色魔养成记:从相机对焦的发展史来谈无反还是单反的选择

2016-08-15 09:13:00     作者:casatift      来源:什么值得买

标签: 使用评测 微单相机

首先要感谢下姨夫,如果不是他的a7系列微单,至今无反(ILDCInterchangableLensDigit...

首先要感谢下姨夫,如果不是他的a7系列微单,至今无反(ILDC Interchangable Lens Digital Camera)还处在数码小玩具的地位上。甚至一度楼主向身边咨询的人推荐各种无反也糟人嫌弃,而楼主第一时间出掉佳能全套,购入a7r的时候,身边人也觉得不解。但是没到1年,那些哥们组了个团,一起去星光撸了5台a7m2回来……

闲话不扯,来说正题,本文旨在帮助大家了解无反和单反的不同,以及整个相机结构的发展历史,并断言出无反是一个跨时代的结构,而未来的世界将是无反的世界这一结论。各位单反的死忠,看到这就可以关闭页面了。

要详细的讨论无反,就必须说无反的结构,而要说无反的结构,就必须拿单反做对比,而单反之前的相机,就又不得不提。之前有值友写文谈到无反和单反但没有提他们的本质区别,只是拿了dxomark的分数来说,使用相同CMOS的无反和单反,他们的画质是一样的。其实只要说明白了结构,就可以轻易明白他们之间的画质是相同的这一结论,完全不用扯dxomark。

首先要说明的是,不管是什么结构的相机,他们之所以需要各式各样复杂的结构,基本都是为了同一个目标而设计的,那就是对焦和取景。在数码感光元件出现前,不管是怎么样的感光材料,他们都有一个共同的特点,就是不能见光。所以本文很大的篇幅都在说胶片时代,因为感光材料不能见光,所以人们想出来了各式各样的方式来进行对焦。从最早的毛玻璃对焦对好之后换胶片来拍摄,到给相机安两个镜头,一个用来取景对焦,一个用来曝光拍摄,到使用测距仪的旁轴相机(RF)。直至今日的单反。下面让楼主娓娓道来。

有关相机的光学成像,其实简化了之后真的非常简单,这个实验相信每一个人在初中物理课上都有学习。那就是凸透镜成像:

大家还记不记得你来回移动右侧的毛玻璃来获得清晰的蜡烛影像的事?其实这个过程就是我们拍照时对焦的过程,可能你会说,现在对焦哪有这么麻烦,就算不是自动对焦,手动对焦也不过是拧拧镜头上的对焦环就是了。但事实是,目前包括最早的大画幅相机(包括部分使用皮腔的120相机,双反等),都是通过移动焦平面位置调整像距来实现对焦的。甚至最新的天工徕卡m转索尼E卡口自动对焦转接环应用的也是这一原理使得徕卡M口镜头在SONY A7系列机身上实现自动对焦。当然,以此来实现手动镜头自动对焦的并不是天工原创,1996年的时候,雅西卡就推出过著名的contax AX,通过移动机背来实现C/Y口的手动镜头的自动对焦。和现在一样,那会有很多玩家把m42的老头接在了CONTAX AX上用以自动对焦拍摄。当然,单反实现机背自动对焦的复杂程度是远远超过镜头调焦,并且在1996年的时候,各大品牌都早已拥有自己的自动对焦镜头及机身,所以这技术也就昙花般的现了下,就没有后来了。

以上是闲扯。下面我们来看下,大画幅拍摄的一则短片,让大家理解下,这种对焦方式操作起来是有多累。

楼主曾经买过一台无忌上某大神DIY的快拍机,是冲着RF对焦去的,但实际上,他做的对焦刀精度还是不够准,所以冲着快拍去的,结果回来之后依旧默默毛玻璃对,所以没拍多久就出掉了。

这篇并不是大画幅专题,所以大画幅的问题就此为止不作展开,这里只是说明下,通过调整像距来进行对焦的方式应该是最古老的,也是最简单的。所以从摄影伊始一直到如今,还在广为使用。这种对焦方法结构上非常简单(初中物理水平),更重要的是,镜头结构也会变得非常简单,镜头不需要调焦,所以所有镜片都是固定的,这也是为啥今天的大画幅相机和5,60年前的并无啥不同的原因。当然,缺点也非常明显,在拍摄和对焦之间需要不停的替换对焦屏和胶片,基本上大画幅从架好相机开始到按下快门,没有个4,5分钟是别想。

所以就此引出了新的相机结构——双镜头反光相机(双反):

至今家里还留存有一台海鸥4A,那是从朋友那借了台Rolleiflex后玩了半年中毒图便宜买的,结果买来后也没怎么用,现在快门拨杆都有些涩了。

上图是大名鼎鼎的Rolleiflex的剖面结构图,从图中可以看到,相机拥有两个焦距相同的镜头被安装在一块镜头板上,上面的那个镜头结构相对简单一些,通过一块斜45度的镜子将光线反射到上部的对焦屏上用以取景对焦,而下面那个镜头结构相对复杂(图中并未标示有快门)是用来给胶片曝光成像的。而两个镜头因为焦距相同,并且像距相同,所以当我们通过对焦旋钮调整镜头板的前后位置,同时观察取景屏的合焦状况,就可以间接的实现对焦。当然,因为取景和成像是上下排列的两个镜头分别完成的,所以不可避免的会产生视差,摄距越近视差越明显。不过相对于每次拍摄都要换取景屏啥的来说,已经方便了很多不是。(本文不提各个画幅之间的差异,这又是另一篇文章要说明的事了)

双反相机虽然零部件多了一些,但是结构依旧是相对简单的。没有各种各样的联动装置和镜头调焦,依旧是通过调整像距来实现对焦。

接着,就不得不提下大名鼎鼎的徕卡了,与大家想象的不同,最早的徕卡是没有联动测距装置的。机身只有简单的取景器显示镜头覆盖的大致景物范围。而对焦,则是你自己估算相机与被摄物之间的距离,然后调整相机镜头上的拨杆到相应位置来实现的。说白了,就是靠猜,因为那个年代镜头的最大光圈普遍较小,摄距都比较远,所以较大的景深弥补了误差。所以倒也没啥大问题。(其实那个年代各家厂的135相机大多都是靠估焦来拍摄的)

当然,估算起来总有些误差,特别是对于像楼主这样没有距离感的人,所以当时还有个装在相机上的独立测距仪可以选购。

这个装配起来有点像瓦力了。但是这样依然似乎不是很方便,所以就出现了联动对焦测距相机(RF)也就是俗称的旁轴相机。关于Rangefinder的工作原理,楼主也没有深究,所以也不能展开了,联动结构图如下:

其代表作就是至今还在生产的LEICA M系列旁轴相机。

不得不说,RF相机是一个伟大的发明,他真正实现了相机的小型化已经操作的便利性,并且依旧保持着简单的机械结构。(为什么每次楼主都要提到简单的结构,那是因为讲到单反的时候,你们就会明白之前的这些结构,和单反比起来真的都不算啥)。但是RF依然是有缺点的,最主要的一点依然是视差。

很长的一段时间里,全世界的相机厂商都以徕卡为原形,仿制出各自的RF旁轴相机。(这儿要说的是,旁轴相机的重点是Rangefinder。所以很多人把奥巴,富士的相机称作数码旁轴是完全错误的。)一直到单反(单镜头反光相机)相机走上历史舞台。其实第一台单反的诞生年月并不晚,只是由于各种各样的原因(例如需要手动复位的反光板,腰平的取景等),单反的整个发展史实在过于漫长,牵扯的厂商品牌也很广,所以就不细说了。其中最关键的两个部件是自动开合的反光板,以及五棱镜。其中自复位的反光板是由Asahi Optical旭光学也就是现在的pentax宾得在1954年发布的Asahiflex IIB上使用的。

而后在1957年推出了带五棱镜的单反机型。并且因此把自己的名字改成了现在的PENTAX(五棱镜的英文为pentaprism)。

其中五棱镜的最大意义是在于把原先取景时左右颠倒的影响修正了回来。

至此,单反相机的基本结构已经奠立,如下图:

单反相对于旁轴的优势是在于没有视差,基本上是看到的就是拍到的,而且镜头的搭配更广(从微距到长焦)。但是缺点也很明显,就是体积和重量都比旁轴要来的大的多。而后,美能达又推出了自动对焦的单反相机。将原有的反光镜的一部分做成了半透镜,再半透镜下面又增加了一个小的反光镜将光线反射到AF原件上,实现相机的自动对焦。在之后的几十年,这个结构就被固定下来,再也没有变过。直到现在的数码单反(DSLR)亦是如此:

下面就要说说单反相机的结构是多么复杂了。当按下快门按钮的时候,反光板会向上抬起,光圈会收缩到设定大小(由于要保证取景器内的光线亮度,所以单反相机取景时光圈默认是最大的,老的镜头采用的是机械联动来控制光圈的收缩,新镜头基本都为电磁光圈,通过电磁信号来控制光圈),然后快门开启-关闭,光圈复位到最大,反光板放下。是不是听着就很复杂?我们再来看看旁轴相机是怎么运作的:按下快门按钮,快门开启-关闭。没有了,旁轴的快门按钮,控制的真的只是快门而已……。

所以你现在能明白为啥大家都说徕卡耐操,不容易出故障了?

以上说了这么多,其实都是在说胶片摄影的事,至于数码单反,在结构上与胶片单反并无区别。所以可以说整个结构还是为胶片摄影而设计的。而下面要说的无反相机(mirrorless camera),则是玩玩全全脱离胶片的结构。

让我们继续回到最初:

左边是被摄物,中间是镜头,右边是成像屏即感光区域。在数码摄影诞生之前,不管怎么设计相机,都要把右边这部分给遮起来不让它见光,所以无论是大画幅的取景屏和感光胶片做成两个盒子来回更换,还是增加一个镜头,或是加上一个测距仪,拟或是设计一个可以自己动的反光板来切换光路,他们的目的都只有一个,在不让胶片感光的情况下获知摄距。但是现在到了数码时代,感光部分已经不怕见光,除此之外,我还能够感光并实时反映到电子显示屏上,那么,我还需不需要这么复杂的机械结构呢?要知道,复杂的结构除了带来制造成本的提升之外,每多出一个零件,都会增加整个系统的故障概率。

那么既然说结构简单,成本还低,那为什么从一开始数码相机就不做成无反的呢?为啥数码单反出来了10几年之后,我们才看到有现代无反雏形的相机出现?要回答这个问题,我们又要开始从数码感光元件说起。

在早些时候,数码相机使用的感光元件并不是现如今大面积使用的CMOS,而是CCD。关于这两者的区别,早先的数码玩家会告诉你,CCD色彩好,CMOS高感好。大致还会为徕卡也改用CMOS而弃用CCD这事扼腕。但是他们忽略了一点,就是CCD的能耗,CCD的能耗要普遍比CMOS高上许多,而能耗高出了耗电之外,还会带来的负面影响之一就是发热量大,而发热量大了之后,就会产生热噪点影响成像。当CCD画幅不大的时候,他的发热量确实还能够控制,但是当它的尺寸大到一定级别的时候,连续工作造成的发热就成了大问题,所以大家可以看到早期的DV啥的用的都是CCD,可以拍摄像,但是到了CMOS的DSLR可以实时取景摄像的时候,CCD的机型依然只能拍个照的原因。

除了既省电画质又好的CMOS还没出现之外,取消反光镜这事还被对焦性能所制约,早期的数码相机(小DC)采用的对焦方式为对比度对焦,而单反使用的则是相位对焦。这两个对焦方式的区别和原理要写的话,也能写上一大篇,这儿就不展开,只要记得对比度对焦的速度是慢于相位对焦的。还有就是电子显示屏,那个年代的显示屏普遍只有几十万像素,延迟又厉害,基本上显示效果和你现在回头去看90年代的14寸彩电差不多。

除此之外,还有一个重要的问题,就是CCD/CMOS对斜着射入的光线并不是很敏感。所以当取消反光镜,缩短法兰距来减小相机体积的时候,这个问题就会特别突出,特别是在使用广角/超广角镜头的时候。不然就会出现我们常说的红移和边角失光现象。

图片来自@美图摄影日记-张千里,此为Voigtlander Color Skopar Pancake II 21mm F4在a7r上的转接效果,详情请前往张千里博客查看。 

 但是,这一切终将改变,做出这个伟大变革的不是我们的索大,而是松下和奥巴。奥巴在m43之前倡导的是4/3系统,做了一大堆4/3单反,开始的时候还有群死忠(楼主有一个朋友就是),并且各大厂出的DSLR都是APS画幅的,所以4/3系统虽然小吧,但也够用,所以卖的还行吧。至少不比竞品小多少,但是05年的时候,佳能推出了EOS 5D 35mm全画幅数码单反,整个市场轰动了,所谓底大一寸压死人啊,奥巴这时候坐不住了,觉得拼实力是拼不过人家了,但是4/3这个系统又不能轻易说不做了,毕竟自己约的炮,含着泪也要打完啊(之后富士也干了同样的一件事,坚信自己APS画幅的相机可以和35mm全画幅肛,这至于结果,我们等着看就行)。于是伙同松下,成立了m43(micro 43)阵营,推出了没有反光镜的m43数码相机。几乎解决了之前制造无反相机的种种难题。而后2年,SONY也推出了NEX系列微单相机(注意:微单为SONY注册商标,特指SONY生产的无反可换镜头相机)。

接着我们来看看单反与无反的结构对比:

是不是瞬间觉得神清气爽?同时得意于去除了反光镜,镜头的法兰距可以进一步的缩短,而法兰距缩短之后除了镜头机身体积上能够进一步减小之外,更大的意义是在于能够使用更好的光学结构来设计镜头。特别是广角镜头,例如biogon结构。当然,除此之外带来的另一附加优势就是转接优势,无反相机几乎能转接所有的单反镜头,甚至通过转接环还能实现AF、AE等功能。不过短法兰导致的红移和边角失光问题目前解决的并不是很好,像m43,APS得益于较小的感光元件面积,所以避免了一些这样的问题,但是在a7系列全画幅微单上,特别是a7r系列高像素微单上,此类问题在转接老头的时候依旧非常明显。而原厂镜头的解决方案基本上就是机内优化,机身针对每个镜头可能出现的问题进行优化,所以每次sony更新镜头的时候,机身固件都免不了要升级一下。

当然,虽然说了无反是如何如何的好,但在目前,无反相对单反还有如下问题:

  1. 续航不足。由于电子取景,CMOS和EVF/LCD都需要耗电,所以无反整体耗电要远远高于单反,又受制于体积较小,所以电池容量通常比同级别的单反也要小上许多,所以续航上会比单反差很多。

  2. 对焦不足。之前说了,对比度对焦速度是远远低于相位对焦的速度的,虽然目前奥巴/松下的对比度对焦速度也已经非常高了,但是仅限于m43机型。至于SONY富士,虽然在CMOS上增加了相位对焦点,但是其对焦速度以及弱光下的对焦能力还是稍逊于单反。

  3. 镜头群。单反经过这么几十年的发展,镜头已经非常的丰富,从几百元到上万的,丰俭自选。但是无反这块相对来说镜头的选择只能说够用,SONY之类的还是高价头居多。

  4. 外观。一般来说,非专业人士通常以你的设备尺寸大小来衡量你的专业程度,所以在这方面,单反更容易约炮,哦,错了,是约片。


虽然楼主是无反的拥趸,但是就现阶段而言,仍然觉得单反在未来很长一段时间内是无法被取代的。所以如果你是买了相机想靠摄影赚钱为生的话,我觉得还是直接买一部单反比较合适,相信我,会比使用无反少掉很多麻烦事。至于无反要彻底取代单反,除了之前提到的一些问题之外,还缺一项黑科技,那就是可以媲美机械快门的电子快门。

下面来具体点评下市场上的几种类型的无反相机吧。

首先是奥巴/松下为代表的M43阵营。

 

 

 

 

虽然身上背着43画幅底小一寸被人压的重负,但是这两家人家拿着玩具模样的CMOS,却一直做着专业的作品,无论是五轴防抖的黑科技,还是世界第一的可以媲美单反的对角速度。他们在创新的路上一路向前,毫无迟疑。更值得称赞的是,他们两家的相机外观做的都非常出众并且精致,而LZ手上的a6000虽然底大一圈,但是跟他们比起来更像是个玩具。所以如果你只是需要一台相机来记录生活,在摄影上并没有什么向往或追求的话,那么m43系统应该是你的首选,不要听别人瞎咋呼说什么底不够大,高ISO不行啥的,这台相机对于一个家庭来说,已经足够。更重要的小巧的体积外加轻盈的重量,任何时候都不会让你觉得带着他是一种负担。

接着要说富士/SONY的APS机型。

 

 

富士这个厂商很有趣,基本上是挖了个坑给自己跳,因为刚出X系列的时候,SONY的旗舰微单也就是APS画幅的nex-7,所以富士想当然的搞了个X-trans的CMOS(实际还是SONY代工的),打着媲美全画幅的旗号开始宣传。结果没过多久,SONY把35mm全画幅传感器塞进了E卡口,然后富士就直接懵逼了,被大家追问之下才知道,富士设计X卡口的时候一点余地都没留,根本改不了全画幅,无奈之下只能打外形牌,祖传1600W像素CMOS(其实是SONY的库存啊)用了好久。直到最近富士才更新了下,升级到了2400W像素相对于SONY,也有了一些竞争的资本,但是富士的竞争力从来都不是在性能上的好不好,大家买富士都是冲着外观去的啊,前段时间不是微博撕X大战,最后大家得出的结论不就是富士相机唯一的用途是在人像摄影中充当道具么。所以至少富士的外观得到了所有人无论黑粉的一致认同。在此楼主给出的建议是,喜欢它的样子就买吧,虽然有着品控不佳,ISO虚标的一些毛病,但在颜值即正义的年代,谁又能阻挡一台长得讨人喜欢的相机呢?并且其实富士也没那么不堪,至少在直出这方面,似乎还没有出其右者。而且在没有系统负担以及全画幅的憧憬的状况下(目前或将来),我也是会优先考虑富士而不是SONY,谁让富士既漂亮,定焦头又多呢。

 

  

 

SONY目前的APS旗舰是a6300,不过现在的价格就算是对于一台非常不错的APS无反来说可能还是贵了些。倘若是楼主的话,对于这台相机的心里价位大约是在3500上下。当下比较合适的机子应该是a6000,虽说比a6300差些,但总体上也不弱,当然,购买SONY相机的话,首先你先要确认的一点是你不会嫌后期麻烦,因为SONY直出的凄惨模样,可能连手机都不如。如果你只是想直出发发朋友圈的话,楼主觉得还是富士,奥巴合适些。

SONY全画幅a7系列

 

  

 

如果想要一台无反,同时又要35mm全画幅的话,那么sony a7系列似乎是唯一选择,其中楼主自己有一台a7r,也深入使用过a7s,至于a7和a7II的话,也仅仅是把玩过,至于a7rII,似乎摸都没有摸过,但是依然主力推荐a7r2,因为楼主是数毛党啊,虽然a7r也能数毛,但是其对焦能力实在是太差太差了,这么说吧,自从把5d2换成了a7r,LZ再也没有拍照的兴趣了,当然,无可否认的,除了对焦,a7r在其他各方面都趋于完美。至于a7s系列,纯粹的摄像机,虽然楼主拿着a7s在意大利拍了一堆照片,但是回来后发现它拍的照片也就只能填满整个4K屏幕的时候一点兴趣啊没有了,幸好拿着它拍的照片卖了点钱,不然真是……。当然,不可否认的a7s的弱光对角能力堪称无敌,甚至高于5d2(5d2的对焦也是对焦么……)。至于没有后缀的a7II,曾经楼主觉得是非常有性价比的机器,只是现在的价格有点偏高。大家可以等a7III出来了买a7II。

哈苏X1d

 

如果你对这个感兴趣,楼主只想说,请记得联系我,相信我们一定能愉快的做好朋友的。

下一篇色魔养成记将讲述的是从色彩组成来说RAW和JPG的选择,敬请期待。

小弟才疏学浅,文中难免有所纰漏,还望大家斧正。

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