自2019年年末新冠疫情爆发,如今已经持续了两年,疫情对人们生活的影响是巨大的,限制出行使得摄影器材需求锐减,芯片短缺产能不足又让“加价”常态化,一连串不利因素让整个影像行业雪上加霜。然而市场的严峻也加速了产品力的提升,这两年有众多新技术新趋势值得谈谈。
CIPA 2021年1-11月可换镜相机出货数据
堆栈式CMOS堆栈式传感器
索尼α9技术亮点
事实上堆栈式CMOS本身并不是很新的技术,一些小尺寸CMOS早已应用,全画幅机型中2017年索尼发布过首款内置堆栈式CMOS全画幅相机α9,其堆栈式CMOS读取速度相比α7II的CMOS提升约20倍,无黑屏拍摄、20张/秒连拍给业界带来不小的震动。
索尼α1约5010万像素全幅堆栈式CMOS
尼康Z9约4571万全幅堆栈式CMOS
四年后,堆栈式CMOS在旗舰机型上开始普及,不再是索尼独享,索尼α1、佳能EOS R3、尼康Z9均搭载堆栈式CMOS。其中索尼α1、尼康Z9具备约120次/秒连续对焦和曝光计算,比α9的约60次/秒快了一倍,而佳能EOS R3也与α9持平。
佳能EOS R3电子快门30fps
堆栈式CMOS最大的优势,简而言之就一个字“快”,以尼康Z9为例,新堆栈式CMOS实现比Z7II快了约12倍的读取速度。所谓“天下武功唯快不破”堆栈式传感器深得精髓,说到底数字影像还是数据,高质量高帧率影像带来更大数据压力,“快”可以带来更高的连拍速度、更高的视频规格、更低果冻效应、更快的电子快门速度等等,可以说堆栈式CMOS是目前高端旗舰机型高性能的基石。
新一代图像处理器索尼BIONZ XR
佳能DIGIC X
所谓“好马配好鞍”,各大厂商为了充分释放新CMOS高吞吐能力,纷纷上马处理性能更为强劲的图像处理器。索尼BIONZ XR相比BIONZ X处理能力提升约8倍;佳能DIGIC X相比DIGIC 8的处理性能提升到约6.1倍,单芯片大幅超越双DIGIC 6 性能;尼康EXPEED 7可实现比Z7II双EXPEED 6快约10倍。
尼康EXPEED 7
因为拥有更多新特性,因此我们可以认为只有搭载新图像处理器才是真正的新一代机型。除了单纯算力的提升,新处理器还支持H.265、HEIF等新编码、新格式,这使得未来固件升级可以进一步压榨算力,带来更大性能提升潜力。相信未来频繁固件升级是各家保持“战力”的常规操作。
为满足8K的高像素佳能EOS R5支持8K DCI
作为数码相机,追求静态影像的精细度和输出尺寸,提升像素已经成为这些年更新换代的基本操作。然而随着视频功能的重要性不断攀升,如今8K视频已成为高端机甚至旗舰的重要指标。须知以往相机的像素数远高于同时期的主流视频分辨率,但8K DCI是8192×4320、8K UHD是7680×4320,要实现点对点输出,至少要做到16:9情况下3300万像素以上,考虑到相机普遍搭载3:2图像传感器,那么7680×5120(约3900万像素)就是最低要求。如果按8K DCI标准,长边8192的3:2传感器,起码要接近4500万像素。
无论3900万还是4500万,现在都还算“高像素”,这使得各家要推出8K机型,同时也得是高像素机,佳能EOS R3就是典型吃了像素不够的亏。前文提到的堆栈式CMOS和新型图像处理器都是实现8K功能的硬件基础,而像素数也是重要门槛。
索尼α1 Super35mm下5.8K超采样的4K
这种围绕视频需求提升像素并非越高越好,同样要考虑“速度”,比如索尼α7R IV 虽然拥有6100高像素,但由于硬件上“速度不济”并不支持8K。事实上对于这种像素远超8K需求的,输出8K最佳画质是超采样,这对超大数据量处理速度要求极高,而像素合并、跳采等方式则不能很好利用高像素。未来新型传感器配合高性能处理器,是有可能出现超高像素机型具备超采样8K能力的。
AI检测技术(深度学习)事实上人脸识别、人眼追踪、场景识别很早就在数码相机上得到应用,只不过这些只是很低层次AI检测技术。在AF上此类技术近年来发展迅猛。
2019年1月奥林巴斯推出的OM-D E-M1X,基于深度学习技术研发的可智能检测被拍摄对象的自动对焦的算法,能让相机检测具体的被拍摄对象,目前提供赛车、飞机、火车三种检测对象。这是无反相机中首次出现车辆、飞机等载具识别检测。
佳能EOS R3深度学习提升被摄体检测能力
尼康Z9可检测到9种类型的被摄体
索尼在实时人眼对焦基础上发展出动物眼部对焦、鸟类眼部对焦;佳能则在面部信息的基础上,还增加了对眼部、头部(佩戴头盔)检测识别,第二代全像素双核CMOS AF新增了检测动物的功能(鸟、猫、狗),此后又增加了“车辆”(两轮、四轮);尼康则在人脸、人眼部侦测基础上增加了动物侦测(猫、狗),旗舰Z9则利用深度学习技术将可检测被摄体扩展至9种,包括人物、猫、狗、鸟、汽车、飞机、火车、摩托车和自行车。如果按大类可分为人、动物、车辆三种。
松下S5通过深度学习技术可识别多种类别
上述几家均采用相位检测AF,而松下的对比检测AF也加入了深度学习技术(比如S5),可识别人脸、眼睛、头部和身体以及动物。总的来说,相机基于AI人工智能的各种主体实时追踪功能,主体识别算法一般采用颜色、图案(亮度)、距离(深度)、脸部、眼睛数据实时处理空间信息,深度学习了大量样张,提升了检测能力。如此一来只要处理器AI算力足够,通过不断固件更新,AF性能会不断提升,潜力远比以往单反相机更高。
目前侦测主体当中,车辆、飞机等更多是提升识别种类,但这些大型主体本身并不太需要太精细主体跟踪,事实上这些大主体以往单点或多点也可以应对。而今主要的难点在于一些细小、快速、可预测性差的主体,比如飞行中的鸟类。对于各大厂商来说还有很大的提升空间。
相机变身摄像头自新冠疫情以来,人们在家中观看线上会议、网课、直播的机会越来越多,将家中数码相机作为网络摄像头的需求开始增长。适马fp通过USB-C线连接电脑,可以作为视频输入设备(“USB模式”-“视频设备类(UVC)”)。这一功能无形中提升了这款相机的销量。
尼康Z fc作为网络摄像头
α7 Ⅳ通过USB线缆连接到电脑,无需Imaging Edge Webcam即可流媒体传输
对此各大厂商陆续都加入了直播的行列,通过新开发的软件让自家相机变身摄像头。2020年5月富士胶片发布Windows下软件FUJIFILM X Webcam,提供了一个网络解决方案,可以把X系列和GFX系统数码相机变成网络摄像头;6月松下发布“LUMIX Tether 直播版(Beta)”。适用于Windows的Beta版软件,程序源自常规LUMIX Tether。使用此软件,无需采集卡,即可正常使用松下相机进行直播拍摄;7月尼康发布免费软件Webcam Utility,该软件支持将尼康微单相机或尼康数码单反相机用作与Windows计算机兼容的网络摄像头;8月索尼发布电脑端应用程序Imaging Edge Webcam,用户只需将索尼相机通过USB连接到电脑,即可通过该程序将相机变身为高品质的网络摄像头;9月佳能上线EOS Webcam Utility直播软件,通过该软件,可将兼容的佳能数码相机作为摄像头。目前2021年各家推出的部分新品(比如α7 Ⅳ)已无需安装软件进行流媒体传输。
虽然这一功能兴起有一定偶然性,但国内直播带货迅速崛起,对于相机、摄像机的直播需求也是与日俱增,未来或成为相机厂商拓展的新市场。
最后余晖——单反新对焦模块随着全球无反相机出货量和出货金额全面超越单反,如今无反相机已经逐渐成为主流,各大厂商的单反新品明显减少。为了应对东京奥运会,2020年佳能、尼康分别推出了EOS-1D X Mark III和D6,而理光也在2021年发布了APS-C旗舰单反PENTAX K-3 Mark III。这三款单反相机无疑是这个阶段最具代表性的产品,它们都应用了最新的相位检测对焦系统(对焦传感器 测光传感器)。
佳能EOS-1D X Mark III正方像素自动对焦感应器
佳能EOS-1D X Mark III采用了新开发的高解析自动对焦感应器。与EOS-1D X Mark II相比,自动对焦点由最多61点增加到了最多191点,十字型对焦点由最多41点增至最多155点。此次采用的正方像素自动对焦感应器与以往的线型感应器不同,佳能导入新的半导体技术,运用图像感应器制造技术开发。与以往机型相比提高了垂直与水平方向的像素密度,分辨率提升了约28倍,可检测出合焦位置的细微偏差。并提升了斜向线条的检测能力,在以往合焦困难的低对比度等场景下也可高精度合焦。为了提高对焦精度,佳能这款相机还采用约40万像素 RGB 红外 测光感应器(上代为约36万像素 RGB 红外 测光感应器)。新感应器搭配新算法实现了对人物头部、面部等的检测,提升了自动对焦的人物捕捉与追踪能力。
尼康D6每个对焦点配置3个传感器
尼康D6搭载新设计的Multi-CAM 37000自动对焦传感器模块,具有105个对焦点(全部为十字型,均可选择),用户无需调整构图即可将对焦点对准所需的地方。每个对焦点配置3个传感器,新的对焦点布局可减少自动对焦非敏感区域,并实现与D5相比约1.6倍的自动对焦覆盖范围,可以更精确地拍摄主体。
宾得K-3 Mark III的SAFOX 13 AF系统
宾得K-3 Mark III搭载SAFOX 13 AF系统,拥有101个对焦点(上代为27个)。在41个个用户可选点钟,25个是十字型传感器。这种高密度自动对焦系统增强了构图的灵活性。这款相机还配备30.7万像素RGB IR测光传感器,与以往型号相比,可更精准地跟踪运动物体。
日本《读卖新闻》采访
虽然佳能、尼康、宾得都拿出自家最强大的单反AF系统,但对于已经投身无反市场的佳能和尼康来说,更多是一次“谢幕演出”。佳能社长御手洗富士夫更是在接受日本《读卖新闻》采访时表示,佳能旗舰级单反相机的开发和生产可能在“几年内”结束。
总结总的来说,除了最后一点,大量新技术都集中在无反旗舰机型上,由于高昂的售价阻挡了大多消费者,随着技术成熟、成本降低,不久的将来这些技术很大概率会下放到中高端机型当中。单反相机虽然不会全面退出市场,但随着市场萎缩,新品减少,佳能、尼康将主要以低端产品来维持剩余市场。
作者·编辑 | 梁爽
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