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无反上限高于单反从测光谈起 [复制链接]

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这两天拍照的时候有朋友在感慨:相机是如何做到准确曝光?你的单反和我的微单形态不一,又为什么都能准确测光呢?小胖一时语塞,并非答不上来,而是这个问题很容易一环套一环,变成一个巨大的话题,小胖并不想特别复杂地来进行解释,今天就趁这个机会,先从测光的历史一步步说起吧。

在相机诞生之初(年)是没有测光这一说的,因为曝光时间实在太长,基本上全靠估计。后来才有了光化计、减光表怀表式等纯模拟式的物理测光系统,再到年以硒为测光体,因为硒并不需要外接电源就会对光有反应而产生电流,所以那时候的测光表甚至不需要电池,而后硫化镉解决了硒无法在弱光下工作的问题,而且引用了现代测光表的入射式设计,顶部有个白色的半球用以均匀光线,再到后来把测光体换成了大家耳熟能详的硅光电二极管,就变成了目前的外置测光表。

说到这儿其实可以简单延伸一下,数码相机时代不知道为什么总有一拨人特别喜欢返古,总觉得外置测光表就是比内置的靠谱,事实上测光表对于胶片大中画幅的意义明显更大,而且测光表的卖点在功能而不是性能,但很多高级功能对于目前大多数码相机都是用不到的……所以数码时代就别折腾外置测光表了,专业人士尚可说测光表利于简化棚拍调灯流程,普通玩家凑热闹就没必要了。

事实上测光表一直以来都想着是要做到机身内的,一开始的内置是靠外挂,像外置闪光灯一样挂载在机身上,但很快就被完全内置的测光系统所取代了,最初是不与光圈快门联动,只是单纯作为测光参考模块,比如年推动35mm全画幅胶片相机大潮的ArgusA2B(如上图,机顶内置减光表,需手动对齐天候特征后进行计算),再比如年的蔡司IkonContaflex双反,但就产品形态来看还是1+1,并没有做到完全合二为一。而且跟自动对焦发展史上的镜头对焦一样,因为没有TTL,所以对焦系统瞄准的点跟镜头瞄准的点还不一样,前面提到的测光系统也是如此,直到东京光学的RESuper出现,才解决了TTL测光的问题。

因为那时候没有自动对焦(年),所以测光模块大家的第一反应都是装到主反光板后面,为了让光线可以通过主反光板,东京光学RESuper在主反光板的反光镀膜上刻出一道道线条(如上图),让光线从此穿透并抵达位于其后方的2个硫化镉测光模块上。蔡司IkonContarexSE则是把测光模块放在现代单反相机对焦模块的位置,通过主反光板后的副反光板反射的光线进行测光。

而后来自动对焦模块的出现,测光模块又被移动到了五棱镜中,现代单反相机的测光模块就位于光学取景器的正上方,具体的结构可以看下图,MeteringSensor即为测光模块:

反光板反射的光线在通过对焦屏之后就被一片分光镜分成2条,其一用于光学取景,其二就用作测光。而现代测光系统经历了几个关键词,第一是分区,也称为矩阵测光,将画面切割为多个独立的区域;第二是加入对焦距离信息,也被称为3D测光;第三是加入色彩,也被称为RGB测光。接下来小胖就来简单讲讲现代单反相机的测光设计演变。

尼康年的FA和佳能年的EOS开始采用分区测光,比起单片式测光来说,分区的好处可能不需要小胖多说了吧,简单来说就是测光更有针对性,尼康FA的AMP系统分为5区,根据拍摄亮度和对比度的不同足足有20种不同的测光类别,这也算是测光系统历史上最大的技术变革之一了……而年的佳能EOS1N就已经是16区测光设计,且增强了对焦系统联动功能,在当时已经是非常强大的存在,下图为EOS1N的对焦模块结构。

因为结构性上已经稳定下来,不在需要倒腾来折腾去,测光系统可以专注于精细化发展,最简单的套路就是更多的分区,比如年的佳能7D就采用了多达63区测光,但最关键的是加入了色彩检测机制,每一个对焦区域对应1个像素点,这主要因为传统测光模块对红色(长波长)很敏感,对蓝色(短波长)不敏感,拍摄红色主色调时容易欠曝,而蓝色主色调时容易过曝,所以7D加入了一个双层感光芯片来区分不同波长的色彩,提高测光准度,下面是7D的测光模块图:

事实上测光模块的感光芯片跟对焦模块一样,都是由像素点组成,当发展到年的7D2的时候,区分区、15万全RGB彩色像素测光模块问世(下图),每一个区域对应了多达个像素点。换句话说这块测光模块跟成像CMOS也只有尺寸上的区别而已,而且RGB测光模块对于人脸识别的优势是十分明显的,测光与对焦已经完全成为了相辅相成的存在。最新的1DX2甚至是区36万像素,单区像素点多达个!同时还得说一句:佳能1系列佳能数码相机里唯一可以点测光与对焦点联动的机型,事实上目前的佳能单反也全都是像素测光,一直没做点测联动只能说是策略问题,你要说它挤牙膏也行,虽然大多数时候也不影响使用。

那么回到最开始的问题上,单反的测光和对焦一样采用的是独立位置设计,而无反系统则完全相反,这两者孰优孰劣呢?相对来说,无反的对焦和测光都扔到了CMOS上,因为不存在公差,外力也不会影响到光路,再加上单反的独立侧光模块实质上也就是一块成像传感器,所以无反的片上测光是数码时代的又一种新的突破形式,即便是索尼a0这种老机型,也是区测光,除此之外新机身的测光系统优势还在暗部测光等方面,比如A7R3、A9可以在-3EV进行测光,单反则只能做到0EV。

而且测光模块不像片上相位差对焦点需要做半遮挡,它的像素点是可以同时用作成像使用的(类似佳能的全像素双核),所以对成像性能也没有影响,试想单反在抬起反光板用实时取景时,不也就是用CMOS测光嘛……所以从测光来看,无反的上限也会更高一些,突破的难点比较纯粹,就是制造工艺和软件算法而已,不像当年单反测光系统还要不断改变机身设计来进行适配。

所以,关于测光的过去、今天和未来,你又有哪些看法呢?欢迎评论区留言!

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