全画幅无反相机市场喜迎春天

2013年10月,索尼发布了Alpha 7系列,在过去的5年里,A7系列一直都是全画幅无反相机市场上唯一的主流玩家。且该系列表现非常优异,甚至可以说在各种全画幅相机中销量稳居第一。鉴于佳能与尼康一直雄踞相机市场,索尼做到这一点绝非易事。

然而,佳能最近推出的EOS R、尼康推出的Z6和Z7以及松下将于2019年初推出的两款全新全画幅相机,意味着索尼将不再独霸全画幅无反相机市场。这对摄像师来说可算是个天大的好消息,因为他们目前可选择的镜头卡口、手柄和接口都很受限。同时,几大品牌间的竞争还有助于压低相机市场价格、推动相机创新。

我们也不要忘了徕卡公司也进军全画幅无反相机市场。徕卡最近推出了2款新型M10数字测距仪相机:M10-P和M10-D。M10系列都配置了相同的2400万像素全画幅传感器,但新的机械快门装置让新推出的两款相机在使用时几乎听不见快门声。

无反全画幅相机——优势和挑战

随着无反全画幅相机的兴起,我们有必要看看它们相对于对等的单反相机的优势,以及无反全画幅相机这一概念可能给相机工程师带来的挑战。没有反光镜是无反相机与单反相机之间最明显的区别,这也带来了许多优势。目前相机制造商还没有充分利用所有的这些优势,但随着时间的推移,我们相信在未来的生产型号中会看到下面描述的所有特性和功能。

无反光镜震动

首先,无反相机显然没有反光镜震动,减少了长时间曝光时相机抖动和模糊的风险。没有反光镜的震动,设计一个有效的光学图像防抖系统(OIS)也就没有那么复杂,因为弥补低频运动(如使用手柄)比反光镜产生的高频震动要容易得多。

零快门延迟和无声快门

融合电子快门技术,没有反光镜也意味着相机可以实现真正的零快门延迟。由于相机缓冲技术类似于某些智能手机已经使用的技术,甚至负快门延迟也能成为可能——也就是说,相机甚至能在摄影师按下快门前就记录下了图像。实际上,这意味着多帧叠加特性,如高动态范围(HDR)、时域降噪(TNR)、焦点叠加等,可以对按下快门前、按下快门时、按下快门后捕获的画面进行叠加和合并,以获得更好的效果。这种“实时”叠加已经在高端智能手机上得到了广泛的应用,但目前这一代的无反相机还未实现。

多亏了电子快门的应用,许多无反相机也可以实现完全无声拍摄。这意味着您可以用无反相机在高尔夫球锦标赛的发球台这样的地方拍照。因为通常在这些地方使用单反相机时,快门声会干扰选手。

全局快门

目前的无反相机采用机械快门和电子卷帘快门(ERS)的组合,后者用于无声拍摄,或在机械快门无法提供需要的快门速度时使用。但电子卷帘快门(ERS)也有一些缺点:由于传感器是逐行捕捉图像,运动物体的图像在某些光源下会出现变形和光带。

全局快门解决了这些问题,也因此减少了对机械快门的需求。全局快门还可以实现更简单的闪速同步,并消除了视频录制过程中发生的抖动效应。全局快门在高端智能手机中已经十分常见,但在全画幅无反相机中还未得到应用。然而,这项技术是存在的,它在无反机型上得以应用只是时间问题。

 (可能)更小的摄像系统

反光镜装置的移除实现了更短的法兰距(镜头后元件与图像传感器之间的距离)。法兰距越短,镜头的尺寸就能越小。这也意味着整个摄像系统的设计可以更小巧、更轻便。佳能和尼康推出的新款相机中,目前机身尺寸的差异更为明显:由于新推出的尼康和佳能的镜头卡口比对等的单反的镜头卡口更大,因此相应的镜头直径也比对等单反的镜头大。制造商声称,更大的镜头直径可以让他们设计出更为快速的镜头,但更大的卡口也可能有助于保持与旧镜头的兼容性(通过适配器)。从好的方面说,新推出的镜头往往更短。

佳能EOS R与5D Mark IV的尺寸对比
尼康无反相机(左)与D850的尺寸对比

传感器实时自动对焦

无反相机也带来了一些与自动对焦技术相关的好处和挑战。单反相机配置了专用的相位检测对焦硬件,通过与实际图像捕获过程分离的高频(每秒多次)相位检测采样,提供非常快速的自动对焦性能。但无反相机不得不在没有这种专用对焦硬件的情况下工作,而且必须依靠主图像传感器实现对焦。

但是,通过主图像传感器进行对比检测是一个相当缓慢的方法,因为它是以传感器的频率(通常每秒少于30帧)工作,且在相机检测到清晰度下降前,对焦调整可能首先就弄错了方向,从而镜头就只能从相反的方向进行对焦。

尼康Z7采用的传感器上分布着493个相位检测自动对焦点。

这就是为什么制造商必须直接在无反相机的主图像传感器上实现相位检测。因此,目前无反相机的自动对焦系统除了对比度检测外,还采用了相位像素或全像素双核技术。采用相位像素技术,许多相位检测点都分布在图像传感器上。采用全像素双核技术,图像传感器上的每个像素都是可激活的相位。

使用这些自动对焦系统时,在大多数情况下相位检测能发挥快速性能,但是在相位检测不太可靠的情况下,比如在弱光条件下,或者在微调相位检测结果时,仍然可以使用对比度检测。在视频录制过程中,相位像素和全像素双核技术也使自动对焦成为一个更为可靠的选择。

电子取景器

没有反光镜,就不可能设计出准确显示最终图像画面的光学取景器。这就是为什么无反相机不得不依赖电子取景器(EVF)从成像传感器中提取信号的原因。这样做的一个优点是,在索尼、尼康和佳能的全画幅无反相机上,您可以从取景器中看到许多相机设置更改的影响,例如曝光、白平衡和颜色设置。一些设置,主要是依赖于多帧叠加算法的设置,还不能在无反相机上实现预览(然而,一些智能手机——例如iPhone XS——已经可以预览HDR捕捉的图像)。这意味着您不会在电子取景器(EVF)的预览图像中看到HDR模式或时域降噪的效果。

尼康EVF提供四倍高清分辨率(360万点)。
您可以在EVF中预览许多相机设置。

当然,徕卡还没有在M系列相机上应用电子取景器(EVF),但您可以为M10、M10-P和M10-D购置外接取景器。徕卡公司甚至试图重现用数码相机拍摄电影的体验。新的M10-D背面没有屏幕,所以不能在相机上查看图像。(不过如果您愿意,您也可以利用相机内置Wi-Fi在连接的智能手机上查看图像。)

为什么花了这么长时间?

那么,尼康和佳能等主流品牌为什么花了这么长时间才采用全画幅无反相机呢?这可能是战略动机,但也有一些技术原因。例如,电子卷帘快门技术在过去几年得到了提升,这就提供了比上一代更快的性能和读出速度,希望全局快门不久后能提供更好的性能。

在无反相机上,图像传感器与镜头后元件之间的距离(法兰距)小于其在单反相机上的距离。这意味着在传感器的边缘,入射光线以一个更平的角度照射到传感器表面,所以传感器像素需要足够的灵敏度来处理宽大的主光线角度(CRA),而这必须等到背面照明(BSI)技术出现后才能成真。此外,相机制造商也必须等待基于传感器的相位检测自动对焦方法变得可用,并表现良好,同时也需要等待时间解决一些技术应用固有的其他问题,比如色彩偏差和相位像素伪影。

佳能EOS R法兰距
16mm的法兰距使得尼康Z型相机得以应用紧凑型机身。

我们已经测试了最新的索尼无反全画幅相机,在不久之后,我们还将发布佳能EOS R、尼康Z6和尼康Z7的传感器深度测试结果。现在让我们预先看看这几款相机和即将推出的松下Lumix S1R和S1能为我们提供什么性能。

索尼,全画幅无反先锋

很长一段时间以来,如果您想要一个没有反光镜装置的全画幅相机,徕卡的高价位数码M测距仪相机是唯一的选择。而在稍便宜的无反相机领域,日本制造商索尼是早期的厂商之一,早在2010年就推出了APS-C传感器NEX系列相机。三年后,该公司又推出了首款全画幅无反相机机型——E卡口的A7、A7R,自此索尼在全画幅无反相机市场占据了领先地位。

索尼Alpha A9是该公司目前推出的全画幅无反相机的旗舰机型。这款相机配有2400万像素堆叠式全画幅传感器,由于采用了电子快门,可以提供每秒20帧的快速拍摄,且不会像传统单反相机的取景器那样短暂地出现“黑幕”。

与佳能和尼康一样,索尼尚未在全画幅无反相机上使用全局快门,但A9堆叠式Exmor RS传感器提供的性能与全局快门相当接近。该传感器确实仍然是逐行读出数据,但其读取速度非常快,以至于几乎看不到任何畸变或光带;这使索尼比大多数其他全画幅相机,甚至是APS-C无反光镜相机都具有优势。

这款相机的自动对焦系统有693个相位检测点,覆盖93%的图像区域,当完全扩展时,传感器的感光度可从ISO 50达到204800。内置的五轴图像防抖也得以应用,大屏EVF拥有370万点。在视频模式下,A9可以录制超高清4K视频。

索尼A7III
索尼A9

在索尼的相机层级结构中,A7R III虽然比A9低一级,但却具有更高分辨率的4240万像素CMOS背照式防抖传感器。它具有高达10帧/秒(或在没有取景器黑屏情况下8帧/秒)的连拍能力,而且还拥有一个改进后的自动对焦系统,保证了更好的被摄体跟踪性能。设计没有太大变化,主要增加了一个更高分辨率的EVF、一个用于调整焦点的操纵杆、双SD卡插槽和一个容量更大的电池。视频拍摄时可以使用超高清4K (30p)全幅传感器或超35裁剪,也可以选择1080/120p。A7R III尤其还支持S-Log3和混合对数型伽马配置格式等功能。

索尼A7 III是一款2400万像素全画幅无反相机,融合了A7R III的许多功能并进行了提升。其中最主要的是背照式传感器,以及更大容量的“Z”电池、AF操纵杆,以及索尼公司令人印象深刻的眼控AF功能。它还具有693点自动对焦系统,可以达到93%的覆盖率。使用机械快门,连续拍摄速度可高达10帧/秒;机身内置5轴防抖,拥有5.0级快门速度的优势。

拍摄的4K/24p视频来自传感器的6K区域,拍摄的30p视频来自大约5K的区域,1.2倍裁剪系数。该款相机还提供了S-Log2和S-Log3伽马曲线,以拍摄宽动态范围场景,同时还提供了混合对数伽马,以便在高动态范围显示器上直接播放。

新电池的容量更大,每次充满电可拍摄710张照片。A7 III使用了与前代产品相同的236万点OLED取景器,分辨率仅为1024 x 768像素,而不是A7R III所拥有的更高分辨率。取景器采用了可翻转的3英寸的921000点的LCD显示屏。

尼康Z6和Z7

和索尼一样,尼康也选择发布两款配备了全画幅无反系统的相机:Z6和Z7。两款相机的构造、操作控制布局,以及许多规格都是相同。例如,两款相机都有一个0.5英寸369万点的电子取景器(EVF)和一个3.2英寸210万点的可倾斜触摸屏。两款相机最主要区别在于它们使用了不同的传感器。Z6拥有2450万像素背照式传感器,配有光学低通滤波器,而Z7则拥有4570万像素的背照式传感器,没有光学低通滤波器。

尼康Z6
尼康Z6配置了尼康Z 24-70mm f/4 S变焦镜头

采用不同传感器的一个次要影响是,Z6的感光度范围为ISO 100- 51200,可扩展至ISO 64-102400,而Z7的感光度范围为ISO 64-25600,可扩展至ISO 32-102400。此外,Z6具有更快的最高连拍速度。在高速连拍模式(扩展)下最高可达12fps,而Z7“只能”达到9fps。

即使拍摄较小的文件,Z6也能够拍摄大约35个无损压缩RAW文件,而Z7只能拍摄23个。若改为拍摄较大的、高质量的JPEG格式文件,则突发传输率可分别达到44和25。这两款相机都使用了传感器相位检测自动对焦(PDAF)技术,但Z7拥有493个自动对焦点,而Z6只有273个。由于自动对焦点覆盖了屏幕的90%,所以也可以追踪屏幕边缘的被摄体。尼康声称Z6的自动对焦系统的灵敏度范围在-2和+19EV之间,而Z7的灵敏度范围在-1到+19EV间,且使用f/1.8镜头时可在-4EV下实现对焦。

这两款相机都可以拍摄超高清4K (3840 x 2160) 、最高可达30p的视频输出,具备全高清(1920 x 1080)最高可达120fps的视频输出。当使用全传感器进行视频录制时,您就可以体会到全画幅广角镜头的优势。同样在视频模式下,Z6和Z7都提供4K N-Log, 10位,4:2:2 HDMI视频输出,这与尼康D850相比有了很大的进步。

总的来说,Z7是专为捕捉大量细节而设计的,而Z6的设计则更为全面。在许多方面,Z7可以说是无反光镜的尼康D850,而Z6则是无反光镜的D750。

佳能EOS R

佳能公司选择只推出一款全画幅无反相机EOS R。虽然佳能宣称这款相机具备佳能EOS 5D Mark IV的核心功能,外加DIGIC 8处理引擎,但许多评论人士表示,这款相机性能更接近佳能EOS 6D Mark II。EOS R内置3030万像素传感器,与5D Mark IV配备的传感器不同。当然,这是一个使用相位检测对焦技术的全像素双核CMOS AF设备。事实上,EOS R拥有令人难以置信的5655个自动对焦点,在全画幅区域内纵向覆盖100%,横向覆盖88%,並可由用户选择自动对焦点。

佳能EOS R
佳能EOS R 搭配RF 50mm f/1.2L USM镜头

佳能表示,这款相机的对焦系统在低至-6EV的条件下仍可保持灵敏度(仅使用f/1.2镜头时),而且在低光照条件下非常有效。然而,在连续自动对焦模式下,该相机拍摄速度仅为5fps——若启动追踪自动对焦优先,拍摄速度仅为3fps。如果您不需要连续自动对焦, EOS R可以以8fps的拍摄速度拍摄100个JEPD文件、78个C-RAW图像或47个RAW文件。

佳能和尼康都因为给相机设计了单独的存储卡插槽而饱受批评。佳能大力支持UHS-II规格的SD高速卡,而尼康则选择了更可靠的XQD存储卡。与尼康一样,佳能也通过EOS R背面采用的3.15英寸210万点像素分辨率的触摸屏实现很多控制。这款触摸屏还配有0.5英寸369万点像素的电子取景器。

令人失望的是,佳能将EOS R的4K/30P视频录制限制为1.7倍的裁剪系数,因此只能使用传感器的中心部分进行视频录制。这意味着在拍摄视频时,您无法使用全画幅镜头的景深优势。

松下Lumix S1R和S1

松下S1R

在世界影像博览会上,松下发布了一项开发公告,宣称将于2019年初推出两款全画幅无反相机。具体细节还有待披露,但S1R将配备4700万像素传感器,而S1的有效像素为2400万。这两款相机还将是首批采用4K 60p/50p视频录制和双防抖(Dual IS)技术的全画幅无反相机。

两款新机也都有一个可翻转的三轴LCD触摸屏。与佳能和尼康相比,松下有一个较大的优势,即S1和S1R将有两个存储卡卡槽,一个用于XQD存储卡,另一个用于SD存储卡。

令人兴奋的是,松下新推出的相机将使用徕卡L卡口镜头,这款镜头最初于2014年与徕卡T一起推出,拥有51.6mm的直径, 20mm法兰距。今年早些时候,徕卡成立了L卡口联盟,授权松下和适马在自己的相机上使用升级版的L卡口,这为多个品牌的相机和镜头群开拓了一条康庄大道。这也意味着目前已经有一些高质量的镜头可以使用了。

未来属于无反

就目前这一代的无反相机而言,制造商还没有充分发展这一概念的潜在好处。然而,无反相机很可能在中短期内采用已在高端智能手机中司空见惯的技术,如全局快门、零/可变快门延迟和多帧叠加功能等等。这些技术帮助智能手机与传统相机竞争;若再结合了无反全幅相机的大型传感器和高质量光学系统,得到的图像质量可能远远超过当前这批传统单反相机的裁剪图像的质量。

虽然制造商可能还没有最大限度地发挥无反概念的潜力,但索尼目前的相机型号以及最近公布推出的尼康和佳能相机可以为摄影师提供很多东西。毫无疑问,松下即将推出的机型也是如此。

我们相信,索尼的A7系列相机帮助高端爱好者和专业摄影师注意到无反相机。而A9则被视为佳能EOS-1Dx II和尼康D5等专业级相机的竞争对手。佳能和尼康都没有将其首款全画幅无反相机定位于最顶级市场,而将它们定位于摄影爱好者领域的有力竞争者。

我们还没有确切地看到松下为S1和S1R做出了怎样的定位,但由于该公司正在打造一个专业的摄影师支持系统,所以它们很有可能会定位于高端机型。不管如何,如果S1能够将GH5的最佳特性应用于全画幅相机上,无疑会非常成功。

无论在摄影市场您是哪家公司的死忠粉,这都是一个非常激动人心的时刻。佳能和尼康都试图通过提供镜头适配器来留住现有用户,但使用新的镜头卡口,摄影师更有可能更换到另一制造商,这意味其中的风险极大。

市场预测人士曾预测,几年之内无反相机将主宰相机市场,然而最近推出的这些产品以及将于2019年初推出的产品,似乎将把这一时间提前了。除了尼康D850,今年大部分的讨论都是关于无反相机,而且这种情况似乎还将持续到2019年。未来属于无反。