李毅剛

傳統(tǒng)膠片機(jī)時(shí)代，除了少數(shù)人用的中、大畫幅相機(jī)，大部分相機(jī)都是35mm全畫幅（APS畫幅相機(jī)極少），因此成像質(zhì)量很容易比較。到了數(shù)碼時(shí)代，事情發(fā)生了翻天覆地的變化，不算中、大畫幅相機(jī)，僅可更換鏡頭的單反和無反相機(jī)畫幅就有35mm全畫幅、APS-C畫幅、M4/3畫幅和1英寸4種規(guī)格。限于目前感光元件的技術(shù)限制，一般來講仍然是“底大一級(jí)壓死人”，即尺寸越大的感光元件成像越好，但近年來出現(xiàn)的一些新技術(shù)和功能則可以使小底相機(jī)（即畫幅小于35mm全畫幅的相機(jī)）的成像質(zhì)量有顯著提升，讓小底相機(jī)也能拍出大片，下面就聊聊這些新技術(shù)和功能。

X3技術(shù)顯神威

X3技術(shù)的全稱是“The Foveon X3直接感光傳感器技術(shù)”。嚴(yán)格地說，它不是一項(xiàng)新技術(shù)，美國(guó)Foveon公司早在2002年2月就公布了這項(xiàng)技術(shù)。采用Foveon X3技術(shù)的傳感器原理與如今大多數(shù)可換鏡頭數(shù)碼相機(jī)上使用的傳感器不同。大多數(shù)傳感器采用的是俗稱“馬賽克”的拜爾結(jié)構(gòu)（Bayer Pattern）單層結(jié)構(gòu)感光元件，而Foveon X3技術(shù)的傳感器模仿傳統(tǒng)膠片，采用了3層結(jié)構(gòu)，3層感光元件垂直疊在一起，一次同時(shí)感光。這樣，同樣數(shù)量像素的X3圖像感光器比傳統(tǒng)CCD或CMOS有更高的分辨率和更豐富的色彩還原，避免了色彩干擾。

2006年9月26日，第一款采用這種感光元件的適馬固定鏡頭袖珍相機(jī)DP1在德國(guó)Photokina展會(huì)上亮相。它采用了尺寸接近APS-C畫幅的1400萬像素X3感光元件，搭載等效焦距28mm的定焦鏡頭，一推出就震動(dòng)了整個(gè)攝影界，沒有人想到一臺(tái)袖珍相機(jī)會(huì)有可以媲美35mm全畫幅甚至中畫幅相機(jī)的優(yōu)異畫質(zhì)。不過，它的一些缺點(diǎn)也暴露出來，主要是對(duì)焦系統(tǒng)落后、對(duì)焦慢、存儲(chǔ)慢、耗電量大、高感光度效果差，機(jī)身設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單。2008年底，適馬收購(gòu)了Foveon公司，并于2009起分別推出DPs、DPx、DPMerrill和dp Quattro系列袖珍機(jī)，以及SD15、SD1 Merrill單反相機(jī)，進(jìn)一步完善感光元件和相機(jī)的功能、性能，在白平衡表現(xiàn)、對(duì)焦速度、高感光度表現(xiàn)、耗電量等方面有了明顯進(jìn)步，但距離其他品牌的同檔次產(chǎn)品仍然有不小的差距。其優(yōu)異的成像素質(zhì)優(yōu)勢(shì)也隨著佳能、索尼全畫幅高像素相機(jī)成像質(zhì)量的不斷提高而迅速減小。而且，據(jù)傳佳能等廠商也在研發(fā)與Foveon X3傳感器原理類似的多層感光元件技術(shù)。適馬如不盡快在Foveon X3傳感器技術(shù)上取得重大突破，這項(xiàng)潛力巨大的技術(shù)恐有被淘汰的危險(xiǎn)。

像素偏移“搖”出大片

X3 Foveon傳感器效果固然好，但有專利限制，并有種種目前還克服不了的問題，對(duì)于那些沒有傳感器制造技術(shù)，只能購(gòu)買其他廠家傳感器的相機(jī)廠商，只能另想辦法。于是，理光賓得和奧林巴斯利用各自的機(jī)身防抖技術(shù)，分別采用了像素偏移的辦法提高成像質(zhì)量。

上文中說過，大部分相機(jī)使用的拜爾結(jié)構(gòu)傳感器都是單層傳感器，把4個(gè)像素（2個(gè)綠色像素、1個(gè)紅色像素和1個(gè)藍(lán)色像素）組成一個(gè)單元，一次感光，然后把這4個(gè)像素的信號(hào)合成為一個(gè)彩色信號(hào)，相當(dāng)于1個(gè)像素，其它3個(gè)像素則插值處理。這樣的缺點(diǎn)是浪費(fèi)了3個(gè)像素的面積，且插值信號(hào)不精確、相鄰信號(hào)容易互相干擾。

為此，理光公司在賓得K-3 II相機(jī)上采用了“像素偏移”辦法，在拍攝1張圖片時(shí)進(jìn)行4次曝光，讓感光元件在正常拍照位置分別向上、下、左、右各偏移1個(gè)像素，然后將這4張圖片合成為一張。這樣每個(gè)像素的位置就相當(dāng)于進(jìn)行了4次曝光（紅、藍(lán)像素各1次，綠像素2次），而且是實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的曝光信號(hào)，不存在插值和干擾問題。這樣獲得的圖像無論分辨率、銳度、色彩還原都明顯好于過去的一次曝光方式，也不需要低通濾鏡或其他措施來消除摩爾紋，相當(dāng)于采用了更高像素、更好性能的感光元件。為了減小多次曝光時(shí)的相機(jī)振動(dòng)，4次曝光中只有第一次采用相機(jī)的機(jī)械快門，其它3次都采用無振動(dòng)的電子快門。

M4/3系統(tǒng)的奧林巴斯相機(jī)，也長(zhǎng)期受到“小底”的困擾。由于感光元件面積比APS-C畫幅更小，它的有效像素幾年來一直停留在1600萬，雖然機(jī)身對(duì)焦、操作性能和鏡頭光學(xué)性能優(yōu)良，但始終無法擺脫像素低的劣勢(shì)。

為此，奧林巴斯在去年推出的OM-D E-M5 II相機(jī)上也采用了“像素偏移”的辦法，達(dá)到等效于提高像素的效果。不過，奧林巴斯采用的辦法與理光不同，它采用了每次偏移1/2像素、8次曝光的方式，可以實(shí)現(xiàn)等效于4000萬像素（Jpeg格式相機(jī)直接輸出）或6400萬像素（RAW格式，經(jīng)電腦圖像軟件處理）的拍攝效果。這樣，相當(dāng)于像素提高了2、3倍，一定程度上解決了底小的問題。由于這個(gè)功能效果很好，奧林巴斯將2013年推出的旗艦機(jī)OM-D E-M1通過升級(jí)固件的辦法也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。

不過，無論理光還是奧林巴斯的“像素偏移”功能都有一定限制。這就是它們都需要多次曝光，因此只能拍攝固定物體，要達(dá)到最好效果，必須使用三腳架，賓得K-3 II還要預(yù)升反光鏡。此外，這個(gè)功能原理并不復(fù)雜，其他廠家的相機(jī)也都可以做到，一旦全畫幅、高像素相機(jī)也實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能，那么理光、奧林巴斯剛剛縮短的差距又會(huì)瞬間拉大。

景深合成·包圍式對(duì)焦助力微距/風(fēng)光攝影

常拍微距和風(fēng)景的朋友一定知道，在拍攝這兩種題材時(shí)，常困擾我們的一個(gè)問題是景深過小。比如拍攝一只昆蟲，在微距狀態(tài)下常常是光圈已經(jīng)縮小到f/16，仍然只能把昆蟲的眼睛拍得清楚，后面的身體仍然是虛的；拍攝風(fēng)景也是如此，很難拍到像大畫幅技術(shù)相機(jī)那樣從前景到后景都清清楚楚的畫面。為此，奧林巴斯公司開發(fā)出了一種“景深合成·包圍式對(duì)焦”功能，解決了這個(gè)問題。

它的原理并不復(fù)雜，就是采用包圍曝光的辦法，在欲拍攝清晰的范圍內(nèi)分成若干焦點(diǎn)分為多次拍攝，每個(gè)焦點(diǎn)再分成前、后若干點(diǎn)多次拍攝，將多組、多次拍攝的結(jié)果合成為一張圖片，就可以實(shí)現(xiàn)從近到遠(yuǎn)都清晰。分得組越多，每組拍攝張數(shù)越多，自然效果越好。但這樣也帶來了運(yùn)算量巨大的問題，所以這個(gè)模式要在拍攝后將圖像導(dǎo)入奧林巴斯專用軟件中處理。為了方便野外拍攝，奧林巴斯也推出了一種只需拍攝少量幾張照片，由相機(jī)輸出的景深包圍模式。這兩個(gè)功能可在奧林巴斯OM-D E-M5 II和旗艦機(jī)型OM-D E-M1上實(shí)現(xiàn)（需要升級(jí)固件）。

與像素偏移功能一樣，“景深合成·包圍式對(duì)焦”功能也需要使用三腳架，適合拍攝靜止物體。

在現(xiàn)有技術(shù)條件下，以上三種方式都是小畫幅相機(jī)提升影像素質(zhì)的開創(chuàng)性技術(shù)，但都有應(yīng)用限制。我們期望著革命性的技術(shù)創(chuàng)新盡快出現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)用小巧輕便的相機(jī)拍出“大片”的夢(mèng)想。