论文部分内容阅读
超高像素机型与K-3Ⅱ像素偏移分辨率系统的表现力对比
虽然像素越高越好，但是像素偏移分辨率系统实现的表现力也值得一提对比照片为从浅草吾妻桥拍摄的东京晴空塔。所选用的镜头均为各大品牌下的高端镜头，并采用35mm左右焦距。为了避免各种光学像差所造成的影响，统一采用F7.1光圈。从结果看来，基本上是像素数越高的机型越好，但是宾得K-3Ⅱ的像素偏移分辨率系统也引人注目。
高画质的全画幅机型高感光度画质能力超群
在高素质镜头的基础上，相机的像素数越高，细节表现力就越出色。举例来说，通过这次拍摄的东京晴空塔照片可以看出，像素数较多的全画幅机型，对于第二展望台上方的天线部分的表现效果更好。虽然使用2435万像素的宾得K-3Ⅱ拍摄到的画面也能够表现出外墙上的大致轮廓，只是在细节方面还有些差距。但是，借助像素偏移分辨率系统对每一种颜色进行分別采样，最终能够实现细节丰富、媲美全画幅高像素机型的优秀画质。
另外，对于像素数与高感光度的矛盾也有所解决。通常我们认为影像传感器的像素数越高，高感光度的画质就越不理想。随着近年来电子技术的提升，即便是拥有超高像素的机型，高感光度画质也相当不错。不过换句话说，5000万像素级别的全画幅影像传感器，像素密度也只是和2000万像素级别的APS-C画幅影像传感器相当。由于像素数翻了一番以上，即便在高感光度下产生噪点，细节出现一些损失，画面的表现力也要比2000万像素机型强大。如果想要获得更好的高感光度画质，毫无疑问尺寸更大的全画幅影像传感器更具优势。另外，搭载了背照式CMOS影像传感器的索尼α7RⅡ在ISO6400的高感光度下，仍然能够保留野鸭标本羽毛的细节部分。相比D810和EOS 5DS日来说，细节更加丰富。
发挥像素数应有的表现力细节也能够获得出色呈现
在通常的影像传感器中，单个像素无法获得RGB全部色彩信息，对于色彩的判断主要依靠马赛克状排列的色彩滤镜对入射光进行过滤，并通过2×2的RGGB拜耳阵列像素组合进行记录。其中红色和蓝色感光像素各占全部像素的1/4，另外一半像素负责对绿色感光。拍摄吋不足的色彩信息需要通过相机对周围像素信息进行“猜色”。如果每个像素都能获得RGB全部色彩信息，相机就完全没有必要进行“猜色”。即便与传统影像传感器相同的像素数，也能够获得更加细腻的画面表现力。
如今能够通过单次快门实现这种拍摄效果的只有适马的Foveon影像传感器。另外，宾得的像素偏移分辨率系统可以通过机身防抖功能，将影像传感器以单个像素为单位进行微调，同时进行4次曝光，并在机身内进行自动合成，实现单个像素的RGB全色彩记录能力。在该模式下，虽然像素数仍为2435万，但每一个像素都记录下了真实的色彩，呈现出的是2435万像素的“真正”实力。虽然这种拍摄方式仅在使用三脚架拍摄吋才能实现，但是和通常模式相比，画面中的轮廓非常精细，细节部分也得到了完美再现。将画面放大到100%后，让人感到画面的精细程度足以和更高像素机型一拼高下。不过在普通拍摄模式下，画质就是普通带有低通滤镜机型的感觉。
希望今后除适马Foveon影像传感器之外，还有更多的多层构造影像传感器问世。同时，相比单纯地攀比像素数，各大品牌在细节方面的画质竞争也令人期盼。
大幅提升电子快门“幕速”的全新CMOS影像传感器
在不断进步的电子技术中，最令人期待的就是全局快门技术。所谓全局快门，就是影像传感器在瞬间同时对整个画面进行曝光和读取的电子快门技术。与之相对，目前单反相机和无反相机普遍采用的焦平面机械快门，是在画面的一端前帘打开时曝光开始，后帘遮挡后曝光结束，被称为“卷帘式快门”。由于在使用卷帘式快门时，画面两端的曝光时间会有细微差异，因此在拍摄高速运动的被摄体时，画面会发生扭曲。
快门幕帘的运动速度（幕速）越快，曝光时在画面两端产生的时间偏差越短，拍摄运动被摄体吋所产生的畸变也就越小。但是目前电子快门的“幕速”比焦平面快门慢，不仅仅拍摄运动物体吋的畸变更加明显，闪光灯的同步速度也更慢。
如果电子快门的“幕速”能够得到提升，就可以不需要搭配机械焦平面快门一起使用，快门声音和震动都能够得到有效抑制，同时还能够实现更高的连拍速度。如今，索尼RX100Ⅳ所采用的内置存储芯片背照式CMOS影像传感器让我们离理想更近了一步。通过“高速防畸变快门”技术，相机会快速读取影像传感器内的信息，实现了更快的电子快门“幕速”，拍摄运动物体时所产生的畸变也更少。虽然这项技术目前还无法与机械焦平面快门相匹敌，但是相比以往的电子快门技术，已经有了极大的进步。
普通连拍横式难以捕捉的瞬间也能够被轻松记录下来
Panasonic LUMIX系列GH4、G7以及GX8的最大特征就是通过4K规格视频短片实现了各种各样的丰富功能，其中特别值得一提的就是“4K照片”和“焦点包围”这两项功能。
其实所谓的“4K视频”，就是由30张/秒的帧率连续拍摄800万像素的静态照片组合而成。从4K视频中单独提取一帧，另存为一张800万像素的静态照片，就是“4K照片”功能。
LUMIX系列的“4K照片”功能与普通“4K视频”最大的区别在于，它被设计为一种照片拍摄模式。拍摄时可以和拍摄照片一样，根据自己的需求调整光圈值、快门速度。另外，画面比例也不局限于16：9，可以进行自行设定，最终所保存的静态照片也会附带Exif信息……这些都是它的独到之处。通过30张/秒的超高速连拍，以往难以注意到的瞬间也能够被展现出来。
“后对焦”功能则是可以在拍摄之后选择焦点位置，并将照片进行保存的功能。进行焦点包围拍摄时，相机将对焦范围内的每一个焦点进行分别对焦并借助4K视频功能进行拍摄。回放时只要触摸对焦屏，相机就会自动挑选出焦点位置与触摸位置相匹配的照片。最终选定的照片同样也会以800万像素另行保存。LUMOX GX8和G7在更新为最新固件后就可以使用这项功能。 在微距摄影领域也能保证全面的大景深拍摄效果
“如果想要获得更大的景深就要收缩光圈”，这一点可胃摄影的基本常识。但是光圈过小的话，成像会受到小光圈衍射的影响，画面锐度和对比度会明显下降，甚至会出现“小光圈虚化”现象。另外，影像传感器尺寸越大的机型，获得同样视角时的镜头焦距相比小尺寸传感器机型更长，虚化更加强烈，拍摄大景深照片也就更困难，而在拍摄微距题材时，由于对焦距离很近，即便是使用小尺寸影像传感器的便携相机，也难以保证景深。
如果想要获得从近到远全面合焦的大景深高锐度照片，首先就要选择成像较好的光圈值，逐渐变换焦点位置拍摄多张照片，并通过合成软件将这些照片进行合成，实现需要的表现效果。奧林巴斯OM-D系列中的E-M1、E-M10Ⅱ以及E-M5Ⅱ就搭载了能够快速拍摄多张不同景深照片的”景深包围”功能。在这项功能中，相机能够从合焦位置到无限远之间，以指定的焦点间隔进行无振动的电子快门拍摄。不过也正是因为电子快门的限制，最低快门速度被限制在了1/8秒。
其中，OM-D E-M1在搭配12-40mm F2.8PRO和60mm F2.8微距这两支镜头使用时，还能够进行机身内自动景深合成。当然，如果使用景深合成软件Hellcon Focus的话，丝毫不会被所用镜头所制限，拍摄自由度也会大幅提高。
适-5和富士借助独门秘技实现了高超的画质表现力
一般的影像传感器是将所有的像素排列在同一个平面上，并以横纵2×2像素为一组色彩阵列，布满整个影像传感器。在这4个像素一组的阵列中，两个像素负责获取绿色信息，另外两个像素分別获取红色和蓝色信息。
与其相对，富士所采用的X-Trans CMOSⅡ则是采用6×6共36个像素为一组的排列方式，同时还采用了独家的色彩滤镜排列方式。由于大阵列的排列方式更难和被摄体之间发生条纹干涉，摩尔纹的出现几率也就更低。由于在横纵双方向上都有感应R、G、B三种颜色的像素存在，在抑制伪色产生的同时还能够再现真实的色彩。正因如此，低通滤镜自然也就不再需要了。另外，感知绿色的像素数量由一般影像传感器中的18/36提升至20/36，对于亮度信息的判断更加精细。在实际拍摄中，能够实实在在地感受到富士的高分辨率和优秀色彩表现力。
适马的Foveonx3影像传感器则是借助不同色彩光线波长的传播特性，实现了极具个性的RGB分层式设计。这块影像传感器在垂直方向上对不同颜色的光线进行感光，每一个垂直的像素位置都能感知全部色彩，无须进行“猜色”，从原理上就杜绝了伪色的产生，自然也不需要使用低通滤镜。最新的Quattro系列机型所采用的影像传感器，在分层的基础上还采用了顶层、中层、底层分别为4：1：1的像素比例设计。共1960万像素的顶层除了色彩信息之外，还承担了获取亮度信息的任务。如此一来，它能够实现相当于一般影像传感器两倍的信息获取量，可以达到3900万像素级别的细节表现力。实际拍摄时也可以明显感受到其表现力的与众不同。
虽然像素越高越好，但是像素偏移分辨率系统实现的表现力也值得一提对比照片为从浅草吾妻桥拍摄的东京晴空塔。所选用的镜头均为各大品牌下的高端镜头，并采用35mm左右焦距。为了避免各种光学像差所造成的影响，统一采用F7.1光圈。从结果看来，基本上是像素数越高的机型越好，但是宾得K-3Ⅱ的像素偏移分辨率系统也引人注目。
高画质的全画幅机型高感光度画质能力超群
在高素质镜头的基础上，相机的像素数越高，细节表现力就越出色。举例来说，通过这次拍摄的东京晴空塔照片可以看出，像素数较多的全画幅机型，对于第二展望台上方的天线部分的表现效果更好。虽然使用2435万像素的宾得K-3Ⅱ拍摄到的画面也能够表现出外墙上的大致轮廓，只是在细节方面还有些差距。但是，借助像素偏移分辨率系统对每一种颜色进行分別采样，最终能够实现细节丰富、媲美全画幅高像素机型的优秀画质。
另外，对于像素数与高感光度的矛盾也有所解决。通常我们认为影像传感器的像素数越高，高感光度的画质就越不理想。随着近年来电子技术的提升，即便是拥有超高像素的机型，高感光度画质也相当不错。不过换句话说，5000万像素级别的全画幅影像传感器，像素密度也只是和2000万像素级别的APS-C画幅影像传感器相当。由于像素数翻了一番以上，即便在高感光度下产生噪点，细节出现一些损失，画面的表现力也要比2000万像素机型强大。如果想要获得更好的高感光度画质，毫无疑问尺寸更大的全画幅影像传感器更具优势。另外，搭载了背照式CMOS影像传感器的索尼α7RⅡ在ISO6400的高感光度下，仍然能够保留野鸭标本羽毛的细节部分。相比D810和EOS 5DS日来说，细节更加丰富。
发挥像素数应有的表现力细节也能够获得出色呈现
在通常的影像传感器中，单个像素无法获得RGB全部色彩信息，对于色彩的判断主要依靠马赛克状排列的色彩滤镜对入射光进行过滤，并通过2×2的RGGB拜耳阵列像素组合进行记录。其中红色和蓝色感光像素各占全部像素的1/4，另外一半像素负责对绿色感光。拍摄吋不足的色彩信息需要通过相机对周围像素信息进行“猜色”。如果每个像素都能获得RGB全部色彩信息，相机就完全没有必要进行“猜色”。即便与传统影像传感器相同的像素数，也能够获得更加细腻的画面表现力。
如今能够通过单次快门实现这种拍摄效果的只有适马的Foveon影像传感器。另外，宾得的像素偏移分辨率系统可以通过机身防抖功能，将影像传感器以单个像素为单位进行微调，同时进行4次曝光，并在机身内进行自动合成，实现单个像素的RGB全色彩记录能力。在该模式下，虽然像素数仍为2435万，但每一个像素都记录下了真实的色彩，呈现出的是2435万像素的“真正”实力。虽然这种拍摄方式仅在使用三脚架拍摄吋才能实现，但是和通常模式相比，画面中的轮廓非常精细，细节部分也得到了完美再现。将画面放大到100%后，让人感到画面的精细程度足以和更高像素机型一拼高下。不过在普通拍摄模式下，画质就是普通带有低通滤镜机型的感觉。
希望今后除适马Foveon影像传感器之外，还有更多的多层构造影像传感器问世。同时，相比单纯地攀比像素数，各大品牌在细节方面的画质竞争也令人期盼。
大幅提升电子快门“幕速”的全新CMOS影像传感器
在不断进步的电子技术中，最令人期待的就是全局快门技术。所谓全局快门，就是影像传感器在瞬间同时对整个画面进行曝光和读取的电子快门技术。与之相对，目前单反相机和无反相机普遍采用的焦平面机械快门，是在画面的一端前帘打开时曝光开始，后帘遮挡后曝光结束，被称为“卷帘式快门”。由于在使用卷帘式快门时，画面两端的曝光时间会有细微差异，因此在拍摄高速运动的被摄体时，画面会发生扭曲。
快门幕帘的运动速度（幕速）越快，曝光时在画面两端产生的时间偏差越短，拍摄运动被摄体吋所产生的畸变也就越小。但是目前电子快门的“幕速”比焦平面快门慢，不仅仅拍摄运动物体吋的畸变更加明显，闪光灯的同步速度也更慢。
如果电子快门的“幕速”能够得到提升，就可以不需要搭配机械焦平面快门一起使用，快门声音和震动都能够得到有效抑制，同时还能够实现更高的连拍速度。如今，索尼RX100Ⅳ所采用的内置存储芯片背照式CMOS影像传感器让我们离理想更近了一步。通过“高速防畸变快门”技术，相机会快速读取影像传感器内的信息，实现了更快的电子快门“幕速”，拍摄运动物体时所产生的畸变也更少。虽然这项技术目前还无法与机械焦平面快门相匹敌，但是相比以往的电子快门技术，已经有了极大的进步。
普通连拍横式难以捕捉的瞬间也能够被轻松记录下来
Panasonic LUMIX系列GH4、G7以及GX8的最大特征就是通过4K规格视频短片实现了各种各样的丰富功能，其中特别值得一提的就是“4K照片”和“焦点包围”这两项功能。
其实所谓的“4K视频”，就是由30张/秒的帧率连续拍摄800万像素的静态照片组合而成。从4K视频中单独提取一帧，另存为一张800万像素的静态照片，就是“4K照片”功能。
LUMIX系列的“4K照片”功能与普通“4K视频”最大的区别在于，它被设计为一种照片拍摄模式。拍摄时可以和拍摄照片一样，根据自己的需求调整光圈值、快门速度。另外，画面比例也不局限于16：9，可以进行自行设定，最终所保存的静态照片也会附带Exif信息……这些都是它的独到之处。通过30张/秒的超高速连拍，以往难以注意到的瞬间也能够被展现出来。
“后对焦”功能则是可以在拍摄之后选择焦点位置，并将照片进行保存的功能。进行焦点包围拍摄时，相机将对焦范围内的每一个焦点进行分别对焦并借助4K视频功能进行拍摄。回放时只要触摸对焦屏，相机就会自动挑选出焦点位置与触摸位置相匹配的照片。最终选定的照片同样也会以800万像素另行保存。LUMOX GX8和G7在更新为最新固件后就可以使用这项功能。 在微距摄影领域也能保证全面的大景深拍摄效果
“如果想要获得更大的景深就要收缩光圈”，这一点可胃摄影的基本常识。但是光圈过小的话，成像会受到小光圈衍射的影响，画面锐度和对比度会明显下降，甚至会出现“小光圈虚化”现象。另外，影像传感器尺寸越大的机型，获得同样视角时的镜头焦距相比小尺寸传感器机型更长，虚化更加强烈，拍摄大景深照片也就更困难，而在拍摄微距题材时，由于对焦距离很近，即便是使用小尺寸影像传感器的便携相机，也难以保证景深。
如果想要获得从近到远全面合焦的大景深高锐度照片，首先就要选择成像较好的光圈值，逐渐变换焦点位置拍摄多张照片，并通过合成软件将这些照片进行合成，实现需要的表现效果。奧林巴斯OM-D系列中的E-M1、E-M10Ⅱ以及E-M5Ⅱ就搭载了能够快速拍摄多张不同景深照片的”景深包围”功能。在这项功能中，相机能够从合焦位置到无限远之间，以指定的焦点间隔进行无振动的电子快门拍摄。不过也正是因为电子快门的限制，最低快门速度被限制在了1/8秒。
其中，OM-D E-M1在搭配12-40mm F2.8PRO和60mm F2.8微距这两支镜头使用时，还能够进行机身内自动景深合成。当然，如果使用景深合成软件Hellcon Focus的话，丝毫不会被所用镜头所制限，拍摄自由度也会大幅提高。
适-5和富士借助独门秘技实现了高超的画质表现力
一般的影像传感器是将所有的像素排列在同一个平面上，并以横纵2×2像素为一组色彩阵列，布满整个影像传感器。在这4个像素一组的阵列中，两个像素负责获取绿色信息，另外两个像素分別获取红色和蓝色信息。
与其相对，富士所采用的X-Trans CMOSⅡ则是采用6×6共36个像素为一组的排列方式，同时还采用了独家的色彩滤镜排列方式。由于大阵列的排列方式更难和被摄体之间发生条纹干涉，摩尔纹的出现几率也就更低。由于在横纵双方向上都有感应R、G、B三种颜色的像素存在，在抑制伪色产生的同时还能够再现真实的色彩。正因如此，低通滤镜自然也就不再需要了。另外，感知绿色的像素数量由一般影像传感器中的18/36提升至20/36，对于亮度信息的判断更加精细。在实际拍摄中，能够实实在在地感受到富士的高分辨率和优秀色彩表现力。
适马的Foveonx3影像传感器则是借助不同色彩光线波长的传播特性，实现了极具个性的RGB分层式设计。这块影像传感器在垂直方向上对不同颜色的光线进行感光，每一个垂直的像素位置都能感知全部色彩，无须进行“猜色”，从原理上就杜绝了伪色的产生，自然也不需要使用低通滤镜。最新的Quattro系列机型所采用的影像传感器，在分层的基础上还采用了顶层、中层、底层分别为4：1：1的像素比例设计。共1960万像素的顶层除了色彩信息之外，还承担了获取亮度信息的任务。如此一来，它能够实现相当于一般影像传感器两倍的信息获取量，可以达到3900万像素级别的细节表现力。实际拍摄时也可以明显感受到其表现力的与众不同。