于镜头,相位对焦下依然永远比反差对焦少一个镜头超越合焦点再返回的动作。第二个问题是,扫描频率高就是单帧快门快、曝光时间短、反差低,如果光线不佳,还是需要降低速度。这也目前反差对焦在弱光下性能下降比相位对焦明显的原因。

接着第一小问题,我们有涉及到了一个快门时滞。很多老用户抓拍对焦的时候有一个习惯,不短的半按快门对焦,直到最后一刻,保持半按,摇动镜头改变构图,完全按下快门。这一点是连续自动对焦无法实现的。每次半按快门,相机都要重新确认一次合焦。此时合焦位置可能与与原先差异很小。相位对焦可以立即作出合焦判断,而反差对焦则少不得需要再让镜头来回测定一次峰值。在拍完一张照片,再次拍摄同一画面时,同样会遇到这种差异。

对焦速度的另一个重要因素就是追踪对焦了,或者叫连续对焦、伺服对焦,都是一回事儿。相位对焦的测距器原理则可以实时了解主体运动的方向和速度,让镜头保持合焦。微单却很难做到。其实微单都必须跟踪对焦,这样才能保持取景器中主体一直清晰,但在对焦过程中,如果对焦主体移动,反差对焦必须至少有一半的时间轻微脱焦,才能知道另一半的时间是合焦的。因此某些微单相机并不表明“连续对焦”模式,也有些微单通过算法识别运动主体进行预测,或者说猜测跟踪对焦,作为“连续对焦”模式。

微单能够在连续对焦上赶上单反的唯一办法,目前看来是增加相位对焦模式。Nikon 1系列确实做到了,传感器相位对焦明显解决了明亮条件下的对焦速度、跟踪对焦以及对焦相关的快门、反应速度问题,相信在一段时期内会有所推广。。

但成像传感器相位对焦也还是有问题。这种对焦方法类似早期Honeywell的相位对焦方案,单个对焦像素获得的光线信息有限,因此在弱光下效能下降。这就造成了1系列相机在明亮的情况下可以高速相位对焦,弱光下反而需要反差对焦,速度也不咋样。前面说过,反差对焦在明亮条件下,通过提高刷新率也可以很快,往往是在弱光下表现出与单反相位对焦的差距。所以目前的成像传感器相位对焦并没有解决全部问题。而且由于所有的成像传感器相位对焦都不能大面积占用、影响有效成像像素,所以似乎不太可能提高弱光下的灵敏度。

总结一下对焦速度差异,如果要求不高,或者日常摄影条件下,微单不弱于单反。但要想全面达到单反的性能,满足决定性瞬间的要求,目前还看不到有效的可行方法,还有待新技术的研发应用。这里说的是对焦速度,从可靠性、效率上看,也是一样的。

操作反应

微单取景时就需要承担大量处理任务,对焦和测光都需要在处理后的影像信息基础上连续不断的进行,同时其他电子、显示、电动部件也比单反负担大,因此目前单反对于各项操作的反应速度明显慢过单反。可更换镜头应该是微单的重要优势,而微单更换镜头需要关机再开的操作,这个操作的反应过程明显长于单反。要知道某些单反更换镜头不需要关机,即使需要开关机的也不会占用多少时间。这些都是抓拍、高节奏拍摄的困扰。

撞针相信将来微单的系统处理能力提升后,对操作的响应速度一定会提高。不过又回到原先的问题,目前我们追求像素、降噪、处理质量、对焦速度等等,系统处理能力提升后一般会优先支援这些性能,而不是操作响应速度。所以在近两三年内,性能好的微单,操作响应不会快,响应度高的微单,性能参数不会特别高,这与单反恰恰是相反的。

其他不足

与单反相比,出了反应慢,对焦可靠性差意外,微单主要还有两点不足。

一是电池续航能力差,这个很好理解,取景的成像、处理、显示都用电。即便未来有了超大容量电池,单反依然可以借此获得比微单更高的电池巡航能力。

二是热噪问题,影响成像质量。由于微单一直在成像,会累计更多热量,引发更多的噪点。随着成像元件性能的提升,这个问题似乎影响不大,只是在高感光度、高温情况下依然存在。

其他镜头、扩展、附件方面的问题,我们后面再慢慢细说。这会子先说说微单的优势。

微单的优势

微单相对于单反的优势,上一篇《单电是趋势?》里面已经说得很清楚了:

1.结构简单
没有反光板和五棱镜,也没有单独的测光、对焦传感器,也没有支持这些组件的周边零件,EVIL的复杂程度和DSLR可没法比。

2.体积小巧
上面提到的结构简单是体积小巧的一个方面原因,另一方面,没有反光板就不用留下反光板舱的空间,镜尾部到成像元件的距离可以大大减小,原先需要庞大逆望远结构的广角镜头现在可以使用简单的普通光学结构,因此广角和短变焦镜头(可以理解为标准变焦镜头)体积可以大幅缩小。

3.价格便宜
了解了上面两点,这个不用多解释了。

4.对焦、测光绝对精确
EVIL的对焦、测光是通过成像元件进行的,是对最终影像的对焦、曝光情况进行检测。只要操作者不出错,对焦、测光绝对准确。至于对焦和测光是否合适,那就是操作者的问题了。

5.所见即所得
在取景时可以直接模拟最终画面效果。

以上5点很清晰,但今天看来有些不够准确,今天要增加一些“注释”。

(1)镜头小型化了吗?

本身是基于短后焦的预期,实际看来让微单镜头体积小巧是小画幅的功劳。理论上,如果画幅减小一半,同类型镜头的直径和长度也都可以减少一半。但按照画幅比例比较镜头,则微单的同类镜头不是比单反小,而是比单反镜头更大。

举几个例子:

以小巧著称的饼干头松下Lumix G X Vario PZ 14-42mm F3.5-5.6 ASPH Power OIS,大小是φ61x27mm,放大到全幅比例就是φ122x54mm。与之等效的EF 28-80mm f/3.5-5.6 III USM镜头大小是φ65x63.5mm,

再比如饼干头LUMIX G 20mm F1.7 ASPH.,大小是φ63×25.5mm,放到到全幅比例是φ126×51mm。与之同类的EF 50mm f/1.8只有φ68.2x41mm。

其他非饼干头按照画幅比例计算,都比全幅单反镜头大。因为所谓的镜头小巧,其实还是由于选择小画幅带来的优势。镜头本身并没有经过小型化,甚至算是大型化了。这里有两个原因,一是小画幅微单为了简化光学设计制造,照顾边缘成像性能,二是镜头的机械部分,驱动部分要想按比例缩小可没那么容易。

另一个比较时APS-C的Sony NEX微单镜头和各家的APS-C单反镜头。E卡口18-55、18-200与APS-C单反镜头相比,真的没有特别明显的小型化优势。

Anyway,小画幅的微单镜头实际尺寸终究是比全幅单反、APS-C单反小了许多。这个补充只是为了严谨。

(2)微单测光一定比单反准确吗?

微单是通过成像元件上的成像测光的,单反是通过测光元件,肯定是前者更准确。而且前者可以识别成像内容和色彩,在测光时考虑人面部啊、主体啊,特殊场景之类的。

但情况在变化,单反纷纷开始采用RGB高像素测光元件。这就相当于单反在五棱镜里面装了一部超小型微单来测光,分析成像内容和色彩。对于测光来说,用千万像素还是用几万像素,差异并不大,单反也可以将测光提高的微单级别。

另一方面,微单的成像元件测光也有代价。在TTL闪光测光时,闪光灯的预闪是需要机身测光系统测量的。独立的闪光元件显然容易比成像元件测光要快,使用TTL闪光时,微单的快门有可能比单反慢。

再说优点

上一篇文字说的微单相对于单反的优势是二者的原理决定的,而目前的微单和单反还有一些结构上引起的长短,这里再细说一下目前微单的诸多相对优点。

(1)对焦点分布

微单使用反差对焦,几乎可以对画面任意一个位置对焦。如果未来微单的成像元件相位对焦更发达,也可以在画面任一部分设置对焦点。可能在画面最最边缘部分,由于光学因素,不设立对焦点,其他部分几乎可以都可以。

而单反使用的独立相位对焦系统需要幅反光板将光线反射过去。幅反光板在主反光板之后,曝光时随同主反光板一起升起,因此目前的幅反光板由于结构和动作要求的限制,体积有限,能反射到对焦元件部的成像面积有限,单反相机的对焦点一般集中在中间区域里,几乎不可能在周边,特别是不可能在顶部和底部设置对焦点。

(2)面对焦

对于微单反差对焦而言,是对某一块面积进行对焦,它可以对很大的一块面积进行检测,也可以对较小的一块面积进行检测。而且成像元件像素密度高,如果需要,可以对很小的一块区域进行精确对焦。用户可以明确看到对焦区域是哪里,对焦区域指示是绝对准确的。

而单反相位对焦通常是线对焦。线对焦对于平行线反差是无能为力的,所以需要十字、双十字对焦点。这样的对焦点需要成本,也挤占成像元件空间。相位对焦的对焦范围仅限于焦点附近,但对焦范围指示并能做到绝对精确。

(3)坚固防尘

虽然目前的微单没突出的三方设计,但微单确实比单反少很多脆弱部件。单反的反光板、对焦屏都是活动部件,可更换对焦屏的机型遇到对焦屏脱落似乎并不稀奇,以前某些机身反光板脱落也是有的。微单虽然目前故障率并不比单反低,但在机械损伤显然会少一些。

单反比微单多好几个灰尘积聚面——对焦品、五棱镜、取景镜片组,同时单反反光板运动也会加剧灰尘。由于没有反光板,微单完全可以在成像元件前间隔一段距离设置密封屏障,兼做红外滤镜,这样即使滤镜上有灰尘也更容易清理、更换,小光圈时也不会显现在成像上。

理论上,微单比任何一部单反都更容易做成一部三防产品,也许等不了多久就可以看到这样产品的出现。

(4)静谧隐蔽

这个不用多解释,反光板向来是标志性“单反声音”的来源。辅以电子快门,微单完全可以是无声的。这对于很多拍摄来说是弥足珍贵的静谧。

我本想说非常有助于野生动物摄影,但屏幕和电子取景器的发光和声音一样打扰动物,不过倒也不是没有解决办法。

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