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数码相机技术误区与探讨
时间: 2007-5-14     来源:     作者:
[问]   高分辨率与低噪声能否兼得?

[答]   目前数码相机的降噪处理更多地体现在图像引擎的算法上,如果打个简单的比喻,就是要通过分析画面,用一个像素“应该有”的色彩抹去斑斓的噪声花斑。这个估算过程在很大程度上决定了图像最终的清晰度和噪声值,并带来不同的图像观感。如果单纯为了追求低噪声,加大图像处理的力度,用仿佛水粉画般的处理抹去图像中所有突兀的信息,一些表现物体轮廓和质感的信息很有可能被“误伤”;如果单纯追求分辨率,普遍采用轮廓增强等算法,在线条被塑造得更加鲜明的同时,原本隐藏的噪声信号也会趁机显露出来。

数码相机的分辨率和噪声在一定程度上是一对矛盾,在传感器本身信噪比就不高的情况下很难调和,从这次横向评测的数据中我们不难发现这一点。幸好在半导体技术不断寻找突破点的同时,图像处理技术也面临着发展。从一些主流厂家最新数码相机拍摄的图像中,我们闻到了更多智能化图像处理的味道,它们可以分析出连续色块和线条所在,针对不同的对象实施有针对性的处理。于是,我们就得到了线条锐利、层次平滑的图像,在典型场景中,人物的脸部甚至可以被识别,针对肤色进行特殊的优化。看来,鱼与熊掌兼得的日子不远了。

容易出现的误区:低噪声的干净画面总是伴随着高分辨率。

探讨:对于传统银盐胶片和某些数码相机,这种判断是正确的,较高的噪音会将图像细节湮没,引起清晰度的下降。对于很多数码相机,情形则完全不同,由于图像传感器来源非常单一,每台相机从CCD(CMOS)到图像引擎的信号都相差不大。但图像数据随后的旅程则造就了每个品牌、机型迥然相异的风格。数码相机会对图像进行大量的优化和调整,这在目前已经成了各厂家核心技术的体现。抛开色彩校正、层次还原等处理不谈,在降噪方面的图像处理技术对分辨率的威胁很大。

[问]   银盐被超越了吗?

[答]   先说一点儿有利于正方的消息。我们利用传统银盐平台同期拍摄了所有的样本,并与数码单反的拍摄结果进行了比较分析,结果在很大程度上宣告了数码的胜利。我们采用的传统平台是佳能EOS-1相机,与数码单反共用EF 24-70mm L镜头,柯达100VS专业反转片,在专业图片社进行E-6吊冲,反转片在肉眼观察的同时通过Microtek ArtixScan 4000TF扫描到计算机中分析,这个流程已经代表了典型高质量银盐图像的产生过程。

在4000dpi的扫描精度下,35mm胶片可以产生约2000万像素的图像,从数量上看超过了当前顶级的数码单反(1380万像素,柯达Pro 14N)。但其图像中CMY三色染料颗粒已经非常明显,在屏幕上100%观察时严重影响了清晰度;相比之下,数码单反拍摄的结果则要清晰得多。由于两种平台难以直接对比分辨率,我们只能通过评估认为,这个银盐胶片的分辨率基本等同于600万像素数码相机的分辨率。

佳能公司曾在很多场合表示,EOS系列DC在商业摄影领域的目标是挑战中画幅相机,这次评测让我们深刻认识到了这一点。这类顶级数码单反产生的图像在分辨率上已经超越了银盐的水准,可以生产更大幅面的清晰画面,同时,它们也对镜头和拍摄环境提出了更高的要求。

但是,不要高兴得太早。在色彩、动态范围等领域的比较证明了银盐技术生存下去的必要性。虽然数码单反都可以通过12位A/D转换器获取丰富的图像信息,生成36位色彩深度的RAW文件,尽量保持图像信息的完整性。但同样经过扫描仪数码化的反转片带来了更为出色的色彩信息。其色彩层次更加丰富,被摄体的质感也栩栩如生。在与民用数码相机对比时占足了上风的数码单反在反转片面前显得过于平淡,非常微妙的色彩和层次往往被忽略掉了。柯达公司的一位图像传感器专家说目前CCD在有效动态范围上依旧不及专业银盐胶片,这就是差距的原因。看来,非常在意层次和色彩过渡的用户还要在银盐领域等待了。

容易出现的误区: 银盐与数码在很多讨论者看来完全是水火不容的竞争者,银盐能否继续生存值得怀疑。

讨论: 全画幅数码单反相机曾经是数码影像拥护者的梦想,也是坚持传统平台的人最后的一个理由,随着佳能EOS-1Ds等产品的推出,数码单反终于可以拥有广角镜头的视野了。这正是全画幅数码单反最大的优势,即可以充分体现传统镜头群中每一只镜头的特色,实现等同于传统影像模式的创作手段,很多人认为,银盐的末日到了。

[问]   对焦与反应速度该怎么提高

[答]    提高对焦和响应速度的方法很多。首先,采用传统单点对焦方式肯定会提高速度,因为对焦评估部分只用处理很小一部分图像的数据,减少了判断所需的时间,但这样会降低产品的易用性;其次,采用高速处理器和改进评估算法也很有效,不过这样会提高成本并减少电池寿命;第三,类似富士超级CCD和Foveon X3等最新传感器可以只读取传感器中某一区域的数据,在处理的源头就减少了数据量,提高了处理速度,可惜这类传感器应用还不太普及;第四,可以为相机增加一套镜头外的辅助对焦系统,不通过CCD也可以对焦,富士S602和理光RR30就是通过这种架构赢得了快拍的美名,但辅助对焦系统不仅增加了造价,而且精度往往不如CCD……

看来,提高对焦与响应速度对数码相机来说是个相当棘手的问题,需要厂家花费巨大的精力研发更好的解决方案。

误区: 由于普通数码相机的对焦是通过TTL-CCD进行的,很多人认为CCD像素数越高,对焦速度也可以越快。

探讨: 正因为普通数码相机在对焦时必须读取CCD成像信号,对焦和反应速度曾经是第一代高像素数数码相机心中永远的痛。像素数提高就意味着每次读取CCD信号的数据量也随之增大,对焦、测光、液晶屏显示等后续处理也同样背上了沉重的包袱。因此,我们常常可以看到,基于相同硬件平台的数码相机系列中,低像素数的产品速度往往高于高像素数的“大哥”。

[问]   我该选择哪种电池系统

[答]   在容量方面,锂电池已经没有明显的优势可言了。我们在多次评测中使用了大量2000mAh的倍能(iMax)镍氢电池,而普通数码相机的锂电池容量常常在1000mAh左右。拍摄数据也说明了这一点,富士S602等“长跑选手”已经开始追赶佳能G3、Sony F717创下的纪录。而且采用通用镍氢电池的数码相机,随时都可以买到应急的电池,或是随时利用别人的充电器充电,很少因电池耗尽出现尴尬场面。利用专用充电器,其充电时间也往往减少到4小时以内,直追锂电池。镍氢电池充沛的能量和近1000次充放电寿命让它成为目前性价比最好的数码相机电池。

此外,电池的电压也是一个值得关注的问题。最近采用两节5号电池的数码相机越来越多了,本次评测中入门级的产品基本都是这个配置。减轻重量和能耗固然是好事,但在同类型的硬件平台上,高供电电压往往可以带来更快的拍摄和处理速度,以及更高的图像信噪比。在EOS-1D/1Ds系列上采用的12V NP-E3镍氢电池组就是很好的例子。因此,在高性能的数码相机上采用高电压的电池组可能还是一段时间内必然的选择。

倍能2000mAh电池充分显现了镍氢电池低内阻、大电流放电的特性,闪光灯充电速度较快,而且高速连拍、视频片断记录也绝不拖泥带水。它同时也带有镍氢电池放电曲线电压平稳、但到末端迅速跌落的特色,一旦液晶屏开始提示电池容量不足,其剩余电量也就只能支持拍摄十几张了。其专用充电器具有快速充电和智能充电的特性。

容易出现的误区: 锂电池能量密度高,体积小巧,是数码相机供电的首选。

探讨:从使用来讲,数码相机在取景、曝光、图像处理、回放和存储时都具有不同的耗电特性;从主要的耗电器件来分析,液晶屏、闪光灯、图像传感器和处理引擎都是耗电大户,而且基本都属于突发型的,只是在工作的瞬间需要大电流,平时的静态电流很小。这就决定了数码相机的耗电特性,需要电源具有突发大电流供电能力。从这一点来看,内阻比较低的电池更适合数码相机使用,它可以明显提高数码相机的响应速度。从闪光灯平均充电时间分析,采用锂电池的相机遥遥领先,通常只需3秒,而采用镍氢电池的机型往往要长于6秒。

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