超级变焦相机——大感光元件篇

邬立中 刘旭 橙子

本刊前两期介绍了几款超级变焦相机，它们都以变焦范围超大见长；本期介绍的超级变焦相机则以感光元件大见长，它们的变焦范围虽然不是特别大，但1英寸的感光元件却让此类相机的像质具有更高的水准。

等效24-600mm镜头佳能PowerShot G3X

佳能G系列相机也迎未了大尺寸感光元件的大变焦比相机，不过这次并不是G1 X的1.5英寸感光元件，而是现在运用在便携类相机上主流的1英寸感光元件。

最强大变焦

佳能推出25倍大变焦的便携相机还是出乎意料的，首先从体积说并没有因为大变焦而让机身臃肿不堪；其次从外观看，也并没有像传统大变焦相机的类单反设计，仍然保持了佳能G系列相机较强的辨识性。说完了外观，我们可能要说说最吸引大家眼球的1英寸感光元件。佳能PowerShot G3X搭载了2020万有效像素1英寸CMOS（13.2×8.8mm）感光元件，面积是佳能PowerShot G16相机感光元件的2.8倍。本文所提到的三款相机均使用1英寸感光元件，要说变焦范围哪家强，那必须是佳能PowerShot G3X，因为其采用25倍变焦，相当于135全画幅相机的24-600mm变焦范围，这也是三款相机中变焦范围最大的。1英寸的感光元件配合f/2.8-5.6光圈在中长焦端可以达到较好的背景虚化效果。佳能PowerShot G3X较之之前的G16的1.7英寸感光元件有更强的动态范围及噪点控制力。

在像质表现方面，1英寸感光元件当然不会逊色，这要得益于其镜头13组18片的光学结构设计，其中6组特殊镜片的使用对像质有着决定性作用。第一组为2片UD镜片，对长焦端有较好的色差校正：第二组为3片非球面镜片，能够在广角端校正像面弯曲、倍率色差等；第三组为3片双面非球面镜片，对球面像差有较好的补偿；第四组为1片非球面镜片，对色差补偿有所作用，并且次镜片对整个机身体积小型化也作出了很大贡献；第五组使用了1片UD镜片，对光轴的色差有较好的补偿；第六组为l片非球面镜片，对倍率变焦范围所涉及的色差有较好的补偿，并能使镜头有更快的调焦性能，也实现了省电的作用。高质量的像质除了光学结构和镜片使用优异外，还有大家关心的焦外成像，佳能PowerShot G3X采用9片光圈叶片，背景有着较好的圆形虚化轮廓，接近单反相机的背景虚化效果。作为较全能的便携相机，怎能少了微距拍摄，此机在广角端能够实现5cm的微距拍摄，不但能保证微小被摄体的呈现，还能有较好的背景虚化。

增强配置

佳能PowerShot G3X采用162万像素、3.2英寸翻转液晶屏，不过此相机没有内置电子取景器，在大变焦相机上不配有电子取景器多少有点鸡肋，这也是三款相机中唯一没有内置电子取景器的。当然大家有需要可以购买EVF-DC1电子取景器，京东售价为2599元，满足了拍摄需求，不过性价比略低。

虽然是一款面向专业用户使用的大变焦比相机，但丰富的影像分享与拍摄模式是必不可少的。佳能PowerShot G3X内置无线Wi-Fi功能，使用者在应用商店下载“Camera Connect”应用程序就能将相机中拍摄的影像传入手机在微博、朋友圈分享。46个滤镜种类对影像个性及风格化有着很好的支持，对于家庭用户，“精彩故事”功能可以将拍摄的视频影像及静态影像选取并创建自动的动态相册。视频拍摄方面，佳能PowerShot G3X可在PAL制式下拍摄50P的全高清影像，当然很多竞争对手已经进入4K时代了，期待下代产品能够实现4K视频拍摄功能。

4K+等效25-400mm镜头松下FZ1OOO

松下FZ1OOO是松下F2200的升级版，与前代产品相比，松下FZ1OOO最大的特点是采用了1英才的较大型感光元件：同时，4K的视频拍摄功能也让它成为一款“高质量拍照+高质最视频”的全能型数码相机。

大感光元件决定像质

对于一款数码相机来说，高像质是首先我们需要关注的。我们先从传感器来看，FZ1OOO采用了1英寸、2010万像素的感光元件，面积约为F2200（1/2.3英寸）感光元件的4倍，这意味着它能获得更好的背景虚化效果，还意味着它在比较昏暗的场景下也能获得噪点更少的影像。

从右边对比图上可以看出，FZ1OOO的前景和背景虚化效果要更加明显，而且放大后的虚化圆圈也是不同的：FZ1OOO的圆圈很干净平滑，没有以往型号的洋葱圈的现象。

决定像质优劣的还有一个重要因素，那就是镜头。FZ1OOO所搭配的镜头，是一支“高大上”的徕卡DC Vario-Elmarit镜头，它拥有等效25-400mm的光学变焦范围。因此，从广角的风光摄影到长焦的望远摄影，只用FZ1OOO这一款机器就都可以覆盖了。特别是其光圈值还可以达到f/2.8-4这样的明亮大光圈，可以有效提高快门值以减少手抖的影响。我们来看看这款镜头的具体情况，它的光学结构为11组15片，内含8个非球面镜，5片非球面镜片和4片ED镜片。从理论上看，如此豪华的阵容应该在色彩和锐度方面得到很好的表现。我们从25mm广角端和400mm长焦端分别实拍了一组照片来观察效果，广角端姑且不论，特别是在长焦端，我们发现依然保证了相当的锐度。

对于长焦镜头来说，我们平时最关心的除了长焦端的锐度外，还有就是如何能够更好地进行防抖修正。因为400mm的长焦拍摄是极易形成抖动的。FZ1OOO的镜头搭载了光学防抖的功能，可以通过高精度传感器检测手抖的幅度，通过移动镜片有效抵消抖动的影响（视频拍摄时也可以进行抖动的抑制）。此外，该镜头还有一个特别之处，那就是可以进行微距摄影，最近可以在3cm处完成自动调焦，拍摄装饰品或植物微小的细节。

维纳斯引擎决定速度

决定像质的第三个重要因素，应该就是处理器了。FZ1OOO搭载了新开发的维纳斯引擎，拥有4个CPU，可以在进行高速运算处理保证精细画质的同时实现更低的电力消耗。4个CPU还使开机时间缩短至0.66秒。

同时，正是因为FZ1OOO采用了1英寸的大型传感器和新开发的维纳斯引擎，在两者的综合作用下，最高感光度也达到了IS0 12800（可扩展ISO开启时可达到IS0 25600），在高感光度拍摄时也可以有效抑制噪点。我们通过实拍图来检测，发现在IS0 3200时，还基本上看不到明显的噪点情况，在IS0 6400时可以看到噪点，在最高的ISO25600时，亮处噪点控制良好，暗处噪点明显，但是各色噪点分布比较均匀和细腻。

再好的像质调焦速度跟不上也是白搭。为了有效提高相机的速度，松下公司在FZ1OOO中加入了最新独自研发的空间识别AF技术（DFD技术），该技术可以瞬间计算出画面上所有被摄物体的距离，这样就大大节省传统反差式自动调焦所花费的时间。同时，DFD技术的实现还包括一个关键的部件，那就是线性磁浮马达，该马达可以在没有齿轮干预的情况下直接驱动调焦镜片，从而使调焦速度特别是长焦端的调焦速度得到大幅度提升，还顺便实现了静音化。正是得益于DFD技术，使FZ1OOO的自动调焦速度得到了大幅提升，广角端自动调焦速度达到0.09秒，长焦端更是从F2200的0.6秒提高到了0.17秒，跟踪自动调焦速度也提高至每秒7幅。

至于大家普遍都关心的快门速度，FZ1OOO可以达到1/4000秒的机械快门和1/16000秒的电子快门，而且两者可以自由进行选择。

以上就是FZ1OOO在摄影方面的表现。FZ1OOO还有一个强大的功能，就是众所周知的4K视频拍摄能力，它是世界上第一款可以在机内录制4K视频的“机身镜头一体型”数码相机。4K视频的分辨率可以达到3840×2160，码率为100M。在全高清视频录制方面，选择AVCHD或MP4格式，帧率都可以达到60P。为了方便进行视频的选取和录制，FZ1OOO在模式拨盘行还有专用的摄像模式可供选择，可以在菜单上进行各种曝光方式的转换和选取。

FZ1OOO还配有236万点的OLED取景器和92万点的可自由翻转液晶屏，方便多角度取景构图。

综上所述，FZ1OOO这款机器除了体积较大这个缺点外（与相同焦段单反相机相比，还是小多了），在像质、速度和视频拍摄方面都达到了一个全能机应该具备的各种要求，是一款可以同时满足用户多种需求的高性价比数码相机。

恒定f/2.8光圈+堆栈式感光元件索尼黑卡RXlO Ⅱ

索尼是最早做大尺寸感光元件大变焦相机的厂家，从上代机型索尼黑卡RXIO开始，就开启了大感光元件超级变焦相机的新篇章，这也多少让人想起APS-C画幅的变焦相机索尼R1。

堆栈式设计

索尼黑卡RX1OⅡ虽然在光学机构上没有做大的调整，但是采用1英寸、2020万有效像素的Exmor RS CMOS堆栈式感光元件是不小的升级（上一代的索尼黑卡RX1O搭载的则是背照式感光元件）。全新的堆栈式感光元件最大的优势是可实现高速信号处理能力，这对于连拍、高速存储都有较好的支持。快速存储的实现要归结于内置的DRAM存储芯片与高速芯片处理电路协同工作，这样较之RX1O提升了5倍像素读取速度。

说完了堆栈式感光元件及DRAM存储芯片的优势后，就要说说其实用功能。在笔者看来，这两大技术为索尼黑卡RX1OⅡ带来的直接好处是连拍速度的提升及4K视频录制功能的实现。将相机设置为“速度优先连拍”时，索尼黑卡RX1OⅡ可实现14幅/秒的连拍速度，而索尼黑卡RX1O最高只能达到10幅/秒的连拍速度。不过当索尼黑卡RX1OⅡ拍摄14幅影像后，相机会出现拍摄卡顿现象，并且回看及部分功能会被禁止。4K视频是现在主流相机换代后逐渐加入的新功能，其影像尺寸为3840×2160，单帧就达到了800万像素，截取出静态影像足以满足日常印刷出版使用。如此大的文件量可想而知对相机硬件有怎样的高要求，索尼黑卡RX1OⅡ在拍摄4K视频时采用全像素读取方式，不进行像素叠加，并且减少摩尔纹和锯齿，最长可拍摄29分钟的4K视频。最精彩的是索尼黑卡RX1OⅡ可实现lOOOfps（每秒1000帧）的高帧速拍摄，低于标准速率约40倍的速度记录超慢动作的影像。当使用者将相机设置为HFR拍摄模式后，可选择lOOOfps、500fps、250fps的速率，以25p、50P的记录格式来优化拍摄。

恒定大光圈

索尼黑卡RX1OⅡ的镜头采用11组14片的光学结构，最大光圈为恒定f/2.8，变焦范围等效24-200mm。虽然变焦范围在三款相机中是最小的，但是恒定f/2.8大光圈却非常吸引人，可在多种拍摄环境下得到较好的背景虚化效果。并且此镜头是蔡司Vario-Sonnar T*镜头，在抗炫光方面有着很好的表现。大变焦相机不得不面对的一个问题就是调焦速度及准确度不高，索尼黑卡RX1OⅡ为此升级至快速智能自动调焦系统、最快可实现0.09秒的最快调焦速度，可满足对快速移动物体的捕捉。尤其是在长焦端，调焦时经常会遇见“拉风箱”的状况，在使用中并没有出现此现象。

索尼黑卡RX1OⅡ内置了235万像素XGA OLED Tru-Finder电子取景器，在使用长焦端拍摄时会有较好的持握稳定性，配合光学防抖对大变焦的设计可谓意义重大。而3英寸可折叠液晶屏则方便摄影师在高角度和低角度取景拍摄。

笔者认为索尼相机操作较为亲和，因为相机按键及菜单界面设计与微单或RX1OO系列黑卡相似，所以使用微单和RX1OO系列黑卡的用户并不会陌生。而此机大光圈、4K视频、lOOOfps超慢动作摄影是最大卖点，不过7899元的官方报价并不是太亲民，此价格应该可以买套全画幅微单A7了。

堆栈式设计原理

堆栈式设计扩大了高速信号处理电路的面积，可以提高信号处理速度。而内置的DRAM存储芯片附在基板下放，能够存储大最影像数据，防止数据中断，以此实现高速影像处理。堆栈式设计早期主要用于手机，随着技术的发展也逐渐在使携类相机上使用。