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数码让单反走开

摄影界有一种单反相机崇拜。曾经到过一些摄影论坛,要加入论坛的摄影团首要的条件是要有一架单反相机,不然就会被人嘲笑,根本不会被圈子接纳。那么单反相机是否就那么重要呢?是否有没有单反就是分辨专业摄影与菜鸟的充分必要条件呢?这就要从什么是单反相机谈起。

一、胶片相机的旁轴取景和单反取景http://news.xinhuanet.com/foto/2010-07/20/c_12350602_2.htm

单反相机的概念是从胶片相机时代开始的。记得在学生时代有次同学们一起去春游,有位同学想仿照看过的照片拍一张把远处的同学“托在手上”的照片,从取景器中看得很好,但洗出的照片却让人大失所望,因为远处的同学根本不在近处同学的手的上方位置,偏离了很远。为什么看上去很好的设计景象无法实现呢?因为使用的是平视旁轴取景的胶片相机。(下面照片取自网络)

旁轴取景式胶片相机:是在拍照用的镜头光学系统外另设了一个取景用的部分,拍摄者能通过这个取景孔看到被拍摄的人或物,结构非常简单成本也很低,但拍摄者从取景器中看到的图像和最终照片上的图像会有一定程度的偏差,即有视差,无法做到“所见即所得”。

单镜头反光胶片照相机:单反就是单透镜反光的缩略,英文为SLR(single lens reflex),是通过光学系统的巧妙设计,把镜头中进入的部分光线反射到取景框中,使取景窗中所看到的影像和胶片上完全一样,消除了视差,可以做到“所见即所得”。

早期的单反是通过使用一片成45度角放置的可移动的毛玻璃来俯视取景的,135单反胶片相机的取景框是平视的,其核心部件是个五棱镜,通过棱镜的多次反射,影像送至目镜时是上下正立且左右校正的的影像。以下是网上找来的其工作原理图:

据说最早生产五棱镜平视取景单反相机的是蔡司,1948年,当时还属东德。这种光学结构延续了半个多世纪,被各国的多家相机生产商模仿,发展到现在的数码单反相机其结构还没多大变化,一直是专业相机的基本组成结构。

二、数码相机的特点:

在胶片相机时代,因为旁轴取景式相机的根本缺陷,使这种设计只能作为廉价的普通消费用相机,而专业相机无一例外都是单反式的。单反相机因为有复杂的光学结构,体积大,分量重,价格高,又加上很多复杂的手动调节功能,非专业人士无法操作,非专业人士无能力也没必要购买,因此单反成为了一个很高的门槛,足以区分专业与业余,让业余摄影爱好者望单反而兴叹。但随着数码时代的到来,这个门槛则迅速减低,越来越多的业余摄影爱好者也可以拍出像专业人士那样的美丽照片,逐渐模糊了专业与业余的界线。而相机的数码化功劳要归于CCD。

CCD图像传感器:CCD是英文Charge-coupled Device的缩写,翻译成中文就是电荷耦合元件,虽然中国文字博大精深,这样的直译非专业人员看后也是一头雾水。简单地讲,就是一片半导体材料,其表面对光线很敏感,照在上面的光线越强得到的电荷也多,光线弱则电荷少,如果把这样的器件放在相机的胶片位置,就能得到与光线强弱相对应的电信号,按顺序把这一个个电信号取出并按对应位置排列起来就能得到一张与光学影像相对应的电子影像,起到了照相的目的。当然,这种影像还是单色的,最早为了得到彩色影像是用3片CCD分别得到红绿蓝三基色信号合成为彩色的,但光学结构过于复杂,现在一般使用在CCD上用红绿蓝镀膜的办法来实现。

CCD器件最早是在1969年由美国贝尔实验室的两位工程师发明的,它解决了把图像信号转换为电信号的根本问题,而电信号无论在存储和传输上都大为方便和价格低廉,因此使很多领域出现革命性变化。最明显的是航天探测领域,过去胶片相机拍到的照片要使用返回式卫星降到地面,很复杂花费大,现在就可以把影像直接传回地面,像哈勃这样的天文望远镜也才可以实现。因为当时CCD器件属尖端技术,制作成本很高,最早就是用于航天及间谍卫星等领域。

数码相机:英文为Digital Still Camera (DSC)或简称Digital Camera (DC),是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据并存储下来的照相机。1975年柯达实验室使用CCD传感器获得了第一张数码照片,虽然只有1万像素,非常粗糙,却改变了整个行业的发展进程,经过以后十多年的发展,直到九十年代初期才有了40万像素的在市场出售的数码相机。到今天,数码相机的像素已达到1千万以上,虽然还没有达到135胶片相机的理论分辨率4000万像素的水平,但其省去胶卷和冲印费用及易于个人依据喜好调整处理的优势而迅速占领市场,胶片相机面对的必然是进入博物馆。

数码单反相机:所谓数码单反相机,英文缩写为DSLR(Digital Single Lens Reflex Camera),可以理解为胶片单反相机装上CCD器件。最早的数码单反出现在90年代初,只有130万像素左右,到本世纪初达到400万像素以上,价格则在万元左右,绝对属于贵族级的产品。

当初设计单镜头反光系统,为了是解决“所见即所得”的问题,而CCD器件本身就可以直接把影像转化为电信号,随着图像处理芯片速度的提高使影像可以在LCD屏上及时显示出来,也就是“所见即所得”已经因CCD、图像处理芯片和LCD的出现而解决,单镜头反光这样的复杂而笨重的光学系统设计为何还没有消亡,甚至还在被广泛宣传推广呢?!!!

三、数码单反相机目前的优势项目:这种优势基本已不是单镜头反光技术的优势,而是相机发展过程造成的优势,甚至是一些掌握了市场优势地位的相机(特别是镜头)厂商的技术和市场垄断地位造成的优势。

1.自动对焦速度:这过去一直被认为是数码单反的本质优势。自动对焦AF(Auto Focus),主要有反差式(对比度式)和相位差式两种,单反使用的是相位差式,对焦速度快,对高速摄影很重要,因为此对焦系统是一个独立的模块而且与单反相机的特殊光学结构密切相关(非单反相机过去只能使用速度较慢的反差式自动对焦),所以常被一些人作为单反存留的意义。但富士公司新发布的15倍口袋长焦机F305EXR则采用了独特的相位检测自动对焦系统,将相位检测自动对焦系统整合到了传感器表面,体积大幅缩小。可以想见,不久的将来,类似的技术将会被广泛应用,使单反在这方面的优势完全丧失。

2.图像传感器的面积:因为135相机胶片感光面积为36x24mm,当时的胶片单反相机发展已很成熟,所以在改为数码单反时为避免改动过大而造成光学系统重新设计,就要制造与胶片面积接近的CCD,所以造成单反的CCD面积都较大,过去常见为半幅,面积是35mm胶片面积的1/2,现在也有了全幅机,即与135相机胶片感光面积一样大。而消费级数码相机使用的CCD主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.3英寸、1/2.5英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸等,其中面积最大的是2/3英寸(尺寸为8.8mm*6.6mm),面积要远远小于单反的CCD。一般来说单反使用的CCD的单个像素面积是民用数码相机的数倍到十多倍,因此拥有非常出色的信噪比,可以记录宽广的亮度范围。而消费级数码相机之所以不采用大面积的CCD,一个重要原因是价格,非单反镜头价格低而大面积CCD价格高,二者不相称。随着技术的进步,CCD价格也直线下降,而价格更低的CMOS图像传感器也逐渐成熟,较大面积的传感器也开始用于便携式相机,如富士等厂商已开始生产半幅(甚至全幅)的黑卡相机。消费级数码相机采用较小面积的CCD,还对长焦相机设计有利,因为按有效视角折算,使用较短焦距的镜头就可以获得很长的等效焦距,大大减小了镜头的体积、重量和价格,成为了一种独特优势。

3.镜头质量和可换性:胶片单反发展了几十年,形成了从广角到长焦的一系列镜头,有标准的接口以便于互换,可满足各种境况和要求的摄影,制造这些镜头的技术也只掌握在有限几家厂商手中,形成垄断局面。而这些镜头价格动则上万,甚至上十万,购买者也是花了血本的,不愿意看到要被扔到垃圾堆。为了延续过去的历史遗产,在设计数码单反时首要考虑的就是怎样使过去的镜头仍然可以使用,改动是缓慢的有延续性的。就算单反技术已无存在的必需,很多镜头制造商仍不肯抛弃传统的带来巨额利润的老产品去新开发非单反使用的高质量镜头,目前的状况是相机几年内就会大幅贬值,而高档镜头却价格坚挺。

很多场合,为了获得高质量无色差的图像,专业摄影者习惯使用定焦镜头,并因此形成一个定焦镜头系列,变焦镜头的变焦倍率一般也不高,拥有这些高档镜头往往会让很多专业摄影者自豪不已。也为了延续这种可换镜头的优势,像索尼等厂家推出了单电(微单)相机,去掉了单反中的反光板和五棱镜等复杂结构,使其体积大大缩小,各方面性能基本可以达到单反的水平,并且还可以使用过去的那些高档镜头(或通过转换装置),但相机的体积和重量却大大降低,变得非常轻便。虽然还有传统的惯性,但越来越多的人已开始认真考虑放弃笨重的单反,选择使用新技术的相机。在这方面,索尼等消费电子厂商起到了推动技术进步的作用,那些占有市场的老牌镜头及相机厂商被迫降价应对,不然就会丧失市场优势地位。而老牌相机厂商的固守单反传统,也给了一些二线厂商或新进入的厂商以市场机会。

4.手控性能:单反相机主要是为专业摄影设计,为了获得特殊场合的特殊效果,只有自动档是不够的,必须有很多可以由使用者依靠专业知识才能有效使用的手动性能,比如光圈优先、快门优先、全手动模式,还有B门、多重曝光、手动对焦等。有些手动设置可以在后处理时实现,所以并不是所有手动调整都有实际意义,关键是后处理时无法修正的性能要有。但这些手动功能并不是只有单反镜头才可以实现,非单反同样也易于实现,只是过去非单反相机主要是为低档相机使用而大多未设而已。现在较好的便携式相机大多也有了过去单反相机才有的许多功能了,便携式相机与单反相机之间的鸿沟已被渐渐填平。

5.LCD显示不出细节因而不如取景框:确实,LCD的分辨率不高,如果对焦不好有时并不能分辨出来,但像我这样的近视眼使用取景框也未必能看得很清楚,一般是拍后用放大功能看细节。

6.LCD显示有延迟:非单反使用电子取景器(EVF)或LCD显示,都要经过处理器处理才能实现,这样就需要花费一定时间,确实比单反的取景框要延迟一段时间。我手头并没有这个延迟的时间数据,但随着处理器性能的提高,延迟时间会越来越小,而且与人的反应时间(数百毫秒)相比并不显著。

目前看到的认为单反相机“独特”的“不可代替”的理由主要是以上这些,可见随着电子技术的快速发展,一些曾经认为的技术瓶颈已不再是问题,非单反数码相机得到的图像质量也越来越与单反相接近,有差距的地方也在追赶,而其结构简单成本低及便于携带的优势却更加明显。可以想见,随着越来越多的相机厂家注重非单反相机的技术开发,特别是有着电子技术优势的厂商加入其中,非单反相机将会很快挤占过去单反相机的市场,单反相机将必然与胶片相机一样归于边缘化,在个别高端领域勉强生存,大多都将进入博物馆,成为照相技术的文化遗产。

(注:本人虽非专业摄影者,但是电子专业的工程师,也接触过摄影摄像类产品,愿与相关人士探讨此问题)

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