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新技研 | K.O全副相机 松下GH5S用了什么黑科技

在CES2018上松下发布了新一代M43旗舰照(she)相(xiang)机GH5S,它创了M43相机像素新低,只有1020万有效像素,又创了M43相机感光度新高,达到了ISO 51200,在高感光度视频画质可以K.O掉全副相机,GH5S到底用了什么黑科技?答案是双原生ISO(Dual Native ISO)。

Dpreview所做的GH5S、A7S II视频画质对比测试,在ISO 25600下GH5S能K.O掉A7S II

要在传感器尺寸不变的情况增强高感光度表现,最简单的做法莫过于降低总像素数量,这样做有两大好处。在像素总量降低后单个像素面积增加,相同时间下能捕捉到更多光子,高感自然更好。而且像素与像素之间存在大量供电、驱动等辅助电路,像素降低后可以减少这些辅助电路占用空间,释放出更多表面空间放置光电二极管,扩大单个像素表面积,或是采用更利于画质表现的独立型像素结构。GH5S的总像素/有效像素从GH5的2177万/2030万降低1193万/1028万,官方数据称GH5S单个像素是GH5的1.956倍。

Canon 1DX pixel dlsr-2-fig1a

每个像素周边存在大量辅助电路,占据了宝贵表面空间

在官网上,松下没有写明GH5S传感器尺寸,但从视角描述判断——在使用同一焦距镜头时,GH5S无论采用4:3还是3:2、16:9比例视角都保持一变,可以肯定GH5S传感器采用了冗余设计,成像面积比GH5的17.3×13mm要大。

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在相同焦距下,GH5S采用4:3、3:2、16:9三种长宽比视角都保持不变

不过无论松下做何种努力,始终无法弥补GH5S与全副传感器尺寸上巨大鸿沟,单个像素尺寸仍远远低于A7S II,GH5S约为4.77um,A7S II高达8.4um。为了K.O全副相机,松下把电影机上使用的双原生ISO技术下放到GH5S身上。

panasonic-gh5s-vs-sony-a7s-ii-resolution-a

感光度是胶片时代用来描述胶片对光线灵敏程度,ISO是国际标准化组织规范的制定衡量感光度的标准,也是描述胶片对光线灵敏程度的单位,在数码时代沿用了这一标准。我们知道胶片感光度是固定的,而数码相机采用的CCD/CMOS的感光度是可调,事实这个说法并不准确。

IMX258 BD

上图是索尼IMX258 CMOS传感器架构图,在成像时,像素阵列通过光电效应将光子转换为电信号,然后输出到放大器中进行模拟增益(Analog Gain),接下来是模数转换(AD converter)、数字增益(Digital gain),到图像处理器前原始数据已经多次处理。可见数码相机/摄像机感光度可调本质上是多次模拟/数码增益,一般来说,数码相机/摄像机的只有一个原生感光度,其它感光度都是由它扩展而来的,比如说佳能EOS 1D C的ISO 100至ISO 51200感光度范围是由原生感光度ISO 320扩展而来的。在实际操作时,胶片也可以通过冲洗时采用迫冲、减冲等技术手段改变“感光度”。

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1DC在不同ISO的动态范围图

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双原生ISO切换菜单

原生感光度越高,越利于提升高感画质,但不利于低感光度画质。然而原生感光度是由光电二极管、放大器与ADC(模数转换器)三者决定,在今天相机CMOS传感器已普遍内置了ADC,也就说原生感光度完全由CMOS传感器决定。GH5S为了实现双原生ISO,在CMOS传感器中加入了两组放大器,一个是低倍数放大模拟信号,经它输出时原生感光度只有ISO 400,另一个高倍数放大模拟信号,经它输出原生感光度增加到ISO 2500。双放大器做法就好比田径比赛,要让一名运动员同时赢得短跑(低感)和长跑(高感)比赛是很难,但安排短跑运动员、长跑运动员两名参加比赛,那赢面就大得多,跑赢全副不是不可能。

gh5s_high_image_quality_img07

GH5S不是第一款采用双原生ISO的相机/摄像机,之前松下就发布了VariCam 35、VariCam LT、EVA1多款采用双原生ISO的电影摄像机。非常有意思的是,根据松下官方描述,在加载V-Log时,GH5S双原生ISO分别是ISO 800、ISO 2500,与VariCam 35、VariCam LT、EVA1一样。那是否意味GH5S传感器是与上述电影机传感器同生产线生产,动态范围拥有接近VariCam 35的14stops表现呢?如果是,那恐怕GH5S将是视频画质最佳的相机了。

VARICAM35wCabrioFDT

VariCam 35,松下首款双原生ISO电影机

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全文完
文章来自:爱活网
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全部评论 2条
  1. 匿名:

    为什么更喜欢A7SII 的色彩呢

    1. 松下白平衡相对准确,但是不讨好(偏黄),欧美与中国、日本倾好不一样

版权 © 2017 爱活网 Evolife.cn 科技进化生活 [沪ICP备12022400号]
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