年数码相机新技术与发展趋势盘点【恐怖排行!】不该存在的秘密是什么?

cht 2023-09-24 6次阅读

2022年新冠肺炎疫情反复,美元和日元汇率波动等因素对相机行业影响很大。CIPA最新数据显示,相机市场逐渐复苏,可换镜相机从2022年5月开始超过2021。在可换镜相机中,无反光镜相机无论是出货量、出货量还是单价都已经高出单反相机数倍,无反光镜相机早已是市场上无可争议的主流。各大厂商在全面转向无反产品的同时,更加注重高附加值的中高端产品。与2021年的旗舰竞争相比,2022年的“咖啡点”有所下降,技术延续了堆叠式CMOS、高性能处理器和AI检测技术的趋势。

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年数码相机新技术与发展趋势盘点【恐怖排行!】不该存在的秘密是什么?

CIPA最新数据显示,2022年相机市场逐渐复苏。

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非全幅“武装”堆叠传感器

其实非全幅小尺寸CMOS已经用了很久了,更不用说智能手机了。2015年,索尼的“黑卡”RX100IV已经搭载了1英寸Exmor RS CMOS堆栈式传感器。有趣的是,堆叠技术直接跳过4/3和APS-C,率先在全画幅应用。我们可以看到这项技术的应用难点不在传感器尺寸,更多的是取决于应用需求(高速)和成本。

2022年2月,奥之信发布了堆叠式BSI Live MOS传感器OM-1;5月,富士推出了带有背照式堆叠“X-TransTM CMOS 5 HS”传感器的X-H2S。其中富士强调这款传感器的信号读取速度比上一代快了4倍多。“速度”最直接的体现就是连拍。OM-1连续自动对焦/曝光跟踪可实现50帧/秒的连拍速度,自动对焦/曝光锁定下120帧/秒的连拍速度;在富士X-H2S的对焦/曝光跟踪下,可以实现每秒40帧的不间断连拍。

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OM-1采用堆叠式传感器。

除了连拍(无黑屏),高速堆栈式传感器的应用会明显提升对焦、视频帧率、EVF帧率、果冻效果。我们可以看到,2022年,从全画幅到1英寸,堆叠式传感器已经覆盖了各种旗舰机型,“快而不破”成为追求最高性能的秘诀。

值得注意的是,外媒imaging-resource在一次富士开发采访中提到,X-H2S的堆叠式传感器没有缓存,只是最大化了A/D转换器(4倍以上)和传输电路(读取通道到处理器)。可以看出,堆叠式传感器目前是定制产品,厂商可以根据自己的设计选择在堆叠式传感器的第二层上放什么功能。我们不能简单地把各种堆叠的传感器看成一个结构,但八仙在渡海时展示了它们的神奇力量。

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Fuji将用于处理和读取信号的芯片放在传感器表面的背面。

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高性能处理器进一步增强了人工智能能力。

奥智信OM-1采用全新处理器TruePic X,高速运算性能约为TruePic IX的3倍,大大促进了功能的进步,如缩短高分辨率模式拍摄的处理时间,增强慢快门效果的实时nd等。此外,开发者表示,新处理器的深度学习计算能力是之前的60倍,未来的固件仍有提升空间。

富士的“第五代”机型搭载了X-Processor 5处理器,速度是现有机型的两倍。除了显著提高自动对焦的精度和速度,还可以基于人工智能实现自动对焦。在视频方面,处理器支持多种编解码器,包括Apple ProRes 422 HQ。

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富士X处理器5处理器

我们可以看到,摄像机的图像处理器不再是简单的ISP,由于视频性能的不断增强,需要集成更多的编解码器。此外,为了提高AI计算能力,需要在芯片上集成AI处理器单元。当然也有像索尼α7R V这样的外置AI芯片作为过渡方案来提高运算能力。未来处理器将向“SoC”方向高度集成,形成图像使用的微型系统,比以前更加复杂和强大。

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应用范围更广的AI人工智能

上面提到的新处理器都是在加强AI的深度学习能力,广泛应用于聚焦物体的检测,增加更多的主体。佳能EOS R6马克2号增加了马匹,火车,飞机和直升机的检测。除了E-M1X可以识别的赛车、蒸汽机车、摩托车、飞机、直升机、火车、鸟类,奥心OM-1的识别类别增加到了猫狗等动物。富士X-H2S、X-H2和X-T5“第五代”机型可以自动检测和跟踪各种类型的对象,除了检测和自动跟踪人脸,还可以检测动物、鸟类、汽车、摩托车、自行车、飞机和火车。

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佳能EOS R6马克2号新增加了多种检测和识别主体。

值得注意的是,除了BIONZ XR图像处理器,α7R V还增加了基于深度学习的AI智能芯片,专门用于处理大量数据,具有先进的主体识别功能。该芯片可以智能预测和处理人体姿态信息,提高摄像头对主体识别的准确性。与此同时,AI智能识别的学科门类也得到进一步拓展。除了人、动物、鸟类之外,还有车辆、昆虫等多达七种题材对象。

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索尼增加了昆虫识别。

另外索尼AI的应用也比其他厂商多。α7R V的自动白平衡功能与AI智能识别同步发展。通过机身前部的IR传感器,AI智能芯片也有助于在光线不足的环境下(如背阴)实现更精确的白平衡。

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像素升级,变平。

2022年索尼α7R V和徕卡M11都没有打破α7R IV创下的6100万像素的记录,哈苏X2D 100C也和富士GFX100的1亿像素持平。归根结底,这些新发布的机型没有使用像素更高的新传感器,导致相机圈的像素峰值依然停滞不前。

当然,并不是所有的新产品都是一样的。松下GH6拥有2520万像素,富士X-H2/X-T5拥有4020万像素,分别创下了各自格式相机的像素新纪录。其中富士提升较大,一举超过佳能3250万的纪录。

除了刷记录的“高材生”,部分机型在像素上也有一定程度的提升。比如佳能EOS R6马克2号,从上一代的2010万提升到了2420万,算是赶上了主流水平,像素数量也不再是短板。值得注意的是,索尼推出了一款超级35mm电影摄像机FX30,配备了APS-C尺寸的2600万像素背照式传感器。与富士X-T4和其他型号相比,这种传感器很可能是普通的拜耳阵列版本。未来索尼可能会推出α系列相机(α7000?)。

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索尼FX30

总的来说,人们对相机的对焦、检测、连拍、视频等要求越来越高,“快”几乎成了所有功能的源泉。我们可以看到佳能EOS R6马克2号的CMOS传感器不是背光,也不是堆栈式的,但是速度上一点也不含糊,可以达到每秒40帧的超高连拍速度。相比之下,索尼的非堆栈式传感器早已失去了“快”,这种差距早在EOS M6马克2号、EOS R5等佳能新传感器出现时就开始显现。索尼“旗舰下每秒10帧就够了”的铁律,造成了传感器速度的停滞,同时也让搭载索尼传感器的朋友陷入了被动的局面。“慢”不仅影响连拍的一个指标,还会影响对焦、检测、果冻效应、视频帧率等等。当然,对于一个创造形象的产品来说,光有“笨和快”是不够的,“快”还应该应用在智能上。更强大的计算能力不仅仅是检测更多的主体,跟踪更多的粘性,提高白平衡。智能手机的计算摄影还有很多方面值得相机厂商学习,奥智显然走在了各种合成影像的前列。


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