【相机知识】单反相机基础知识

2017-06-21

P档和全自动的区别在哪里?

刚接触到数码单反相机的朋友们会很奇怪的发现相机的模式拨盘上除了表示自动曝光的P档之外，还有一个全自动挡，这两者的功能有何区别呢?难不成是厂商吃饱了撑的?先看下图，分别属于4家不同厂商的数码相机模式拨盘照片。这是在论坛中出现的比较多的一个疑问，但一直没有怎么说清楚。

实际上P档是在TV和AV这两种半自动曝光模式之后出现的全自动曝光模式，P和绿区全自动的区别就在于P档之下你可以自由的设定光圈，ISO，测光模式，连拍模式，焦点等等，而绿区全自动则将所有的控制权都交给了相机，用户一个选项也不能调节，是真正的傻瓜全自动模式，至于其他的场景模式，比如运动，夜景之类的则是绿区全自动的变种，是已经设定好倾向的曝光模式，比如人像模式相机在设定曝光参数时会偏向大光圈，而运动模式则会偏向高速快门，风景模式和微距模式会偏向使用小光圈等等

什么是光学防抖?

防抖技术在近年来开始从高端镜头向低端镜头普及，除了需要提高ISO牺牲来实现的电子防抖和牺牲有效像素来实现的数码防抖之外，真正有意义的光学防抖技术主要分成两大类，一种是以佳能IS(hift-type optical Image Stabilizer technology，简称IS)为代表的镜身防抖技术，另一种是以美能达AS(Anti shake)为代表的机身防抖技术，孰优孰劣一直是广大爱好者们争论不休的月经话题，让我们先从这两者的工作方式上说起吧。

佳能首创了IS系统，其他厂商也有类似的技术，比如尼康的VR，腾龙的VC(Vibration Com-pensation) ，适马的OS(Optical Stabilizer)，松下的Mega OIS(Mega Optical Image Stabilizer)等等，镜身防抖系统的作用原理是在镜头内部搭载了加速度传感器，感知镜头的运动情况之后移动镜头中某一片或一组镜片来补偿镜头运动造成的图像位移。

机身防抖的作用原理其实和镜身防抖的差不多，只不过从加速度传感器当中感知到的机身运动状态型号被用于移动影像传感器来补偿图像位移，这项技术最早由美能达开发出来，发展到现在三星的OPS(Optical Picture Stabili-zer)，索尼的SSS(Super Steady Shot)，宾得(SR，Shake Reduction)，效果最好的当属奥林巴斯的IS(Image stabiliser)。

使用了SR机身防抖技术的宾得K10D

镜头防抖和机身防抖哪个更好?

这两种防抖技术都能够实现降低1-4档左右安全快门的效果，但是具体哪个更好，目前还没有定论，可以确定的是，在4/3系统上，机身防抖显然是个更好的选择，一方面可以兼容所有镜头，节省用户投资，更重要的是4/3系统的影像传感器面积较小，重量也较小，移动起来反应更加敏捷，而在APS机身上面，机身防抖的效果恐怕要比镜身防抖稍微差些，毕竟传感器重量和体积都增大了不少，移动起来惯性更大，响应速度会有所不及，所以4/3系统最新的机身E3已经可以做到降低5档安全快门，而APS机身防抖做的最好的索尼a700也只能降低4档。

另外，可以打个比方来说机身防抖和镜身防抖，大家小时候都玩过用镜子反射阳光到墙上的把戏，而镜子拿在手中只要改变很小一点角度，墙上的光斑就会跑很长一段距离，那么，如果象让光斑的位置固定，是稳定镜子来的方便还是稳定墙呢?

为什么我开了防抖之后，图像依然会模糊?

防抖并非是万灵药，我们在提到防抖技术时，常常用“可以降低安全快门x档“这样的语句来描述，一般来说安全快门是镜头焦距的倒数，比如180mm焦距(以等效135焦距计算)镜头安全快门是1/180s，同样的，35mm镜头安全快门大概是1/30s，手持情况下低于这个安全快门就有可能造成图像模糊，防抖技术的加入可以降低这个安全快门的限制，比如同样的180mm焦距镜头，使用了可以降低安全快门4档的防抖技术之后，可以在1/90s的快门速度下手持拍摄而图像不虚，但是如果光线暗到快门速度只有1/30s或者更低的话，那么还是会虚的，所以说即使有了防抖，也要练好自己的铁手功。

镜身驱动对焦好还是机身驱动对焦好?

镜头的驱动方式常常也成为爱好者们关心的焦点，所谓镜身对焦是指镜头内置了驱动电机，仅仅从机身取得电力供应和驱动信号，而完成对焦所需要的扭力则由镜头自身提供，机身不内置对焦驱动电机或者机身内置对焦驱动电机不参与镜头对焦工作，而机身对焦则是指镜头没有内置驱动电机，由机身电机通过驱动轴输出扭力驱动镜头对焦的工作方式。

镜身对焦的典型例子是佳能EF镜头。EOS系统几乎所有的EF镜头都内置了镜身驱动马达(那几个TS-E移轴镜头是手动的)，EF卡口也是典型的电子化界面卡口，eos机身中也没有内置对焦驱动电机。而尼康则是典型的机身驱动派(除了仅仅支持AFS及AFI镜头的D40/D40X)，除了AFS和AFI镜头之外，其他的尼康AF镜头都是由机身来驱动的。

机身驱动的尼康D3，红框内就是机身驱动电机

镜身驱动的好处是可以根据镜头不同选用不同的对焦马达，如此量体裁衣不会产生对焦马达扭力不足或者过剩的情况，不足之处是会增大镜头的体积和使镜头设计复杂化，因为要分配对焦马达放置的空间，不过聪明的佳能解决了这个问题，他们做出了环形超声波马达，这样只用把镜头做胖一圈就可以了，不必占用宝贵的镜身内部空间。

而机身驱动对焦的优点则是镜头设计可以相对简单，缺点就是对焦马达扭力固定，有可能会产生大镜头驱动扭力不足对焦速度较慢，而小镜头扭力过剩的情况，而且为了提高驱动能力，机身对焦马达一般都会选择扭力较强的型号，耗电量和噪音都不容乐观，另外还有一个不足就是机身驱动轴和镜头驱动轴接合部分一般都有不小的旷量，这对于精确对焦来说是极为不利的。

卡口是机械界面好还是电子界面好?

上面说到了驱动形式的问题，就免不了要说说卡口设计的问题，类似于佳能EF卡口一样，卡口只负责传递信号而不负责传递驱动力的，属于全电子界面卡口，而类似于尼康F卡口一样，不但但要传递信号，更有机身对焦马达的驱动轴用以传递扭力的，属于机械电子混合界面，这两种卡口优劣高下一看便知，全电子界面卡口需要配合镜身驱动镜头来使用，因为不传递机械扭力，所以相机和镜头接合部位密封性更高，而且镜头后组可以设计出更大的孔径，而机械界面要留出固定的传递扭力的位置，所以镜头设计上会略显复杂，而且镜头后组很难做大，这对于制造大口径长焦镜头来说是个致命的缺陷。

为什么尼康没有超大口径镜头?

对尼康系统有一些了解的朋友可能会注意到，尼康在很多焦段都缺乏超大口径自动对焦尼克尔镜头，比如在85mm段最大的是85/1.4，而佳能的有85/1.2，在50mm段尼康最大也是50/1.4，而佳能有50/1.0(之前还在旁轴的canon7上做过一个很变态的50/0.95)，在35mm段上，尼康最大的是35/2，而佳能有35/1.4……，这么对比下来，如果我是尼康，早该羞愤自尽了，那么为什么光学设计水平很强劲的尼康会缺乏此类镜头呢?这原因又得扯到F卡口上来了。

大家都知道尼康的F形卡口已经历经40多年的风风雨雨，从MF时代一直跨入AF时代而且也将继续发展延续下去。在尼康机身上的卡口的内径是44mm，其实就是将35mm底片对角线(43.27mm)"四舍五入”而来的，其意义就是可以将从镜头射出来的与35mm胶片面积相同面积的光直接引入机身。这里有一个专业词汇：从镜头卡口法兰盘到焦平面的距离叫Frangle ForcalLength----一般来说约定俗成的翻译成“法兰焦距”“法兰焦距”的大小是很有学问的，太小了就无法容纳下反光镜，TTL测光等机构;太大了影响镜头的实际通光口径和最近摄影距离。

到目前为止，世界上除Contax AX(下图)这个绝无仅有的焦平面移动自动对焦单反以外的其它所有SLR的“法兰焦距”都是一定的。尼康相机的“法兰焦距”为46.5mm，这又与镜头最大通光口径有什么关系呢?让我们用简单的三角几何来给大家讲解一些其中的“奥秘”。

不过在讲这个以前先给大家介绍一下镜头“最大通光口径”的定义：在焦平面中心上钻一小孔(孔的直径应小于镜头焦距的150分之一)，将这个孔看作一点光源其发出的光经镜头折射成一束圆柱形光，这圆柱的直径的称作该镜头“最大通光口径”。这圆柱的直径与镜头焦距的比称作“最大通光口径比”，我们经常在镜头上看见1:1.4，1:2.8等等就是这个意思。

接着讲这“法兰焦距”，我们把一焦距为50mm的镜头简化成一焦距为50mm的简单凸透镜。我们从侧面来看镜头，法兰盘的直径为44mm，以其为底作一等腰三角形，三角形的顶点为焦平面的中心。好我们现在就知道了这个“法兰焦距”其实就是这个三角形从顶点到底的“垂线”，而镜头的光轴也正与其重合，镜头的焦点就是这个三角形的顶点。我们现在把这“垂线”延长至50mm(即镜头的焦距)，把刚才的三角形“放大”。

这个新三角形的底就应该是这个50mm的“镜头”的“最大通光口径”，经过简单的三角几何计算我们会发现这个“最大通光口径” 大约为47.3mm。我们现在就明白了尼康50mm标准镜头的“理想最大通光口径比”为1:1.06≈1:1.1，当然刚才我们的计算做了太多的“理想化”假设，而实际上尼康标准镜头的最大口径比只能达到1:1.2左右，然后再加上机身向镜身传递扭力的驱动轴，还有镜身内部的减速机等等机械结构，能做到1:1.4已经比较出色了，所以说尼康镜头全面转向超声波化之后，那些手动时代的牛头才有可能被重现，比如AIS Noct 58/1.2。当然如果当初尼康再把卡口做大约3mm的话，估计今天我们就能看到1:1.0的尼康镜头了。

为什么要对镜头进行数码化呢?

对镜头数码化是最近炒的比较热的话题，不少厂家在新镜头中做了这些工作(比如腾龙标有DI，适马标有DG的镜头都是经过数码优化的)，另外也给一些销量较大的老头推出了优化之后的新版，那么为什么要对镜头进行数码优化，这个优化又是如何做到的呢?

单反相机进入数码时代之后，影像传感器代替了胶片成为图像的记录者，可无论是CCD还是CMOS的表面都是光滑的镜面，相比胶片，对于光线的反射强很多，原本并不是特别突出的镜后反光造成的镜头光学素质下降突然变成了一个很严重的大麻烦，在胶片机身上表现良好的佳能EF17-40L在数码机身上广受诟病的边缘分辨率下降问题，起码有一半就是拜消光不佳所赐，此其一，CCD/CMOS反光严重造成眩光。

其二也和CCD/CMOS有关系，那就是光线的入射角度，我们可以做个实验，将一只手电筒垂直照射在桌面上的时候，光斑较圆较亮，而倾斜照在桌面上的时候光斑面积会扩大，亮度会降低，在胶片机身上，这个问题表现的并不明显，顶多是镜头出现暗角而已，而在数码机身上，这个问题也凸显出来，原因是CCD/CMOS表面反光严重，本来能在胶片上参与成像的光，有一部分就被CCD/CMOS反射走了。

知道了以上两点原因，那么镜头的数码优化手段也就知道了，就目前掌握的资料来说，主要有使用新型的光学材料和镀膜技术，使镜头光线更加接近于垂直入射，降低反射的可能和反射的程度，使用新材料来提升镜头锐度表现，而放弃对于色彩还原的过度追求，数码相机无所谓偏色，颜色可以通过后期或者机身内置曲线来校正，还有设计专门的小像场镜头来改善像场边缘的表现等等。

金属镜身和塑料镜身有何优缺点?

专业镜头为了保证坚固和可靠性一般都会使用金属镜身并辅以防水密封处理等，所以一直以来都有金属镜身好于塑料镜身的观点，虽然这种观点并没有错，但作为我们一般的爱好者来说毕竟金属和塑料各自有各自的优点和缺点，而且镜头成像的是镜片，又不是镜筒，何必那么去在意呢。

金属镜筒的优点在于坚固耐用，强度较好也比较耐磨，而缺点就是比较贵，重量较大，另外一些全金属的镜头在对焦时速度慢到令人发指，最明显的例子就是蔡司给索尼阿尔法系统做的135ZA和85ZA。而塑料镜筒则重量轻，对焦速度快，另外也便于加工，成本较低，售价也较为平易近人。

什么叫超声波镜头?

所谓的超声波镜头其实是超声波马达驱动镜头。超声波马达最早由佳能首先使用在镜头上，时间是1987年，不过当时超声波马达技术发展的还比较薄弱，因此只有微型超声波马达，过了一阵子才出现了现在使用的很多的环形超声波马达，而且佳能将此技术注册专利，也许是限于专利壁垒，其他厂家开发超声波镜头的时间要晚很多。

不过对于超声波马达驱动，各家的叫法都不同，佳能叫USM,尼康叫SWM，但是在镜头上的标志是AF-S，适马叫HSM，宾得叫SDM，索尼则沿用了美能达的叫法称为SSM，奥林巴斯则称为SWD，腾龙和图丽则暂时还没有推出超声波马达驱动的镜头。

镀膜到底是干什么用的呢?

现在的镜头表面都有颜色各异的镀膜，这个镀膜并不是为了好看，一般来说，镀膜主要有两个作用，其一是增透，正常情况下光线在玻璃表面发生反射的机会较大，普通的以氧化镧光学玻璃，其透光率可达到 90%以上，剩下的 10% 则会反射出去，为了弥补这些损失就开发了在透镜表面镀上一层膜来增加透光效果。镀膜的另一个作用是校正色彩，比如镜头中某一片镜片颜色偏黄，则需要在另一片镜片上镀上一层对黄色光有截断作用的膜来平衡色彩。简单点说镀膜的作用主要就是这两方面，但这个问题如果深入谈的话，估计又得洋洋洒洒万言而不能止，限于篇幅，就此一笔带过吧。

点测重要吗?

高级机身和入门级机身的一个重要区别就是是否支持2%-3%的点测光，在胶片机时代，点测光是大家都非常重视的功能，很多人以此决定在各家同级的单反机身中到底选择哪一个，到了数码时代，实际上点测光功能已经不那么重要了，大容量的存储卡可以让你畅快的使用包围曝光模式，曝光+-2档可无损调节的RAW格式文件则无疑让你的后期余地又大了许多，最后，单反机身上的LCD显示也越来越准确，能让你及时的发现曝光有问题的照片并且就地重拍，在这种情况下，机身最基本的偏重中央测光模式已经足够应付几乎所有场景了，对于点测的需求就显得不那么迫切和必要了，所以新用户们大可不必纠缠于一个小小的点测。