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EOS 5D Mark IV開發人員專訪(第二篇):DIGIC 6+及3040萬像素的解像度

全新EOS 5D Mark IV終於面世。而像素數大幅提升至3040萬的背後究竟有什麼故事?DIGIC 6+影像處理器又扮演什麼角色?在本訪談系列第二篇,我們向開發人員詢問了這些有待解答的問題。(訪問:Ryosuke Takahashi;團體照攝影:Takehiro Kato)

 

(後排左起)
Kazuki Haraguchi、Megumi Inazumi、Keisuke Kudo、Yasuyuki Watazawa、Takashi Kon、Kiyoshi Tachibana、Yutaka Kojima、Hiroaki Nashizawa

 

提高像素數之餘,大幅改善高ISO感光度性能

- 全新的EOS 5D Mark IV在像數素方面大幅提升。 是什麼科技令你們能作出這方面的改善?

Haraguchi:關於EOS 5D Mark IV達成擁有3040萬像素的雙像素結構,我相信背後的主要因素是我們在配備5060萬像素影像感應器的EOS 5DS and EOS 5DS R上建立的科技。眾所所知,像素數提高代表每個像素的面積減少,會加重光學特點的負擔。不過,我們在開發EOS 5DS時成功解決了大部份這方面的問題,因此能專注於同時達成高ISO感光度這項EOS 5D Mark IV作為5D系列傳統的必要特性。

- 我相信像素數提升至約3040萬像素令像素間距變小。 你們採取了什麼措施來防止訊噪比降低?

Haraguchi:EOS 5D Mark IV的像素間距為5.36微米,比EOS 5D Mark III的6.25微米小。當然,對光敏感的像素面積越小,感應器吸收的光量亦會減小。假設雜訊水平相等,入射光量亦會因此而減少,自然會降低訊噪比。
為了加強訊噪比,我們在EOS 5D Mark IV上採用了三項措施。首先,我們審視了光電二極管的結構,以更有效地保證像素上的光電二極管範圍。其次,我們改善了濾色鏡的傳輸率,以允許更多光線進入光電二極管。最後,同樣重要的是我們採用了一項嶄新微加工程序,以盡量減少感應器上的雜訊。
透過結合這些科技,我們成功提高因像素間距減小而下降的訊噪比,令它維持與之前相同的水平,甚至有所提高。

- 可以進一步解釋以濾色鏡傳輸率為重點的新科技嗎?

Haraguchi:我們不可以透露詳情,但我們改良濾色鏡的其中一個方法是加強傳輸率,以提高訊噪比中「訊號」的比例。
讓我們假設照射到顯微鏡頭上的光線量為100個單位。EOS 5D Mark III中的像素結構只能傳輸當中的80個單位。不過由於濾色鏡的傳輸率有所改善,令EOS 5D Mark IV中的像素結構能夠傳輸90個單位的光線。此外,我們為濾色鏡採用了新物料以保留其原有特性。與此同時,對於像素內光電二極管以外與接收光線無關的成份如電線等,我們亦改變了其編排,以提高CMOS感應器的基本性能。

 

 

- 具體來說,如果缺少DIGIC 6+,對哪些功能會不能達成?

Nashizawa:靜態攝影方面,我們會無法達成最高ISO感光度32000(原生)及102400(擴展)所需的降噪能力。此外,鏡頭像差校正期間的衍射校正亦不會達成。不僅如此,除了在相機內處理數碼鏡頭優化功能外,DIGIC 6+亦令相機能進行以DPRAW紀錄的程序。至於短片拍攝方面,因DIGIC 6+而達成的部份功能包括以4K 25p/30p錄製及以高清100p/119.9fps的高幀率紀錄。

- 全新EOS 5D Mark IV上的150,000像素RGB+IR測光感應器與現有的如EOS 5D Mark III有什麼分別?

Kon:分別是RGB+IR測光感應器擁有約150,000像素的解像力,能捕捉到足以描繪整幅影像的資訊。相機會根據自動曝光感應器捕捉到的影像偵測面孔及色彩。這些資訊將會傳送回進行測光,以對曝光進行高精度操控。正是這些資訊令EOS智能追蹤及識別自動對焦功能可行。

- 紅外線像素有什麼功能?

Kon:紅外線像素是能夠偵測近紅外線的感應器。所得數據能用於改良相機判斷黃昏景色或晨光等場景還有自然景觀中的綠地的能力。因此,我們採用它們來改善自動白平衡、自動相片風格及自動亮度優化等功能。

 

 

控制過熱的措施

- 當影像處理器包括自動曝光在內的處理能力有所提高時,其中一項憂慮是機器過熱。 你們如何解決此問題?

Kojima:開始開發EOS 5D Mark IV時,我們便將此問題納入考慮中。我們從試生產的早期階段開始重複不同的模擬程序,才得出你們現時所見的最終設計。對機械團隊來說最具挑戰性的任務是如何處理內部零件的熱力。我們投入了很多努力來解決此問題,例如將部份外部零件從樹脂改為金屬,同時注意體身整體的堅固度。

- 你們可以更具體地告訴我們相機內部如何散熱嗎?

Kojima:散熱機制從相機外部並不可見。熱力尤其傾向於在影像處理器周圍形成,因此我們的重點是如何將熱力導向較涼的位置。

 

 

- 影像處理器位於相機的哪一部份?

Kojima:影像處理器位於快速控制按鈕背面的附近,相當接近外殼。安裝於相機機身的前方的鏡頭擁有相對低的溫度,因此我們將熱力導向此處。

- 你們是如何將熱力從相機背面導向正面? 是否就像電腦的熱導管?

Kojima:某種程度上,它與熱導管很相似。我們將熱力從背面導向正面的方法是利用金屬、碳及其他良好導熱體物料或零件,透過粘附或緊密接觸傳熱。因此,我們並非僅用單一零件散熱,而是透過整個內部結構將熱力引導至正面。

 

4K短片的優勢

- 關於4K短片,EOS 5D Mark IV的短片自動對焦功能有什麼優勢?

Kudo:我會說其優勢在於自動對焦追蹤靈敏度、自動對焦速度、穩定程度以及整體短片質素。這些元素被調整至得以平衡地共存。EOS短片的另一項特色是可以在選單中自訂自動對焦速度及追蹤靈敏度,因此您可以根據場景或拍攝意圖調整自動對焦速度。

- 伺服自動對焦在拍攝短片時能夠追蹤的主體移動速度是多少?

Kudo:這點取決於所用鏡頭及相機與主體之間的距離,但一般而言,它能夠追蹤速度接近單車駛向相機的主體。此外,臉部+追蹤功能可用於追蹤向左或向右的側向移動,令用家能於動作有點不規則的主體上應用自動對焦功能。臉部+追蹤對於捕捉面向相機的肖像主體尤其有效。

- 在拍攝短片期間擷取靜止影像的功能被省略。 可以告訴我們將它改為4K擷取畫面功能的原因嗎?

Tachibana:終止靜止影像擷取功能的最大原因是當擷取靜止影像時,短片紀錄會暫停約一秒,而我們認為干擾短片拍攝過程並非好事。

- 有些用家曾表示關心4K擷取畫面功能的靜止影像質素。 擷取所得影像的解像度夠高嗎?

Tachibana:不同人對這一點有不同看法,但一般而言您可以把它想成相當於880萬像素靜態照片的解像度。除了影像質素外,我們亦認為利用4K擷取畫面功能從短片中擷取場景有其好處,因為它讓您能捕捉到靜態攝影不能拍攝的短暫瞬間。

您可以閱讀以下文章,了解更多關於4K短片的資料。
EOS 5D Mark IV: 包括4K及高動態範圍錄影在内的短片拍攝功能及雙像素CMOS自動對焦

 

專欄:透過實際拍攝體驗約3040萬像素的解像能力

由於像素數比現有型號大幅提升約810萬像,數據大小亦因此而提高。如下方的例子所示,從遠處拍攝時,您真的會感受到較高的像素數有助加強的解像能力。此外,整體描繪亦更精確,令每一棵樹都能清楚辨認。換句話說,所得影像的細節立體地如實呈現。

原則上,由於相片質素將影像質素標準化,因此不同型號亦不會有分別。不過在EOS 5D Mark IV上,即使您在瀏覽器中將影像放大200%,亦很難看到鋸齒狀的邊緣,因此線條仍然清晰可辨。此外,由於解像度有餘量,因此調整銳利度設置時效果顯著,讓用戶可以根據自己的偏好進行調整,以獲得更清晰的影像。

拍攝情況:我將EF70-200mm f/2.8L IS II USM接上EOS 5D Mark IV的機身,從約500米至1公里的距離外為海灣拍下相片。我將拍攝模式設置為光圈先決自動曝光,並將光圈設置為f/8。我亦將ISO感光度設置為ISO 100,將相片風格設置為「標準」,並將影像質素設置為「JPEG Large」。

EOS 5D Mark IV/EF70-200mm f/2.8L IS II USM/焦點:170毫米/光圈先決自動曝光(f/8、1/160秒、EV-0.3)/ISO 100/白平衡:自動

 

 

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Ryosuke Takahashi

 

Ryosuke Takahashi生於1960年日本愛知縣,曾先後任職於廣告攝影工作室和出版社,並在1987年開始自由職業生涯。他曾居於日本和中國,並到過世界各地為各大雜誌進行拍攝工作。Ryosuke Takahashi是日本專業攝影師協會(JPS)的成員。

 

Digital Camera 雜誌

 

該月刊相信,學會使用相機的各種功能,便會增加攝影的樂趣。該月刊報道最新相機資訊,並定期刊登各種攝影技巧。
由 Impress Corporation 發行

 

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Interesting article. However, one of the most noticeable improvements in the new sensor, with respect to the 5d mark III/6d, is the increment in dynamic range, in particular in shadow areas. Could you provide more details concerning the technologies used to obtain this achievement?

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