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主题:【原创】梦之DSLR -- 晨枫

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  • 家园 【原创】梦之DSLR

    日前刚从eBay拍来一批彩色反转片,有好机会的话还会再拍一点来,看来胶卷的日子还要延续一点时间,但对DSLR的盼望还在继续。现在的DSLR已经“足够”好了,像EOS 5D那样的,除了价钱外,实在没有什么可以不满意的。但既然还是坐山观虎,那就可以放心地指手画脚,希望有这个、那个功能,反正没有到掏腰包的时间,可以尽管空谈。就像过去没有汽车的时候,只有站在超市里看汽车杂志(买不起,只好把超市当图书馆)看来一星半点的汽车知识,但丰田、大众都是看不上的,奔驰、宝马都勉强,要侃就是Ferrari、Lamborghini、Aston Martin。现在把这“梦游”的事搬到DSLR上来了。

    不是今天的DSLR已经“足够”好了,那要有什么可以梦游的呢?继续增高MP数已经不必要,10-12MP对于一般放大不超过11x16英寸的业余爱好者来说,已经绰绰有余。防水、防尘什么的除了到伊拉克沙漠里摸爬滚打,也用处不大。全幅CMOS已经出来了,只要有一天价钱合适,在技术上也不是什么新东西了。那未来的“梦之DSLR”应该还具备什么样的先进功能呢?个人以为,到现在为止,DSLR大体在重复SLR的功能,只是改用数字手段实现而已。DSLR真正的生命力在于数字特有的功能,这样才能超越SLR,达到新的境界,而不仅仅是SLR的数字化替代。

    真正数字化的功能是什么呢?我只想出几个。

    1、光学变形的电子补偿

    镜头都有一定的变形,也就是四方格子拍出来不再是四方格子。通常在广角端容易产生“枕形变形”,也就是画面的四边镶中间收缩,好像一个四角被钉住再往外拉的枕头;在长焦端则容易产生“捅形变形”,也就是画面的四边向外鼓。这些变形可以通过Photoshop或类似的软件校正,但在后期处理中手工校正很费事,要是能在相机中自动校正就好了。镜头变形特性都是固定的,厂商都有精确数据,如果在镜头和相机的接口中传递变形校正数据,机内的数字图像处理软件不难自动补偿镜头的变形。这可以大大减低对控制镜头变形的光学设计的要求,减低镜头成本,同时更好地补偿镜头的线形变形,因为在现有条件下,最高级的镜头也难以避免线形变形,软件校正变形肯定是多快好省的途径。更进一步的电子补偿可以考虑更多的光学特性,以校正色彩、对比度等。间谍卫星的镜头尽管高级,但也受到光学规律的限制,就是用电子补偿才实现匪夷所思的分辨率的。把电子补偿进一步,还可以对透视变形进行补偿。很多SLR/DSLR都有机身姿态传感器,可以知道是直起来还是横过来的位置。进一步增加斜过来的角度也不是难事。如果在图像文件里包含这些数据,图像处理软件可以自动补偿,这样,仰角拍摄的建筑就不再下大上小了。如果特意需要这样的透视效果,那也很容易,在软件里增设一个开关,可以把这自动补偿关掉。

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    “枕形”变形

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    “鼓形”变形

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    透视变形的一个比较极端的例子

    2、自动ISO

    在胶卷时代,一卷胶卷装进相机,胶卷的感光度(ISO,或者ASA,中国过去叫DIN)就是固定的,直到换下一卷胶卷,才可能调整感光度。DSLR可以随时调整感光度。这个功能已经被用于数字傻瓜,光线不够的时候,自动升高ISO,以保持足够的快门速度;光线足够的时候,自动降低ISO,以保证最好的画质。SLR时代,自动曝光控制包括快门速度优先和光圈优先,前者用于“冻结”高速运动的物体,后者用于控制景深。但要是想同时控制速度和光圈,这就难了。DSLR可以实时调整ISO,何不容许同时冻结光圈和速度,让ISO浮动以控制曝光呢?Pentax K10D已经实现的这个功能,希望能看到更多的DSLR实现这个功能。

    3、机身防抖

    Canon首先引入光学防抖,在镜头靠尾的地方增加一组小小的可调镜片,实时补偿手的抖动造成的图像模糊,使速度降三档也可以达到同样的清晰度。Minolta更进一步,将同样的原理用于CCD芯片,使防抖功能扩展到所有镜头上,还不需要更新镜头。Sony买下Minolta后,当然继承了这个很有用的功能,Pentax现在也用这个功能,不知道是独立研制的,还是从Sony 买许可的。据说Canon的镜头防抖比Minolta的机身防抖的效果要好,但Canon毕竟需要买新的镜头才能得到防抖功能,而Minolta方式所有镜头都得益于防抖功能,优劣显而易见。镜头防抖可以用于胶卷单反,但机身防抖就难了,总不能把底片在那里晃吧?但数字时代的,CMOS没有进片问题,晃晃也就晃晃了。Canon、Nikon要迎头赶上了。

    4、DNG RAW

    尽管多数人满足于用JPEG文件格式,RAW相当于数字时代的胶卷,不光包含了基本的像素和色彩信息,还可在每次转换为JPEG过程中重新做白平衡、曝光等,RAW也用到所有16位(根据照相机,有的只有12或14位),而JPEG只能是8位的,对于光线诡异或者画质要求高的场合,RAW比JPEG合适。但RAW是根据具体相机的芯片点阵决定的,所以一个相机就有一个RAW格式,对图像处理带来极大的不便。Adobe在两年前推出DNG RAW格式,这是一个通用的RAW格式,不再因相机而定。这是一个很大的进步,对保证长久的软件支持十分重要。目前只有Pentax支持DNG,Canon和Nikon还没有,这是另一个要迎头赶上的地方。

    5、硬件可升级性

    要不是数字摄影的出现,35毫米摄影技术还不会有衰像,关键在于胶卷。在光学设计没有革命性发展的前提下,胶卷技术的更新直接影响了画质。几十年前的Kodak Chrome和现在的Fuji Velvia在颗粒度和色彩方面没法比,但几十年前的Nikon F2用今天的Fuji Velvia可以和今天的Nikon F6同样用Fuji Velvia拍出一样棒的照片,因为相机上所有的电子功能都只是帮助更精确地对焦和曝光,而老相机完全可以手动对焦和曝光达到同样效果。这和航空母舰有点相似,二战末尾建造的中途岛号搭载F-18E后,照样可以和尼米兹级叫劲。但现在的DSLR都是硬件不可升级的。这固然有厂商的贪婪的因素,也使人们对花大钱购入顶级DSLR心存疑虑。在胶卷时代,顶级SLR的使用寿命动辄几十年,但DSLR的“心理寿命”只有几年,几年后,即使顶级DSLR在画质上也可能落后于新的普及性DSLR甚至数字傻瓜。专业人士可以不断地以专业需要而更新设备,成本可以打入商业开销,但业余人士就难以这么做了。这使占摄影市场大头的业余人士们对投入巨资而很快设备落伍心存极大的疑虑。电脑在一定程度上也有这个问题,但电脑至少还能加大内存、硬盘,更新CPU、显示卡,最疯狂的还能更新母板,不管在经济上是否合算,至少在理论上还有这个可能。但DSLR根本就不可能,最多只有固件升级。如果DSLR在硬件上可以升级的话,可以消除很大一批人的犹豫,升级部件本身就可以是一个很大的生意,从长远来说,应该是对相机厂商有利的。就像电脑一样,很多人从来不对电脑升级,买来就用,一直到不能再用了,再买一台。但也有不少人会对电脑升级,或小打小闹,或大动干戈。他们是推动硬件技术发展的一个很重要的力量。同样的事也可以在DSLR里发生。硬件升级应该包括成像芯片、图像处理硬件、缓冲内存等。

    6、USB或Firewire host能力

    内存卡(CF、SD、MS等)的容量越来越大,但还是跟不上需要。如果除去旅游两个星期,每天拍两三百张照片(拍数字更容易拍得很多),一两天下来,一张大容量卡就满了,需要下载。随身带着笔记本电脑当然可以,但还是不方便。白天出门时,留在旅馆也不一定放心。另一方面,USB硬盘越来越多,很多容量很大,而且会越来越大。但是DSLR的USB只能由电脑“抽”数据,不能直接向USB盘“灌数据”。要是DSLR能够直接“灌”,旅行途中的下载问题就可以容易地解决了。

    7、HDR

    HDR指High Dynamic Range,换句话说,就是突破JPEG只有8位的限制,充分利用16位的色彩和灰度,大大丰富色彩和影调。HDR现在都是靠软件后期加工,如果能在相机里自动实现就好了。

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    曝光适中,但亮部不够亮,暗部不够暗

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    曝光不足,但亮部细节出来了

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    曝光过度,但暗部细节出来了

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    用HDR合成,从亮部到暗部的细节都出来了

    8、防尘

    Olympus最早开始用超声波去除成像芯片上的浮灰,现在别的厂家也开始有类似技术了。由于成像芯片带电,特别容易吸灰,这是一个十分重要的功能。DSLR的优势就在于可以更换镜头,有了防尘,就可以放心大胆地更换镜头而不用担心积灰的问题了。

    9、对焦包围(focusing bracketing)

    Contax最早发明曝光包括(exposure bracketing),在基准曝光量两侧,再增加若干档和减小若干档,增加几张照片,这样至少有一张应该是准确曝光的。把这个概念推广以下,可以实现对焦包围,在基准对焦点前后,再增加几张不同对焦的照片,以保证至少有一张是准确对焦的。在DSLR多拍照片没有额外成本的今天,对焦包围应该不难实现。在对焦包围的基础上,还可以增加软件功能,在不同的几张图像上自动识别最清晰的部分,然后把它们叠架起来,可以得到比光学景深更大的合成景深,变相地帮助更准确地对焦。合成景深的软件已经存在,只是把它结合进DSLR的问题。

    这些先进数字功能都要求很高的数据处理速度,但现代CPU和GPU技术发展太快了,这样的数据处理能力完全是现实可行的。

    关键词(Tags): #DSLR(铁手)#摄影(铁手)#数字相机(铁手)#摄影小札
    • 家园 本来想着买个数字DSLR,看了老兄文章,还是等一等比较好
    • 家园 又长见识了

      没留意晨老师有这一好文。关于第七点HDR,好像对硬件的要求很高,你选用的例图是自己的吗,如何合成的。能再详细说明一下就好了,谢谢。

    • 家园 第6条问题不大吧

        现在闪存的容量上去了,价格下来了。按自己买过几片的价格,大概8、9个月,同样价格的闪存,容量翻翻。因为性价比是指数级增加的,应该很快就可以达到实用的地步。比如我现在就有4GB的Compact Flash和1GB的SD。

        在我看起来,存储容量的问题虽然有,但很快就会得到解决。参考硬盘的容量变化:从20MB的硬盘到1GB的硬盘用了很长时间,但1GB到1TB(现在已经在卖了),只是10年左右。而且从100GB到1TB只是几年。闪存也一样,现在4GB的卡很容易买了。按这个速度,容量应该很快就会超出一般应用的要求。

        另外,数码伴侣现在很便宜,硬盘、电池容量也上去了。自己现在用一个30GB硬盘的数码伴侣,摄像机是JVC GZ-MC100EK,用4GB+1GB的卡。数码相机Fujifilm S7000,用512M、 256M的卡。按摄像机每天两小时,照相机每天400张JPEG,卡加数码伴侣可以顶住连续七天的数据量。如果不够,就带上另一个20GB的数码伴侣,能顶10天。实际上,自己还从来没有使用到这个地步。

      其它几条中,7应该是最致命的。因为人的眼睛感光基本是对数分布,而目前的电子感光器件,基本都是近似线性特性的。所以曝光准确时,亮部、暗部的细节远远不够,但中间色调却大大超出人眼的分辨能力(通常人眼也只能分辨几万中不同的颜色和色调)。这个就是我当时买富士S7000时看中的卖点,因为富士相机的CCD有动态像素补偿功能,能补偿高光和暗部的细节。不过事实上,那个Super CCD的噪声太大,动态调整效果也没有想象中的好。不过我觉得富士的这个主意不错,人眼不单是动态变瞳孔(光圈),而且感光细胞之间有相互影响,可以动态调节。富士的主意是在每一个像素点旁做一个辅助感光点,用作测光器,控制该感光点的灵敏度。不过实现得不太好,而且现在好像没有太大的进展了。:(

      其它的功能,都是在现在的技术下可以、或容易解决的。只不过厂家要牟取暴利,不愿意让大家轻易获得这些功能而已。

      • 家园 还是一个问题

        很多DSLR不支持最新的超大容量记忆卡,EOS 10D好像只有1GB,20D只支持4GB(2GB?),更大的卡也只能降格使用。

        出去旅游的时候,一天拍200张照片不是不可思议的事。在20D上,那就差不多是2GB了。要是玩一个星期,每天晚上不下载到数字伴侣或笔记本上,明天怎么办呢?现在的DSLR的文件越来越大,5D的文件就比20D要大一倍。记忆卡还是一个问题。

        还有一个问题:要是所有照片全在一张卡上,万一这张卡有毛病,那不是欲哭无泪了吗?有没有碰到过这样倒霉的事的?

        富士的Super CCD的概念很吸引人,希望他们能用实际效果证明这条路子。

        • 家园 数码伴侣不大啊,出门就放在口袋里,具体大小见内

            数码伴侣不大,里面用的是笔记本的2.5"硬盘,自带充电锂电池,重量、体积都不大。出门时完全可以放在衣服口袋里。照相机、录像机卡满的时候,现场就倒。在关闭电源的情况下,笔记本电脑硬盘还是比较皮实的,如果拍摄的内容实在重要,可以考虑带两个数码伴侣。

            自己到伦敦玩时就是把这个放到牛仔裤的口袋里,4天照了2.9GB照片+7.2GB录像。从自己使用的情况看,我这个数码伴侣充一次电可以支持30~40分钟,大概可以拷贝1GB的卡10次左右,拷贝4GB的卡比较费时间,大概只能拷贝4、5次。不过新的数码伴侣锂电池比较大,时间长多了(老爸的能支持1小时左右)。

            拷贝时,数码伴侣只是简单的拷贝文件,闪存卡上是设么格式,拷贝后也是什么格式。硬盘上的分区格式是FAT32,最大支持到32GB的分区。拷贝的文件放在单独的子目录里,目录名称按:卡类型+流水号 自动生成。不会搞混。

            平时在家里,数码伴侣可以当USB外置硬盘用,下面的图就是和电脑连接时的样子。

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          这个是具体大小:

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          插上卡是这样的:

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          拷贝闪存卡的时候,液晶屏幕显示当前电池容量、硬盘空间、闪存中使用的空间、拷贝进度信息:

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        • 家园 那个。。。10D支持的卡容量

          俺可以证明,10D用2G的CF卡完全没有问题

          1估计相机厂家不会开发的,因为变形的大小通常奠定了一只镜头的质量~牛头狗头都一样了,那还咋骗钱呢?

          2.这个已经有实现了,好像是Nikon的

          3。虽然SONY的所有镜头装到机身上都防抖,但是看看他们家那些镜头的价格吧,70-200SSM比XBIS还要贵很多

          9.对焦包围最早也是Contax做的,好像是用在了N系列相机上

          另外显示器、相机、打印机之间的色彩空间定义和校准,是一个很头疼的事情。

      • 家园 对数码伴侣很感兴趣,DV导出是什么格式?
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