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六大关键技术 解析2018年相机发展主旋律

来源:网络   发布时间:2018-02-26 15:45:20

2018年对于相机行业,注定是不平静的一年。在过去的两年,受制于多方面的因素,相机行业不管是市场层面还是技术层面都表现得比较平淡,2018年势必将会迎来一波新技术的全面爆发。今天的文章,我们就从六个关键词出发,来看一下2018年的影像行业,会有哪些技术亮点。

·传感器背照式传感器促进画质进步

传感器是数码相机的核心,传感器技术决定了数码相机的整体发展水平。在2017年开始,背照式传感器开始逐步在专业全画幅机型中运用,例如尼康D850、索尼A7RIII都采用了背照式传感器。在2018年,可以预见传感器技术将会迎来背照式传感器的集中爆发。

2018年,将会是背照式传感器将成为重要发力点

2018年,将会是背照式传感器将成为重要发力点

背照式传感器的优势有两个方面:提升单位像素开口面积从而使得画质得到提升,采用片上ADC设计使得传感器速度得到提升。

背照式传感器可以提升画质表现

首先先说第一点,背照式传感器与传统传感器相比,通俗来说就是将电路放在了感光层的下面。这样一来,光线进入像素后不用像以往一样通过一个“电子元件组成的通道”才能到达感光层,单位像素的进光量会得到提升,而且光线不会受到干扰,从而能够大幅提升传感器在弱光下的拍摄画质,也就是提升高感表现。

背照式传感器,可以提高单个像素的进光量,并且能减少干扰,从而提升画质

背照式传感器,可以提高单个像素的进光量,并且能减少干扰,从而提升画质

2017年,高像素机型和高速度机型正在加速融合,高像素机型提升对焦与连拍性能,可以依赖于处理器和对焦组件的进步,但是高感和高像素始终是处于对立面。背照式传感器可以让高像素机型拥有更好的弱光表现,也是高像素和高速度融合中必不可少的重要推动力。

背照式传感器可以提高处理效率

第二点,背照式传感器电子元件位于底层,因此有着更充足的设计空间,因此背照式传感器可以将ADC集成于传感器之上,也就是我们说的片上ADC。ADC是AnalogtoDigitalConverter的缩写,简单来说就是模数转换,就是把传感器的光信号转化为数字信号。

片上ADC不是背照式的专利,但是背照式可以更好运用片上ADC

片上ADC不是背照式的专利,但是背照式可以更好运用片上ADC

片上ADC不是背照式的专利,传统传感器同样也有片上ADC,但是背照式传感器能够让传感器有更充足的空间,加入更多电路设计,从而让传感器本身具有处理能力和缓存能力。对于背照式传感器来说,传感器可以获得更好的对焦性能和更好的视频性能。

背照式传感器内置处理电路和内存(注:堆栈式同为背照式传感器一种)

背照式传感器内置处理电路和内存(注:堆栈式同为背照式传感器一种)

正因为背照式传感器的优势,因此采用背照式传感器的机型可以采用更复杂的混合对焦系统,这对于微单相机来说是至关重要的。(例如索尼A7RII/A9/A7RIII都采用背照式传感器,所以对焦性能提升显著)另外一点,背照式传感器可以提升对焦速度,对焦速度分为对焦速度和对焦驱动次数,例如某机型标注0.04秒AF和480fps对焦驱动,就是说可以在0.04秒内完成对焦,每秒可以驱动对焦480次。背照式传感器由于具备片上ADC,对于提升对焦速度优势明显。

2017年,尼康和索尼都开始采用背照式传感器,2018年必将继续普及

2017年,尼康和索尼都开始采用背照式传感器,2018年必将继续普及

另外一点,如今相机的第二生命力是视频拍摄,对于视频拍摄来说,片上ADC同样可以提升视频采集速度,从而获得更高帧率的视频拍摄,有利于推动相机视频的发展。

对于传感器来说,背照式传感器是现阶段最主流的传感器发展方向,背照式本身代表了高画质与高速度,也是目前相机发展的主旋律。之前背照式主要存在于小尺寸传感器上,例如手机、卡片机;在2018年,我们将看到更多专业相机采用背照式传感器,背照式传感器也将加快高像素和高速度的融合步伐。

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对于2018年来说,是微单十周年。微单相机发展其实就是传感器的发展历史,但是传感器上的功能有很多,影响微单使用体验和相机定位的另外一个核心因素就是对焦系统的发展。与单反相机不同,微单相机的对焦,完全依赖于传感器的对焦系统。

微单对焦第一阶段:2008-2012,反差式对焦

从2008年到2012年,微单的对焦系统全部依赖于反差式对焦系统,也就是我们俗称的对比度检测对焦。这种对焦系统由来已久,属于最早应用的实时取景对焦系统。反差对焦技术实现难度低,不用进行埋点处理,因此对画质不会有任何影响。另外,在反差式对焦能够正常工作时,一般不会出现跑焦现象。

传感器对焦的技术是反差检测,需要反复计算多次尝试,因此容易拉风箱

传感器对焦的技术是反差检测,需要反复计算多次尝试,因此容易拉风箱

反差式对焦虽然起步早,但是技术局限性强,反差式对焦说白了就是检测对比度差异,因此对焦时依赖于反复侦测,往往拉风箱现象严重,而且对焦速度偏慢,因此反差式对焦不适合追焦或者高速对焦拍摄。由于对比度检测需要检测到明显的高反差,因此弱光下对焦性能下降明显很难完成合焦。

夜晚,或者拍摄色彩单一缺少对比的物体,反差式对焦经常会找不到焦点

夜晚,或者拍摄色彩单一缺少对比的物体,反差式对焦经常会找不到焦点

第二阶段:2012年至今,混合对焦阶段

从2012年开始,大部分微单厂商都开始尝试混合型对焦系统,各品牌最早机型分别是索尼NEX5R、三星NX200、佳能EOSM、富士X-E2等等。也就是在传感器中植入相位点,从而实现反差对焦+相位对焦的混合对焦。我们知道反差式对焦有拉风箱、对焦速度慢、难以追焦的先天问题,而相位检测则可以克服这些问题。也就是说混合对焦系统是相互辅助的系统,相位对焦可以提供更快速的对焦驱动,而反差式对焦提供更精准的对焦校准。

目前相位对焦覆盖最夸张的是索尼A9,但是也牺牲了400万像素

目前相位对焦覆盖最夸张的是索尼A9,但是也牺牲了400万像素

混合对焦系统是从2012年到现在,占据主流的微单对焦解决方案,但是混合式对焦也有劣势,如果要提升连续追焦性能,和相位对焦覆盖面积,就需要埋入更多相位检测点,就需要损失更多的像素。目前索尼最强大的微单对焦系统是索尼A9,这款相机为了埋点,损失了近400万像素。(机身像素2800万,实际像素2400万)

第三阶段:全像素对焦、DFD对焦,更多新技术等待开发

目前,混合对焦技术依然是微单实现高速对焦的核心技术。但是现在出现了很多新技术,或许未来会影响到微单相机的对焦发展。

首先是双像素对焦,拥有这项专利的包括正在广泛使用的佳能(M5/M6/M100等均采用全像素双核对焦而不是混合对焦)、拥有技术未使用在相机上的三星、已经刚公布专利的尼康等。全像素双核对焦技术是相位检测的另一种方式,原理这里就不多做解释。全像素双核可以解决反差对焦速度慢,埋单会影响画质的问题。但是现阶段全像素双核对焦的追焦表现并不理想。

佳能全像素双核对焦,是不用埋点的相位检测对焦

佳能全像素双核对焦,是不用埋点的相位检测对焦

其次是松下DFD技术,可翻译为空间检测对焦,这套系统可以理解为超高速模式下的反差式对焦技术,核心原理是通过高速度驱动,模拟相位检测同时使用两组画面判定距离的检测原理。我们知道相位检测可以直接预判焦点的距离,而DFD技术则是依靠超高速对焦驱动实现,原理上不同,但是结果上都是直接预判主体距离从而实现对焦。

松下DFD技术依然是反差对焦,但是可以像相位检测一样预判位置

松下DFD技术依然是反差对焦,但是可以像相位检测一样预判位置

可以说,如今混合式对焦系统依然是最主流的选择,例如即将在CP+上发布的佳能EOSM50,又将重新采用混合对焦系统。但是双像素对焦、空间检测技术,将为微单相机对焦提供更多选择性。2018年,微单相机想要继续发展走向新十年,必然要突破现有对焦系统的障碍。

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防抖系统是现代相机中非常重要,也是技术要求极高的相机系统。数码相机的防抖机制发展时间要比相机短很多,到目前为止镜头防抖经历了两次发展,而机身+镜头组成的双重防抖时代即将到来。

镜头防抖组件非常复杂,到如今大部分厂商都是第二代光学防抖

镜头防抖组件非常复杂,到如今大部分厂商都是第二代光学防抖

镜头的光学防抖发展经历了两个阶段,简单来说,最早的防抖只能纠正上下、左右摇动造成的抖动。第二代光学防抖可以实现各个方向上的抖动修正。如今镜头光学防抖效果大概可以达到4-5档。但是光学防抖不是我们今天讨论的重点,我们下面将经历放在机身防抖上。

机身防抖出现也已经有一段时间了,现在具有可以应用于大尺寸传感器,例如微单单反上的厂商有:宾得、奥林巴斯、索尼、松下、富士。单反相机上拥有机身防抖的仅有宾得,但是微单相机方面,在2018年,仅有佳能、尼康和徕卡不具备机身防抖。可以说2018年必然是机身防抖开始普及的一年。

机身防抖已发展到第二代,一般具有五个轴向的校正,对于镜头来说,不具备旋转防抖

机身防抖近两年发展迅速,部分厂商已经发展到第二代。最早机身防抖往往是三轴防抖,不能与镜头联动,第二代机身防抖是五轴甚至于六轴防抖,具有机身+镜头双重防抖机制,到2018年已知最高防抖效果源自于松下G9,可达6.5档(等效280mm以下)。

对于微单来说,机身防抖+镜头防抖的双重防抖,如今可以达到6.5档效果

对于微单来说,机身防抖+镜头防抖的双重防抖,如今可以达到6.5档效果

镜头和机身的双重防抖机制,有着不同的效果。镜头防抖更适合长焦下的防抖,而机身防抖应对拍摄时造成的机身旋转更有效果。而且结合机身防抖,很多不具备防抖的小型镜头或者定焦镜头,能获得更大的使用空间,因此机身防抖必然是2018年发展的重点,微单相机将会首先开始普及机身防抖。

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4K是这两年的不断提及的话题,在2018年,4K视频将会完成最后的普及,全面面向入门级机型。

4K相机的技术难点,主要在于传感器的采样模式,老款传感器无法采集4K视频需要的数据,因此普及4K最核心的就是传感器的改进。截止到2017年,中端APS-C画幅以上的新品相机,基本具备了4K视频拍摄性能。2018年发布的新品相机,4K视频的门槛已经逐步逼近3000-5000元价位。

即将发布的佳能EOSM50,将会是佳能第一款APS-C画幅4K视频相机(M50尚未发布,图片为谍报图片)

4K过后,视频发展会暂时稳定在4K这个分辨率,下一步提升的将会是视频的帧率和码流。如今大部分机型的视频拍摄还停留在4K30p和1920×108060p的阶段,但是部分高端机型或者是以视频为主打的机型,已经开始支持4K60p和1920×1080120p或者更高帧率。高帧率视频将会在近两年内快速普及。而码流方面,如今100Mbps以上码流越来越常见。

在未来一到两年内,4K视频将会完成普及,入门卡片机也将会搭载4K视频

在未来一到两年内,4K视频将会完成普及,入门卡片机也将会搭载4K视频

对于4K视频之后,4K视频是现阶段比较合理的视频分辨率,4K之后,6K不会成为主流,而会在几年后提升至8K视频,但是这至少是2020年之后的事情了。目前来看,4K视频将会在2018年内实现基本普及,在未来一到两年内实现全面普及。在近两年,我们将看到上至专业机型,下到入门卡片机,都将搭载4K视频拍摄。

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小型化和轻量化,是相机发展的另一个重要方向。并不是所有的用户都需要大且沉重的摄影器材,画质表现有时候不是那么重要,大家更需要轻便易于携带的器材。

微单相机普及加速,相机的体积继续减小

对于微单相机来说,2018年的发布数量有明显增多。2017年全年有12款微单相机发布,而2018年1、2月份,已知产品中就有8款微单相机问世,数量上微单相机正处新十年的开端,必然将会迎来新的爆发。(注,截止到2月25日,已至微单包括:富士X-H1、X-A5、X-A20,松下GH5S、GX9、GF10,奥林巴斯E-PL9,佳能EOSM50)

从2018年1月1日到2月25日,已经有八款微单相机问世(去年全年为12款)

从2018年1月1日到2月25日,已经有八款微单相机问世(去年全年为12款)

微单相机在体积和重量上的优势不用多说,在微单发展的新十年,微单相机已经不再等同于入门级,1、2月份发布的8款微单中,有3款中高端微单产品。微单相机如今在画质、拍摄性能上已经全面追上单反相机,虽然个别方面还有欠缺,但是2018年,微单相机肯定在对焦、续航等短板上继续努力,相机轻量化发展,将会迎来新的时代。

一英寸相机与手机的第三回合

对于卡片机来说,在过去十年内销量持续下降,如今的家用卡片机市场份额和新品数量都非常少了,卡片机更多集中于一英寸及以上画幅,以专业路线为主。在过去若干年内,卡片机和手机经历了数次正面交锋,第一次是手机摄像头像素突飞猛进时,卡片机受到了第一次冲击。第二次是随着社交媒体兴起,手机的便携性让卡片机收到了第二次冲击。如今第三次,则会是手机双摄和算法优化带来的冲击。

第三回合交锋,手机杀手锏是双摄,而卡片机则迈向了更大画幅

第三回合交锋,手机杀手锏是双摄,而卡片机则迈向了更大画幅

在第三回合交锋中,手机的镜头性能被开发出来,凭借双摄和算法,手机也有了长焦和虚化,另外很多手机支持长曝光,卡片机的弱光优势也在减小。不过如今卡片机的画幅已经从1/2.3英寸的时代变为了一英寸的时代,未来卡片机将会更在专业备机、视频拍摄和入门发烧等层面发力。便携性与画质的平衡,是卡片机现阶段的生存秘籍。

镜头小型化轻量化镜头逐渐增多

镜头轻量化设计,是镜头发展的下一个课题。如今的镜头,光学素质相对于十年前已经有了巨大提升,新的镀膜技术、新的设计方法,使得镜头从锐度到色散眩光等表现,都有了飞跃。但是随着机身越来越小,镜头小型化也势在必行。

微单实现了机身的轻量化,下一步将会是镜头的减肥工程

微单实现了机身的轻量化,下一步将会是镜头的减肥工程

在2018年,新光学设计、步进式马达、全新镀膜工艺、复合材料使用,都将减少镜头的体积和重量。另外,随着机身防抖的普及和机身高感性能的提升,很多非专业镜头不再需要特别大的光圈,以100-400mm为例,出现了很多小光圈的轻量化镜头,这都是2018年镜头行业的发展方向。

·入门细分摄影入门门槛已下降至2000元

2018年的最后一个技术看点,将会是相机行业的成本控制。更为准确来说,将会是入门市场的重新细分。如今的入门市场竞争日渐白热化,特别是入门微单和专业卡片机的加入,使得入门相机市场变得更加复杂。因此从去年开始,到即将到来的CP+上,入门相机市场开始了新一轮的细分市场,可以看到佳能2000D/4000D/M50、富士X-A5/X-A20、松下GX9/GF10、奥林巴斯E-PL9等等都是入门级产品。

本次CP+,核心是微单和入门产品,2018年的趋势同样如此

本次CP+,核心是微单和入门产品,2018年的趋势同样如此

对于摄影用户来说,如今可以选择入门单反或者微单作为入门的第一台相机,也可以选择卡片机作为第一台相机。虽然2018年相机行业在高端领域已经摆脱了价格竞争,但是在入门机型上,价格战依然激烈。最新的几台相机来看,产品线之间差价不足千元,从2000元到5000元,有差不多三四档机型可以选择。在这种情况下,降低成本就是2018年的一个技术革新要点。

降低成本,核心方法有三点:去反光板、细分产线和提升附件销售量。从目前来看,各个厂商在这三点上都下足了功夫,入门产品价格持续创下新低。相信未来相机行业的入门门槛将会越来越低。

如今,3000元以下已经开始出现最新的廉价产品线

如今,3000元以下已经开始出现最新的廉价产品线

还有三天便是日本CP+展会开幕日了,在本届CP+上,聚合了大量的新品相机,但是高端产品目前看仅有数款,而且大多集中于镜头领域。机身方面,入门机型也是本届CP+的核心看点。究竟入门机型价格走势如何,将会是2018年的关注重点之一。

本届CP+时间为2018年3月1日-4日,本届CP+上新品众多,有大量新发布的相机和镜头,我们也将派出强大的报道阵容。今天我们讨论了2018年的6大核心关键词,在本届CP+上都会得到印证。三天之后,我们相约日本横滨会展中心。

netease本文来源:网络责任编辑:罗罗 
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关键字:2018年相机发展主旋律

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