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3600萬之後 20大問題拷問高圖元

編輯:姬睿 圖/文:Thenea

隨著圖元不斷攀升,新一輪的影像競賽又拉開了序幕。以3600萬圖元級別作為一個分水嶺來看,此後的高圖元相機層出不窮。高圖元所帶來的好處自然不言而喻。然而隨之而來的問題也越來越凸顯。針對不同的用戶,我們總結出受人們關心的20大問題進行解答。希望讀者也可以根據自身的需求來選擇最適合自己的相機。

1.市場上的超過3600萬圖元的相機它們的畫質都一樣嗎?

當然不一樣的。理論上而言,同樣圖元數量的畫面受到不同感測器尺寸的影響,圖元顆粒的大小都不相同。越大的圖元顆粒越具有更好的畫質。當然,還要結合相機的處理器效果來看,處理器渲染之後的畫面也同樣決定了輸出的效果。目前市場上在售的高圖元相機類產品中,中畫幅尺寸與135全畫幅尺寸的相機幾乎都具有真正的高圖元數量。而同時,也有一些產品使用了數碼合成的效果來實現高圖元效果。例如奧林巴斯的E-M5II,通過機內的處理後,可以實現8張照片合成一張照片的高圖元拍攝模式,另外,手機產品中,OPPO的N3則通過數位運算之後,可以實現6400萬圖元的超清拍攝。但是由於感測器比例不同,畫質之間的區別明顯。下圖可以看出不同畫幅之間的感測器比例大小,可見畫質是有區別的。

2.鏡頭對解析度的影響大嗎?

鏡頭解析度有一個重要的指標就是MTF曲線。該曲線顯示的是鏡頭對對比度的忠實再現情況,縱軸表示對比度的優劣,橫軸表示與成像中心的距離。MTF曲線越平直,說明鏡頭解析度越高,對高圖元畫面的細節呈現效果越好。

3.鏡頭解析度與相機解析度怎樣對應?

相機的解析度與鏡頭的解析度有本質上的區別。相機的解析度是指在一定面積的感測器上有多少個圖元,而鏡頭解析度講的是在像平面處1毫米內能分辨開的黑白相間的線條對數,單位是“ 線對 / 毫米”。測試鏡頭解析度的方法是用待測鏡頭拍攝解析度圖板,然後用高倍放大鏡檢測底片上每毫米範圍內能清晰分辨開的線條對數,能分辨的越多則解析度越高。但是兩者之間的單位並不統一,因此不能簡單的用度量衡來衡量兩者能否匹配。

4.後期裁剪的2000萬圖元與正常拍攝的2000萬圖元一樣嗎?

針對這一問題,為了給大家一個更為真實的結果對比,我們使用相同設置的同品牌同系列相機拍攝同樣的場景進行對比。為了保證畫面的效果統一,我們使用同樣的焦距進行拍攝。

索尼A7R後期裁剪的2000萬圖元

A7R由於裁切之後的畫面對應的感測器尺寸變小,畫質在噪點控制上顯出不足

索尼A7正常拍攝的2000萬圖元

A7拍攝的畫面在細節表現上控制得非常到位,比A7R裁剪的畫面更好

5.不同圖元的相機拍攝出的畫面,到底能輸出多大的照片?

如果按照片的精細列印要求來計算,按300dpi的規格來輸出,那麼以下幾個代表級別的圖元可以輸出為:

3600萬圖元的照片,輸出尺寸約為29英寸,相當於一台顯示器的大小。

1800萬圖元的照片,輸出尺寸約為17英寸,相當於一台17英寸的筆記本大小。

5000萬圖元的照片,輸出尺寸約為 35英寸,相當於一台電視機的大小

6.接片的5000萬圖元與真正的高圖元相機差多少?

接片是使用後期軟體將拍攝的畫面合成為一張的手法。其目的是為了得到更高解析度的畫面。但接片受到環境光線變化、鏡頭畸變、電腦處理速度等因素的影響,不是每一個攝影愛好者都可以輕鬆掌握的技巧。但是直接使用高圖元照相機拍攝,則可以輕鬆地解決這一問題。那麼兩者之間差別明顯嗎?我們針對這一問題分別使用具有5000萬圖元級別的賓得645Z與600萬圖元的賓得K100D接片之後進行對比,查看最終的使用效果。

5000萬圖元的賓得645Z直出

600萬圖元的賓得K100D接片

接片的後期處理較複雜

使用接片拍攝時,在前期就要大量的準備很多設備,並且需要對畫面進行計算。並且需要對鏡頭呈現的暗角、畸變等因素進行矯正。此外也要正確的操作接片軌,以便獲得精准對接片效果。

測試結果

從兩組對比圖中可以看出,接片的畫面在畸變控制上更突出一些,但在畫面細節接縫處的處理上仍然會有一些地方不是非常的順暢,然而通過使用高圖元相機拍攝的畫面卻沒有這樣的問題。相對來說,直接拍攝的高圖元照片更加具有說服力。而如果使用高圖元相機進行接片,將會獲得上億的圖元總值。

7.相機的圖元數變高了,使用手持拍攝還可行嗎?

理論上來說,數碼相機的圖元數量變高之後,對於畫面的抖動也變得更加敏感了。以往我們認為手持拍攝的安全快門為1/30秒,為了測試高圖元相機在手持拍攝時的效果,我們使用4款高圖元數碼相機進行拍攝測試。拍攝過程中使用廣角鏡頭對建築物進行拍攝,使用快門優先模式拍攝。其中N3使用手動拍攝模式。在拍攝時,我們逐級降低快門速度,使用手持完成拍攝。以此來對比畫面中細節的抖動情況。

測試結果

從截圖中可以看出,當快門速度在1/125秒時,除E-M5 II之外,其餘相機手持拍攝都沒有問題,都可以獲得清晰的畫面。而當快門速度調至1/60秒時,在中畫幅相機上出現了畫面抖動的現象,而D810具有鏡頭防抖機構因此能夠抑制畫面的抖動。奧林巴斯E-M5 II 的高圖元採用了圖元位移拍攝的方法,因此在畫面抖動時合成效果會虛掉。由此,可以總結出高圖元相機拍攝時儘量不要使用手持拍攝,快門速度設定得高一些。

8.普通顯示器能看出高圖元的效果嗎?

高解析度顯示器可以將畫面的細節顯示得更加精細,我們以圖片的形式來展現不同顯示器上同一張高圖元照片的效果。

9.監視器查看相片是否會有延時?

很多攝影工作室在拍攝過程中都會使用資料線與相機相連接,將照片傳輸到電腦上,再通過螢幕挑選照片,可以事半功倍。使用高圖元相機拍攝其檔較大,傳送速率上是否會有明顯的延時?我們邀請攝影師對我們的相機進行實拍測試,用以測試其監視器延時時間。

測試結果

從實際的測試資料上看,基本符合了圖元越高延時越明顯的大趨勢,但相對來說延時對於工作節奏的影響不算很大。

10.視頻拍攝方面也具有高圖元嗎?

很多消費者都會有這樣的感覺,相機的感測器的圖元越高,其本身拍攝視頻的能力也越強大。其實目前主流視頻已經達到了全高清普及的趨勢,但對於4K視頻來說,似乎高圖元相機並沒有特別強調其視頻拍攝能力。基本上高圖元相機都配備全高清視頻能力。

11.高圖元相機的價格高於同檔次的其他相機,那麼它的CMOS感測器也更貴嗎?

這要看相機產品的畫幅,另外感測器的製造工藝也決定了其成本。數碼相機的影像感測器在製造時使用光刻機製造,C畫幅感測器光刻機刻一次就可以成型,但135全畫幅感測器要刻三次才可以。目前,已知的國際上APS-C畫幅的感測器採購成本大約是100美元,而高圖元全畫幅感測器的成本我們姑且按照1000美元計算,有可能會更高。

12.高圖元相機拍攝是否更耗電?

由於存儲卡容量有限,我們使用CIPA官方資料來對比幾款相機的待機時間,其中單反相機的待機時間基本正常,而微單相機因為使用電子取景器取景,因此耗電量更高一些。

13.高圖元相機特別貴?

並不一定是這樣的,有一些高圖元相機的價格仍然能控制在萬元以內,且高圖元手機的價格也不貴。

14.不同圖元級別的相機拍攝的照片,寬容度真的不同嗎?

寬容度是指照片能夠記錄的畫面中最亮的部分與最暗部分的能力。一般說來圖元越高,畫面的寬容度就越高。但有些同級別圖元的相機所拍攝的畫面的寬容度也不盡相同。為了更直觀地對比,我們對這一觀點進行測試。

測試一:不同圖元相機對比

首先我們選擇大光比的拍攝場景進行拍攝,將相機選擇在中心點進行對焦。在對於寬容度的考察過程中,將相機的拍攝模式均設定為自動,測光模式選擇為評價測光。為了更好地讓讀者理解寬容度的問題,對比的過程中使用兩組對比資料,即不同圖元級別的相機拍攝的畫面對比,以及相同級別圖元的相機拍攝的圖像對比。

測試結果

從800萬圖元的手機拍攝到5000萬圖元的645Z拍攝,我們可以看到在畫面中暗部的細節表現中,手機拍攝的畫面明顯差于高圖元相機拍攝的畫面,這說明圖元越高,所記錄的畫面細節越多,因此可以帶來更多的畫面層次。

測試二:相同圖元相機對比

在相同圖元級別測試過程中,我們選擇了都是全畫幅的尼康D810與索尼A7R進行對比,為了達到最好的拍攝效果,我們將機內的自動效果關閉,在鏡頭選擇中都使用了原廠24mm-70mm鏡頭與之搭配。使用相同的焦段與光圈進行對比拍攝。

測試結果

在局部放大的細節對比中,可以看出尼康D810保留了更多的畫面細節,而索尼A7R畫面中相對暗部的表現稍差一些。這也說明,即使是同圖元級別的相機,在寬容度上也不盡相同,最終的表現還受到鏡頭、處理器等因素的影響。

15.高圖元相機的圖元擁擠,降噪性變得更差嗎?

同樣感測器尺寸的單反相機,圖元數量提高之後,圖元點之間的密度變小,理論上來說畫質的降噪性會變差。不過,相機的降噪性與相機的處理器也有很大的關係,因此考察降噪效果也需要均衡這些因素。

為了達到客觀的測試效果,我們選擇同品牌同系列不同圖元值的相機產品來進行測試。在拍攝時我們將相機的機內降噪效果進行關閉,並使用同樣的拍攝模式對相同的夜景畫面進行拍攝。

通過從ISO100逐級增加感光度級別來測試機內的降噪效果。放大畫面的局部進行對比測試。對比不同相機拍攝的畫面中的噪點效果。

測試結果

從局部對比上看,在低感光的時候兩款相機的降噪效果十分接近,但當高感提升至ISO1600之後,5DS的畫質噪點變得更加明顯,由於兩款產品的感測器尺寸相同,可以看出圖元密度提升對於畫質的影響是非常明顯的。

16.高圖元相機使用低圖元值拍攝,降噪是不是會變好?

為了驗證這一問題,我們使用D810的全尺寸輸出與900萬圖元級分別拍攝ISO6400高感光度的畫面,對比細節表現。

測試結果

從畫面中我們可看出,使用尼康D810拍攝的高感光畫面,即使在機內設置時使用了低解析度拍攝,而畫面的噪點與全尺寸輸出也沒有區別,只是畫面的細節變少,但噪點並未減少。這是因為機內的圖元密度是固定的,並沒有因為畫面輸出的圖元變小而出現變化,因此降噪效果並沒有區別。

17.高圖元相機的連拍效果如何?

高圖元相機由於存儲資料量變大,因此在連拍性能上並不是十分突出,而除了連拍速度之外,抓拍效果與另外一個重要的指標也緊密相關。對焦性能也是考察連拍效果的指標。因此從這兩方面性能出發,我們考察相機在連拍效果上的表現,查看具體的抓拍效果是否出色。以此來判斷其本身對性能的影響如何。

測試結果

從幾款產品連拍的效果上看,其中奧林巴斯EM5 II的表現最好,首先微單相機在結構上無反光板,因此天生的優異條件使其能夠比單反更出色,其次它本身的對焦性能優異,因此比其他產品更加迅速。而其他產品在連拍時也能記錄下運動的瞬間,因此高圖元相機在拍攝連拍畫面時也能夠滿足絕大多數拍攝的需求。

高圖元不代表連拍慢

一般來說,超高連拍速度相機都配有不是特別高的圖元值,這是為了確保存儲速度不影響連拍。而這也並不能說明高圖元相機就具有比較慢的連拍速度。總體上看,高圖元的相機基本保持了5張/秒的連拍

18.3600萬圖元以上的機器到底需要多大的存儲卡?讀取速度要多少?

以3600萬圖元的D810,16GB記憶體卡為例

採用14-BIT的無失真壓縮格式拍攝RAW 一張照片大約40MB,可以儲存400張照片 。

採用14-BIT全尺寸輸出的JPEG 一張照片大約20MB,可以儲存800張照片。

按照一張照片20MB大小計算,相機連拍速度是5張/秒,大約需要100MB。

19.如果3600萬圖元的相機每天拍攝100張照片,一年需多少容量的硬碟?

JPG格式 20MB*100張*365天=730GB

RAW格式 40MB*100張*365天=1460Gb

20.高圖元照片重播速度是不是很慢?

為了驗證這一問題,我們使用不同的相機拍攝高圖元照片,並對按下重播按鈕之後到畫面出現的時間進行對比。

2000萬圖元級別的EOS 6D在重播速度上並不慢,應該說它的性能比較均衡 RAW重播速度0.37秒,JEPG重播速度0.25秒。

具有3638萬有效圖元的尼康D810重播速度非常快,令人吃驚,這可能是因為其機內設置了類似於預讀圖片資訊的功能,讓重播速度無時滯。 RAW重播速度0.28秒,JEPG重播速度0.2秒 。

作為一款智慧手機,N3可以拍攝出6400萬圖元的相片,但是在重播速度上稍微有一些時滯。RAW重播速度0.8秒,JEPG重播速度0.5秒。

到底該不該買高圖元相機呢?

看完前文中高圖元帶來的20大問題,你對高圖元相機是否還具有強烈的好奇,是否還在猶豫自己到底要不要購買?

中畫幅機型

中畫幅機型對於普通人來說接受程度較低,價格較高,此外相對來說體積較大,不利於旅行使用。適合於商業攝影師、風光攝影愛好者等用戶。

全畫幅單反

全畫幅單反普及率較高,適合普通攝影師使用,並被很多攝影愛好者所接受。

高圖元微單

高圖元微單相機擁有更加小巧的體積,同時操控也更簡單。這類產品受到很多攝影愛好者擁護,同時喜愛旅行的人群也很喜愛它們。

高圖元手機

智慧拍照手機可以拍攝出4000萬圖元甚至6400萬圖元的照片。但受鏡頭所限,所輸出的畫質難以達到專業的水準,但價格便宜被更多的大眾所接受。

未來的圖元會怎樣發展?

隨著1000萬圖元、2000萬圖元的時代過去,影像產品的圖元值似乎在不斷地向前發展著,但是未來的影像產品的圖元發展會是怎樣的?

更高圖元不是夢 技術上早已成熟

早在2003年,DALSA半導體特技公司就曾經宣佈他們已經開發出了世界上首塊總圖元水準超越100000000(一億)圖元的CCD光學感測器,這塊尖端光學器件是由該公司為美國海軍觀測所而開發,其主要用途在於天文觀測。而這種用於科學領域的相機很難推廣到民用級領域。2013年佳能公司的技術人員宮成 洋就表示:“幾年前佳能已經成功研發出一億圖元的感測器,因此從技術角度來說,我們要研發出4000萬圖元感測器是沒有任何問題的,但是如果我們一味地追求更高圖元的話,可能會帶來一些負面影響。如高感光度性能,同時高圖元的影像處理、儲存也為電腦帶來更大的負擔,另外拍攝的時候,一些微小的抖動就可能對像質造成比較大的影響。”而另外近期賓得公佈了一些感測器抖動合成的技術資訊,相信這些技術是打算應用于未來的單反,包括全畫幅相機上的,賓得這種技術可以通過更新固件,來使得一些現有的相機實現圖元合成。合成解析度會有非常大幅度的提升,超過一億圖元不是夢想。

民用級1億圖元產品將進入視野

從歷年的相機圖元發展上不難看出,感測器成本始終在相機製造中佔據最多的部分。早年間感測器成本佔據銷售價格的幾乎一半,隨著科技的進步,目前只有高圖元感測器的價格相對昂貴。與此同時,激烈的競爭也使得產品在其他性能方面的開發不得不提速。但相應地其他性能的研發、機身設計成本也頗高。從五千萬圖元到一億圖元的進化首先在技術上已經沒有瓶頸,而相對來說,配套的鏡頭、存放裝置等發展水準也影響到產品開發的速度。隨著5000萬圖元民用級單反的誕生,相信未來3年內勢必會出現一億圖元的民用級產品,而其價格也將會更易被大眾所接受。

編輯點評

3年內勢必出現1億圖元

隨著高圖元的不斷發展,目前技術上已經沒有任何瓶頸,可以看到1億圖元在工業上已經有所應用,民用級領域3年內一定可以期待。——劉東

鏡頭支持要匹配到位

雖然高圖元相機已經普及,但是由於老的鏡頭群有很多都不能滿足高解析度的輸出效果,因此對於高圖元相機來說,高解析度鏡頭也要及時更新才可以。 ——姬睿

存儲速度要跟上

高圖元相機拍攝的畫面帶來的最大困難就是在於所存儲的檔案格式超大,因此在存儲速度以及容量上提出了新的要求,這也是很多品牌需要解決的問題。 ——劉念

via Fotomen

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