从10多年前进入媒体行业,最初我的主要工作用机是尼康D300和D7000,尤其D300陪伴了我挺多年的。这俩相机都是单反数码相机。从业期间,我经手过的单反还包括D3、D4、D7100。最初工作那些年,我始终在找寻某种形态更轻盈的相机……

对传统媒体工作者来说,相机是新闻采集的必备工具——虽然现在外出参加活动,似乎越来越多的新媒体都直接用手机记录现场了,但我个人是坚持用相机来记录任何发布会或企业活动的画面的。

最近美国版EE Times在搞一个名为50th Time Capsule时间胶囊的收集活动,就是让每个编辑/记者都写一写这些年来对于自己影响深远的电子科技。我提交的内容就是“微单”——无论他们是否采用,我都始终觉得从十多年前我坚持用单反,到现如今的微单,都是工作生活改变的真实写照。

而从微单刚诞生时,只能用来拍拍旅游风景照,到现如今应用于严肃生产,实则也体现了电子科技这些年来的神速发展。

反时代之后

从10多年前进入媒体行业,最初我的主要工作用机是尼康D300和D7000,尤其D300陪伴了我挺多年的。这俩相机都是单反数码相机。从业期间,我经手过的单反还包括D3、D4、D7100。

单说尼康D300,最初这就是个部分面向新闻摄影的高端APS-C画幅单反数码相机,特点就是“快”——指哪打哪儿、随举随拍,但与此同时体积特别大,重量也达到了能随时锻炼臂力的程度。单反的体积和重量对出差工作基本就是噩梦,总有一种自己是体力工作者的感觉。

所以最初工作那些年,我始终在找寻某种形态更轻盈的相机:一方面要保证画质,另一方面速度和性能要足够。要满足这两个条件的话,手机和小DC就被淘汰了。自“微单”开始于摄影市场流行,最有希望替换我手上单反的,不就是微单吗?

摄影器材市场的技术革新速度比消费电子主场还是要慢很多的。“微单”相机是2008年就出现的。“微单”,听名字就知道,它应该比单反要小,要不然怎么叫“微”单呢?但“微单”这个词其实是索尼2010年才发明的——而更早尝试微单形态相机的奥林巴斯、松下等企业后来认为“微单”这个词的确不错,也开始这么叫了;虽然更多的微单厂商还是会称其为“无反相机”。

但需要明确的一点是,“微单”并不是“微型单反”,而是“微型单电”。“单电”其实是索尼早年尝试过的某种介于单反和微单之间的中间形态设备,这里不做探讨。不过后文也会谈到,为什么从设备定义上,微单也真的完全算不上是微型单反。

大约在2013年前后,我发现同业者已经有人开始带着微单去参加发布会了:轻便的样子真是令人羡慕,看着手上的单反实在是心理不平衡。于是我当即就买了一台索尼NEX-6微单,立誓以后用它参加所有媒体活动。当时索尼在NEX-6微单的宣传上,还特别强调了这台相机的操控性。

微单受限于体积无法像单反一样在机身上放那么多的按钮:摄影工作者也就无法进行各式各样的快捷盲操作。这就很考验厂商如何在局促空间内不让相机操控性有太大程度的妥协。这也是我选择NEX-6,而非NEX-5的原因。毕竟拿NEX-6是要干活儿的,而不是拿出去自拍或旅游。

后一次去北京出差,我就是带着NEX-6去的。结果令人大失所望。画质放一边不谈(好歹也都是APS-C画幅的图像传感器):首先是拍摄效率非常低下,开机要等个1-2秒,对焦得听天由命——新闻发布会上,演讲人的PPT都翻过去3页了,NEX-6连焦都还没对上。

其次是成像与取景原理上的根本不同,决定了微单只要开机取景,就得持续不断地耗电。原先单反相机上,放开了用一块电池够拍400多张照片;在NEX-6时代的微单上,一块电池只能拍100+张照片——这还是在省着用的情况下——活动全程只要不拍照就必须将相机关机。最后就是操控体验极差——连调个ISO参数都要找菜单,更是降低了整体的拍摄效率。

单反,胶片时代的历史遗留

自此之后,我出差就再没带过NEX-6。当时微单给我留下的印象是:和生产力无缘。我当时在很多文章里唱衰过微单:用来工作基本是噩梦,要替代单反简直是天方夜谭。

不过单反和前期微单的这种使用体验差异,整体仍然是可预期的。单反和微单的成像与取景原理,决定了这两者有巨大差别。2013年我写过一篇题为《无反和单反到底有什么区别》的文章,新摄影当时转载了这篇文章。有兴趣的同学可以去看看,里面相对详细地谈了单反与微单的原理差别。这里做个简单总结:

“单反”这个词的定义就在“单”和“反”上。“单”指的是单镜头,以及通过单镜头来同时取景和成像——换句话说,就是在取景器里看到的画面,基本就等于最终照片拍出来的样子——这也是单反区别于双反、旁轴之类相机的重要差异;而“反”则是指,相机内部有反光板(和五棱镜/五面镜)。

单反的成像与取景原理如上图。光线通过镜头,最终抵达相机最后方的图像传感器,就实现了成像。不过因为相机还需要取景——也就是让拍摄者在按下快门前就看到画面,于是在图像传感器前方还有个反光板,在不拍照的时候,光线会首先通过这块反光板,将画面反射到相机上方的取景器里,这样摄影师就看到了画面(像潜望镜一样)。

而在需要成像(也就是拍下照片)时,按下快门的一瞬间,这块反光板会抬起来——如此,光线就到达了后方的图像传感器,并最终实现成像,照片就出来了。

这套系统的基本构成,实则属于胶片时代单反相机的历史遗留。除了成像和取景是分开的两套系统,对焦系统、测光系统也都是独立的。从上图中能够看到,在反光板下方还有个AF传感器——这就是单反相机中用来自动对焦的核心组件;而在单反最上方还有个测光传感器,简单来说它是用于评估外部光线的明暗,并自动给出曝光参数的元件。

从这张单反结构示意图就不难了解,为什么单反需要那么大的体积。一方面当然是因为图像传感器很大,则整个光学系统的体积也必然很大(《手机摄像头凸起之谜:是行业摆烂,还是...》一文解释过这个问题);另一方面则在于反光板、五棱镜等独立结构的存在,决定了单反肯定小不了。

都2022年了,某种消费电子产品内部竟然还存在那么大体积的机械结构(会升起、降下的反光板),以及多个重复独立系统(对焦与测光),本身就是一件相当匪夷所思的事情。不过从胶片到数码相机时代,数码单反相机的“电子化”也是有过一系列演变的,最基本的就是胶片换成了图像传感器;而AF传感器、测光传感器实则也都是经过了电子化、数字化的组件。

电子技术革命...可能是一部分革命

其实“微单”的本质,就在于去掉单反中“反”的那套机械结构,并将整个系统都做电子化、数字化的大一统。从这个角度来看,“单反”和“微单”的关系,很像是传统燃油车与电动车的关系(或许胶片单反才更像是燃油车)。

上面这张图来自富士,大略解释了单反和微单的成像与取景原理差别。后者就是我们常说的“微单”。从这张示意图可看出最大的差别在于,微单去掉了单反的反光板和五棱镜结构。如此一来相机整体体积就变小了不少——与此同时,因为图像传感器的尺寸没有变化,所以画质并不会因为相机整体尺寸的变小而变差。

所以“微单”的正式名称其实是“无反”或者“可换镜头无反相机”,因为相比“单反”的最大差异就在于把“反”给去掉了。前文提到“反”的机械结构主要是用于取景的(部分也用于对焦)。而在微单时代,去掉反以后,取景就直接通过图像传感器进行了。

也就是说对于微单而言,在按下快门之前,图像传感器就已经在不停地工作了,因为要让拍摄者从屏幕能直接看到要拍的画面——现在的手机摄像头也是这样。此时光学取景器也不复存在(虽然现在大部分微单仍然配有电子取景器,但那和光学取景器又不同)。

另外值得一提的是,这张图中没有指出的,单反中的“AF传感器”和“测光传感器”在微单上也都已经不复存在。因为对于微单而言,自动对焦和测光也可以通过主图像传感器来进行——这些工作也无非就是数字图像信号的分析而已,并不需要依靠单独的传感器。

不过微单刚刚诞生的那些年,应该没人觉得它能“替代”单反。就像我用过NEX-6以后的,在我看来这东西用来家庭旅游拍拍照还行,要用在工作上大概还差100年。似乎新事物的诞生,总是伴随着早期技术上的不成熟,以及旧视力的碾压性优势。

基于前文提到单反与微单的成像与取景原理就不难发现,微单对单反的技术革命要点也正是其前期软肋所在。比如说去掉了光学取景结构,单纯依赖图像传感器来电子取景,最直观的差异就是“非常耗电”——加上微单体积变小,电池也跟着变小,续航问题就更为严重。

另外,单反在结构上虽然多有重复、且复杂,但效率高——比如单独的对焦系统基于相位对焦,日常拍照真正做到了指哪儿打哪儿的,拍摄高速运动对象也是秒速。微单已经没有了独立的对焦系统,则需要依赖图像传感器把采集到的数字信号传给ISP(图像处理器)做分析,进行反差式对焦——这对延迟、带宽、算力、算法就提出了要求。

时间解决问题了吗?

操控性、拍摄速度、续航之类的问题,都是新闻摄影非常看重的。微单前期的这些软肋也就决定了,它们几乎无缘于某些专业市场。即便2013年,索尼推出了当时在摄影行业产生广泛讨论度的索尼A7(α7)微单——A7应该是市面上第一个把全画幅图像传感器带到了微单相机上的产品,即便“全画幅”一般总与专业、高端挂钩,A7用来工作也就几乎和NEX-6一个德性。

不过电子、数字技术有一个特点,就是技术迭代速度超快,并总在朝着更快、更高效的方向发展。我个人觉得,在电子产业、半导体技术发展之路上,对于微单普及并逐渐部分取代单反起到关键作用的技术至少包括了下面这些。

首先是CMOS图像传感器(CIS)技术本身的发展,尤其是CIS上大量集成相位对焦像素。这项技术似乎很早就由佳能在EOS 70D的图像传感器上引入了——佳能称其为Dual Pixel CMOS AF技术,虽然并不是专为微单设计的,但着力于提升图像传感器的对焦表现。

佳能图像传感器上的dual pixel对焦像素

在CIS上加入相位对焦像素(PDAF像素)的相关技术真正变得众所周知,应该是2016年苹果特别宣传了iPhone 6手机摄像头图像传感器增加的Focus Pixel。此后这一技术似乎就变成了常规,无论是在手机摄像头上,还是在微单上。(实则基于上述原理探讨,手机摄像头从各方面来看也就是个微缩版微单,只不过不能换镜头罢了)

索尼后续更新的A7系列,包括2014年底的A7II就大量解决了初代A7的问题,尤其大幅提升了对焦性能。并在后续的三代、四代机型上对各部分软肋做了针对性的修复和强化。

其次是ISP性能的大幅提升,和计算摄影技术这些年的发展。在像素数量大幅提升这件事情上,单反/微单相机和手机在某一时间点还是比较类似的;而像素数量增多就对ISP性能提出了更高的要求,虽说这一点对单反和微单都有价值,但对微单前行的步伐更有益;

而计算摄影(computational photography)的发展,甚至是AI加入到图像处理流程,都让拍摄效率不再成为微单的软肋。抛开部分专业商业摄影完全倚重手动调参和后期修图调色不谈,拍照前的测光和对焦更多引入计算摄影相关技术,离不开对数字信号的大量分析和语义理解——这些过程完全依赖图像传感器的实时数据,则单反原有独立的对焦与测光系统就显得非常多余。

尤为值得一提的是,虽然大部分单反也能拍视频,但当代视频拍摄需求的大量涌现,以及各种高规格视频拍摄要求的提出,实则都让单反的那套系统显得啰嗦和没有必要。

从整个系统来看,电子技术的整体进步都在推动微单这套系统的向前及其体验的跨越式进步。无论是电池能量密度这些年的提升,还是ISP处理器、显示面板在能耗、效率上的提升,都令微单达成更长时间的续航;半导体技术、CV的发展也让相机能够玩出更多的花活儿。

CIPA 2019相机市场报告,2012-2019年单反与微单市场销售额占比变化

我记得富士从2015年前后就在做微单可作为“工作用机”的市场宣传了。当时遭遇过NEX-6劝退的我,已经不相信厂商的这些宣传了。直到次年我上手索尼A7二代,发现只是一代之隔,差距竟然如此之大。虽说拍摄效率还是不能和单反比,但已经远超此前的体验了。后续我出差和外出取材,基本就带索尼A7II,应付活动摄影几乎已经没有问题。

而单反与微单相机这么多年来销量的剪刀叉趋势也足够说明这两者未来的发展趋势。不过最后有一点不得不说,就是虽然起初我换微单的初衷是单反太大太重:但其实到现在,微单在这方面的优势已经越来越不存在。一部分原因是当微单正经用于生产力时,它也得套上大长焦或大炮般的镜头——这些镜头一旦用到微单上,那出行的便携性和整机的“轻便性”也已经无从谈起。

当然本文不曾涉及光学系统和生态,或者说相机镜头群的积累问题:像镜头这种发展速度极为缓慢的领域,仍然是单反会长久存在生命力的组成部分。但如前文所述,数字技术的发展是微单能够革单反命的根本所在,其他都是次要的。

不过如果把智能手机也算到摄影器材里面,那么这个行业的变化可能又是另一个故事了。

责编:Luffy
本文为EET电子工程专辑原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 未来可期
阅读全文,请先
您可能感兴趣
2021年是激光雷达“上车”元年。随着智能驾驶技术不断演进,未来几年激光雷达将被各大车企采用。这家具备领先的激光雷达技术优势的德国企业,将要在激光雷达装配率极速上升的“黎明前夜”落幕吗?
过去,蜂窝宽带无法为上述众多用例提供合适解决方案,原因是可用产品耗电过多且不够紧凑。因此上述众多用例的首选技术通常是 Wi-Fi 或蓝牙。尽管这两者现在仍然是蜂窝网络的替代产品,但他们既无法提供 5G 的所有功能和性能,也不能连接到公共网络。随着 5G RedCap(低容量)的发展,这种状况将会发生变化。
在AI算力突破传统成像系统天花板的计算革命下,AI ISP技术也将不断发展,其算力也将越来越强,其产品成本将不可避免的越来越低,拍摄距离也将越来越远,效果也会越来越好。而一直被大众所不理解和诟病的特斯拉的全摄像头视觉技术,或许不久将成为现实。
本文将介绍 USB 3.1 以及第一代与第二代 USB 3.1 之间的差异及两者能给机器视觉开发人员带来的实际益处。 USB Implementers Forum 还针对 USB 3.2 标准发布了相关规范,该标准使 USB 3.1 吞吐量加倍。
机器人已经融入到了我们生活的方方面面,现在酒店、餐饮、娱乐、工业、汽车自动驾驶等各个领域都有机器人在为我们服务。机器人越来越智能,应用场景也越来越多。 6月29日,由Aspencore与深圳市新一代信息通信产业集群联合主办的AIOT 2022国际生态发展大会-智慧机器人分论坛上,毕业于中山大学和荷兰代尔夫特理工大学,曾是光刻巨头ASML光刻过程控制算法的创始团队成员,现任深圳阜时科技有限公司CTO王李冬子先生分享了SPAD芯片在机器人LiDAR领域的应用。
意识到没有必要精确复制神经元,再加上DVS摄影机的开发,是今日神经形态视觉系统背后的驱动力。不过现在虽然已经有系统问世,在我们拥有可供商用、完全像是人类的计算机视觉技术之前,还有很长的路要走。
德州仪器首席执行官Rich Templeton当选SIA副主席
由于采用性能相对强大的M1处理器和mini-LED屏幕以及更多的创新,新款iPad Pro 2021已经成为消费者心目中最受欢迎。然而,iPad 2却已经在全球范围内被列入“复古和过时”的名单中。
VOA300单端输出可直接连接放大器或模数转换器,汽车级器件,采用单端输出,数据传输速率达1.4 MHz,确保人员和车辆安全。
经过7个月的激烈角逐,2022玄铁杯RISC-V应用创新大赛揭晓获奖名单。基于阿里平头哥玄铁C906的开发板,一批RISC-V创意项目涌现,落地碳中和、智能家居、智慧工厂等场景,最终冠军由华东师范大学“萌新队”获得。
广告分割线以色列印刷电路板上市大企PCB Technologies Ltd.(股票代码:PCBT)宣布,公司已收购Galil Microwaves&Microelectronics Ltd.的技术和业
━━ ━━半个世纪前,摩托罗拉展示了第一款手持移动电话。它有一块砖头那么大,但重量是砖的一半。10年后,这个原型孵化出了第一款商用手机。这款手机看起来也很笨拙,但能在用它接打电话时四处走动,这在当时是
芯片供应商骗局近期频频爆雷,假货、跑路、维权无门,两眼一抹黑怎么办?【超人投票】告诉你答案,火眼识别靠谱供应商。【超人投票】是芯片超人在2017年推出的,帮助市场上的朋友找到靠谱供应商的决策工具。5年
  文 | 金融街老李尽管资本市场低迷,但低谷时期总有企业能给予惊喜,岚图汽车就是其中一个。上周,岚图有两个动作。一个是在11月14日,岚图召开了2022科技日,发布了全新的ESSA原生智能电动架构以
差分信号具有两个特性:(1) 两个信号线上的信号幅度相等,相位相反(2) 两个信号线上的信号具有相同的直流电压,称为"共模电平VCM"假设差分信号线上的两个信号为:Vx=VCM+Asinwt,Vy=V
文|乔伊有时候,你缺的不是实力与运气,而是真正找到一个合适的舞台。自9月6日上市,截止到11月3日,长安福特全新福特探险者订单成功破万。随着这个成绩的诞生,全新福特探险者站上了35万以上合资大型SUV
“每天观察进度,高科德那块地估计要烂尾了”。离开了高科德之后,李来(化名)搬到了附近的办公楼,三年前离开高科德之后,李来每隔一段时间都会看一眼正在兴建的高科德,从去年开始,他就发现施工地没什么进展了。
创芯人才网(https://www.icjob.top)--EETOP旗下半导体微电子领域专业招聘平台,欢迎大家发布职位、传简历!(免费)以下为是一些公司近期发布的数字IC相关职位:扫描二维码,申请以
EETOP版图就业&提升班正式开班报名!市场研究公司Omdia最新数据显示,第三季三星电子半导体业务销售金额为146亿美元,远不及第二季203亿美元,季成长下滑28.1%,将全球半导体销售龙头头衔让给
2022年11月23日,荣耀正式发布折叠旗舰荣耀Magic Vs系列和荣耀80系列,这是首批搭载全新荣耀MagicOS 7.0操作系统的手机产品。荣耀Magic Vs荣耀Magic Vs系列致力将轻薄