首页 > 范文大全 > 正文

感光元件主导技术革命

开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了一篇感光元件主导技术革命范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!

最近10多年来,无数评论家和媒体如此评价数码相机和数码摄像机的发展。不过,似乎厂商并不这么认为,在10年之内,消费类相机感光元件像素数从百万级别一直攀升到2000万,手机也普遍配备了800~1200万这样高像素数的摄像头。2012年伊始,全幅单反领域有尼康D800这样的3600万像素的产品问世,手机领域则有诺基亚808 PureView搭载了高达4100万像素的感光组件……看起来,新一轮的像素竞赛又开始了。

在像素数疯狂攀升的同时,消费者和评论家们最担心的事情——高像素数对成像质量的不利影响却难得一见。根据经典的观点,随着单个感光单元尺寸的减小,感光单元的灵敏度将会下降,而单元之间的干扰则会增强。不过随着技术的发展,像素数量增多造成的影响被尽可能消除,而高像素带来的画质提高和各类新的体验则层出不穷。为了满足高像素的需求,数码相机和数码摄像机在镜头技术、处理器技术、存储技术等各个方面也都有了长足的进步。纵观数码相机和数码摄像机发展的历史,成像元件的发展一直主导着技术进步的进程,未来数年内,这一规律也将依然有效。

技术进步还催生了新拍摄品种的出现,比如近年来风靡全球的无反光镜型可更换镜头数码相机,也就是我们常说的微单数码相机。它们既具有与普通消费类相机类似的便携性,又拥有不输给单反相机的高画质。2012年伊始,无反光镜型可更换镜头数码相机的销售比例已经超过了数码单反相机,在未来数年内它的市场占有率还会以两位数以上的增长率发展,同时,这一领域也成为数码影像拍摄技术的创新热点。

感光元件引发革命

正如我们指出的那样,十几年来,在数码影像领域的技术进步几乎都是由感光元件的升级来主导的。为了解决同样大小尺寸的感光元件由于像素密度提高带来的干扰增加和灵敏度下降问题,在感光元件层面上需要进行各类优化设计。随着像素数的提升,CCD元件的劣势也越来越明显,在过去数年间,得益于背照式CMOS技术的问世和发展,CMOS已经攻陷了CCD的最后一块领地。为了适应越来越高的像素数目,处理芯片的速度也越来越快;镜头必须经过优化设计;存储卡的容量和速度也要得到同步提升……

在感光元件不断提升的同时,普通用户对便携性的要求也越来越高。在原有的数码单反和消费类相机之间,出现了一类固定半透反光镜或无反光镜的可更换镜头相机,它们就是现在大热的单电/微单数码相机。在整个2011年,各类厂商共推出了将近20种单电/微单数码相机,而单反则仅有两种型号问世。目前,这类新兴产品的销量已经超越了单反相机,在可预见的将来,低端单反和消费类旗舰相机的地位将会被单电/微单数码相机所取代。看起来,单电/微单的出现和感光元件的关系不大,但从本质上来说,单反数码相机可以算作是胶片单反相机的数码化延伸,在这一领域呼风唤雨的是老牌光学厂商,如佳能和尼康;而单电/微单数码相机则大大弱化了光路设计,不但取消了反光镜、五棱镜,还引入了电子取景,这更凸显了感光元件的核心地位,在这一领域较为强势的是以索尼和松下为代表的数码设备厂商。在低端相机和摄像机领域,由于智能手机的拍摄能力越来越强大,所以这些低端拍摄类产品的生存也日益受到威胁,消费类相机和低端摄像机也将“转型”为以拍摄功能为基础的多功能娱乐设备,比如Android相机——利用Android平台上丰富的拍摄类应用软件来拓展相机的用途。在此之前,那些主打轻薄功能并广受时尚女性欢迎的千元级卡片相机已经拥有了很多类似的功能。主流和高端消费类相机则将倾向于使用大尺寸的感光元件以对抗微电/微单,甚至可能达到全画幅这样的级别。未来数年,我们将见证智能手机和微电/微单相机给整个数码相机市场带来的冲击波。

感光元件的进步也给家用摄像机市场带来了崭新的变化。拥有全高清拍摄能力是目前主流家用数码摄像机的入门门槛,3D全高清拍摄将是流行的功能。更高端的机型将会拥有4K级别的超高清拍摄能力,与此同时,原来只在专业摄像机领域才会出现的可更换镜头机型的价格将会持续走低,摄像爱好者将会有机会过一把专业摄影人士的瘾,自己拍一部大片。有些人也许会担心这样大的影片没地方存储,而NAND闪存的降价将会解除这一顾虑。此外,在家用机型上还出现了投影、即时编辑等功能,用户可以快速与其他人分享自己拍摄的影片。此外,这些家用机型还会与中低端数码相机一样更注重快速的网络分享能力,附加的Wi-Fi/3G芯片和提供网络分享的应用将会使这类机型受到时尚青年的喜爱。

CCD:诸神的黄昏

21世纪之初,CCD统治着数码相机和数码摄像机的感光元件市场,CMOS感光元件被看作是只有摄像头才会采用的低端产品,只有佳能采用自家的CMOS感光元件来装备它的高端相机。但到了2010年年底,仅有少数面向专业领域和高端的数码相机和小型消费类相机还在采用CCD元件,感光元件90%以上的市场都被CMOS所占据。而CCD元件在消费类相机中的市场还将更进一步被CMOS蚕食殆尽,即使是佳能的S系列和G系列这样注重成像品质的消费类相机也改用CMOS元件。而在此前,采用3CCD的消费类数码摄像机早已经被成本更低且表现更好的CMOS高清摄像机所淘汰。我们曾多次预测的“CMOS取代CCD”如今已经变为现实。

CCD的没落可以从技术和市场两方面解释。一方面,对高像素数、高感光度、高速连拍和高清摄像能力的追求成为数码相机厂商和消费者的共识。集成度更高、处理速度更快、功耗更小、成本更低廉的CMOS元件显然更受厂商的青睐;而CCD的固有结构使得它随着尺寸的增加,成本急剧提升,处理速度则无法进一步提高,这些对于高像素的感光元件而言是致命的缺陷。另一方面,随着背照式CMOS元件的出现和技术逐渐成熟,小尺寸CCD元件相对小尺寸CMOS元件在感光能力方面的优势也丧失殆尽,而CMOS元件的劣势则可通过增大感光元件尺寸和为处理芯片引入新算法等方法加以解决。尽管目前索尼和夏普依然在生产和供应千万像素级别的CCD元件,但以佳能在新的消费类旗舰机型G1X中采用CMOS感光元件和大幅面CCD供应商柯达破产倒闭为标志,CCD的时代已经彻底宣告结束。

微单/单电相机的崛起

299美元!是的,没有看错,只要299美元。这是2011年圣诞档期,美国亚马逊和新蛋针对松下Lumix GF3微单相机套机的促销价格。也就是说,只要花不到1900元人民币就可以买到著名厂商的可更换镜头式相机,这个价格几乎能够秒杀一切低价单反相机和高端消费类相机,而Lumix GF3的性能也是有口皆碑。与此同时,索尼、奥林巴斯、三星、富士、宾得等厂商的微单/单电数码相机也在各类购物网站和实体店热卖,售价则从两三千元至万元左右。就连排名第二的单反厂商尼康都不甘寂寞,在2011年下半年推出了“1”系列可更换镜头无反光镜套机,截至目前,仅有单反相机老大佳能尚未推出这类机型。与佳能形成鲜明对比的是索尼,它的可更换镜头相机产品线几乎全部由微单/单电组成,单反仅占一小部分。尽管在2011年年底到2012年年初,尼康D800、D4和佳能EOS 1Dx、5D mark III的又把人们的视线拉回到单反领域,但这类高端机型与微单/单电面向不同的用户群体,类似佳能EOS 350D那样受到热捧的低端单反已经很难再出现,而目前消费类旗舰新产品也仅有佳能尚在坚持推出。

无反光板可更换镜头数码相机出现于2008年,与单反相机相比,它取消了反光板和五棱镜,机身尺寸比普通消费类相机稍大一些,便携性大幅增强。由于没有反光板用于取景,因此大部分型号都配用了电子取景器,最初推出这类机型的松下公司称其为“EVIL”(电子取景器可更换镜头的首字母缩写,英文意思为“邪恶”)相机。索尼在介入这一领域后,进一步把这类相机分为“单电”和“微单”两个种类:前者拥有一个半透明的固定式反光板,保留了单反的部分优点;而后者则没有反光板,二者都能使用电子取景器。目前在中文媒体中,单电/微单的称呼已经深入人心,但近日CIPA(日本相机与影像产品协会)把这两类相机统一称为“non-reflex”(非反射)相机,为了便于读者理解,在行文中CHIP依然使用单电和微单来称呼这类产品。

单电/微单和智能手机对传统产品的冲击是巨大的。中低端单反和普通消费类相机的生存空间进一步被压缩,家用消费类产品则依靠大变焦(达到10~40倍)或大尺寸感光元件(佳能G1X,23.4mm)来维持生存。同时,家用摄像机的市场也逐渐被可拍摄视频的单电/微单和单反所蚕食。未来数年,将是数码影像界风云变幻的时代。

数码摄像机期待突出重围

尽管高清数码摄像机已经普及,但数码相机和智能手机视频拍摄能力的加强正威胁着家用消费类摄像机的生存。注重高动态范围的可更换镜头数码相机几乎都具备较强的全高清影像拍摄能力,不少产品甚至能够达到1080p@120fps的级别,索尼、三星和OmniVision推出的手机成像元件也能够支持全高清视频拍摄。若不是欧盟规定数码相机连拍时间不得超过30分钟,那么今天数码摄像机的生存环境还会更恶劣。

在重重压力之下,数码摄像机开始苦练“内功”,以突出重围。首先是借着3D影像的东风,松下和索尼等公司都推出了针对家用3D市场的3D高清摄像机,特别是今年索尼的TD20E尽管采用了“三双”(双Bionz影像处理器、双G镜头、双Exmor R CMOS影像传感器)的高配置,机身却能够做到与一般家用摄像机相似的大小,而且还拥有64GB的内置存储空间。其次是推出采用大尺寸感光元件和可更换镜头机型以对抗(中高端)数码相机。这方面的先行者还是松下和索尼,松下在2010年就试水了采用Micro4/3元件和同样卡口的AF-105,但高昂的售价令人难以接受;索尼的NEX-VG10则采用了APS-C规格的感光元件和E卡口镜头,售价也平易近人得多,它的后续产品VG-20更以万元左右的售价和出色的性能令不少发烧友过了一把大导演的瘾。还有就是为数码摄像机附加新的功能,比如索尼最近推出了带有投影功能的数码摄像机HDR-PJ760E,它可以在拍摄后即时与朋友分享影像。它还带有独特的机身防抖功能,通过两个电动马达对悬浮式镜片组进行机械防抖补偿,再加上镜片组的光学防抖补偿,可以大幅度提高摄像机的抗震能力;Wi-Fi功能也可能成为数码摄像机的标配。

CMOS一统江湖

在背照式CMOS元件推出之后,小尺寸CMOS元件感光度不足的顽疾终于得以解决。综合性能、成本和成像质量等因素上,CMOS元件已经无人可挡,在革命性的背照式技术之后,CMOS元件又取得了哪些进步呢?

高端CMOS:注重技术底蕴

尽管很多媒体和评论人不断强调像素数目已经足够,但在图像质量可接受的前提下,像素数依然在提高。高像素数带来的好处是不言而喻的:首先是可以输出更大尺寸的图片,其次是更便于剪裁,相当于提升了变焦率。不过从目前CMOS技术的发展来看,想要让单个像素的尺寸尽量缩减的确面临着相当大的困难。近来尽管出现了尼康D800和诺基亚808 PureView这样的产品,但主流数码相机的像素数依然保持在1200~1600万这个数量级,高清家用摄影机更是在200~500万像素级别上徘徊不前。

高端CMOS元件供应商中,索尼的表现更加激进。高达3630万像素的尼康D800就使用了索尼提供的全画幅CMOS元件,这款元件的单个像素尺寸为4.88μm,比D700的8.54μm缩小了不少,更类似于D7000采用的1640万APS-C规格CMOS(单个像素尺寸为4.8μm);而价位与之类似的佳能新品EOS 5D Mark III则仅装备了2230万像素的全画幅CMOS元件,单个像素尺寸为6.25μm。在如此高的像素密度下,D800的CMOS元件依然表现不俗,在CHIP的测试中成绩优秀,不过索尼官方目前并未透露这款CMOS元件搭载了何种先进技术。当然,昔日的CMOS老大佳能现在也还没有变成一只病猫,在该公司喜爱展示实力的APS-H尺寸的CMOS元件上,佳能已经集成了1.2亿个像素,并能支持高达9.5fps的连拍速度,还可拍摄全高清视频——注意它的完成时间是2010年,在此之前的2007年,佳能已经推出过5000万像素的APS-H CMOS元件。不过这些超高像素的产品对目前处理芯片的运算能力、存储卡的容量和写入速度等要素都构成了巨大的挑战,因此也仅能用于专业领域。

需要指出的是,仅仅从同等画幅的像素密度来分析感光元件的进步性显然是不靠谱的。一般来说,感光元件像素尺寸和像素数目的均衡是非常微妙的,即使是同等尺寸,同样像素密度的两个不同型号感光元件,也会有偏重高感光度表现或偏重连拍性能等不同侧重点的区别,根据相机定位不同,设计人员会选择不同的元件。比如更为高端的尼康D4就仅仅使用了1600万像素的全画幅CMOS元件,但它在连拍和高感度拍摄方面的性能是尼康D800难以企及的。同样地,佳能EOS 1Dx的连拍速度可达到每秒12张,还可实现-2EV下自动对焦,ISO值更可扩展至204 800,但其像素数也只有1810万像素。

富士的CMOS元件则延续了该公司特殊像素阵列的特征。它最新的XPro-1微单相机使用了全新设计的X-trans CMOS元件,传统的滤色镜是拜耳阵列形式,每个单元由RGGB四个子像素以2×2的形式组成。这一排列形式的缺陷使拍摄重复细节的画面(如织物)时会产生彩色干扰问题,通过配置低通滤镜可以降低彩色干扰,但画面分辨率将会下降。富士通过设计不规则排列的像素单元来解决这个问题,X-trans CMOS元件的像素单元是6×6阵列,每行和每列像素中都同时包含有R/G/B像素单元,这样可以有效地避免彩色干扰,并省去低通滤镜。

背照式CMOS:发展迅猛

2009年以来,背照式CMOS元件获得了长足的发展,在未来一段时间内,由于智能手机市场的迅速扩展,背照式CMOS的需求量也将大为增加。不过,智能手机的扩张也侵占了卡片类便携相机/摄像机市场,此前红极一时的卡片机阵营目前已经大为缩水,近来推出的新品也更为注重专用市场,如卡西欧EXLIM TR150等更强调自拍功能,并且专门为年轻女性而设计。

尽管单个像素尺寸已经下降到1.2μm左右,但背照式CMOS元件依然表现不错。目前消费类数码相机、手机和家用摄像机绝大部分都采用背照式CMOS元件,这类元件也成为了CMOS传感器发展的热点。作为背照式CMOS的发明者,索尼公司在这方面的成果相当丰富。该公司新型的积层型背照CMOS传感器用有信号处理电路的芯片来代替原来背射CMOS图像传感器的支持基板,在芯片上重叠形成背照CMOS元件的像素部分,从而实现了在较小的芯片尺寸上形成大量像素点的工艺。由于像素部分和电路部分分别独立,因此像素部分可针对高画质优化,电路部分可针对高性能优化。索尼的RGBW型传感器则通过增加白色像素点,改善了灵敏度并提高了成像质量,独有的HDR视频功能即使对亮光拍摄时也不会产生过曝现象。索尼更将积层式背照CMOS技术与RGBW技术相结合,推出面向智能手机市场的小型背照式CMOS传感器,令智能手机能够普及HDR(高动态视频)拍摄功能。此外,索尼今年推出的高清摄像机使用的1/2.8规格背照式CMOS元件则采用了新的高感技术,能够拍摄1080p@10bit/120fps或1080p@12bit/30fps的影像。

小型非背照式CMOS元件方面创新不多,比较值得一提的是诺基亚808 PureView手机搭载的4100万像素CMOS元件,该元件的尺寸相对较大(1/1.2),单个像素尺寸可达到1.4μm,因此不用背照技术也可获得可接受的感光效果。它支持新颖的“超采样”技术,这种技术可以将多个单像素点(4绿,2红,2蓝)插值为8绿,8红,8蓝的“大像素”,从而达到更好的成像效果。此外,足够多的像素也使之能够运用“无损数码变焦”技术,通过裁切图片达到大变焦的效果。值得一提的是,索尼最新供货的数种背照式CMOS元件也可以运用类似超采样技术的“像素合并”技术,同样可以获得较高画质的照片。

有机感光元件:未来希望

在背照式CMOS之后,感光元件还会如何进化?有机感光元件是最有可能的“接班人选”。由于某些有机分子对光的敏感度和光电转换效率远在硅基CMOS传感器之上,这也令研究者对此类分子在感光元件上的应用充满期待。与传统的硅光电材料相比,有机CMOS的优点是对光线的利用率更高,尺寸也能够做得更小。同时,由于可能会减少微透镜、滤光膜、低通和红外滤镜等附加组件,制造成本也可进一步降低。富士胶片在感光材料方面的研究积累较为深厚,早在2006年,该公司就宣布正在进行有机CMOS的开发工作,并利用有机CMOS拍摄了黑白图像。2009年,富士公司推出了能够进行彩色摄影的有机CMOS元件,并引起了强烈的反响。2011年,富士公司又进一步注册了关于有机材料CMOS元件的专利,新元件同样使用了RGB三色滤色片,采用一种对光敏感的有机化合物制造全色光敏涂层,结构与现有的CMOS单元类似,甚至有人预测富士将会推出采用这一元件的微单相机。富士公司设想未来将会使用3种分别对红、绿、蓝色光敏感的单色光敏分子来制造有机感光元件,以进一步提高对光的利用效率,并省去滤色片。索尼近年来也介入了有机CMOS的研发,2012年,该公司一项两年前申请的有机-无机混合式传感器的专利被公开,该传感器无需使用低通滤镜,利用有机层超高的光电转换效率就能提高对弱光的敏感程度,同时利用无机层进行电荷传输,这可以弥补有机层无法高速读取数据的缺陷。

有机感光元件可能给数码拍摄产业带来一场新的革命:即使是小尺寸感光元件也能够获得单反级别的感光性能,通过缩小单个像素尺寸,微单和单反相机的感光元件像素值可以一举提高到数亿的级别,同时还能保证足够高的性能。不过,目前有机感光元件的实用化仍尚需时日。

高性能时代

为了适应高性能的感光元件,数码相机和数码摄像机也采用了高性能的部件。在处理芯片、镜头、电子取景器、对焦元件和存储器等方面的进步使得数码相机和摄像机的性能能够满足几乎最苛刻用户的需求。

处理芯片:注重运算能力

高像素、高清摄像和高速连拍这“三高”的普及对影像处理芯片的运算能力提出了不小的要求,但厂商显然能够轻松应对:佳能的DIGIC 5+、索尼的Exmor +、尼康Expeed 3都是新鲜热辣的高性能影像处理芯片。

目前,在数码相机机身上引入Android操作系统是几大厂商热议的话题。数码相机可用到Android平台上丰富的图片编辑工具,并能快速上传和下载图片,当然运行其他Android应用也毫无问题,这意味着数码相机将可能会装备高性能的ARM处理器。宝利来的SC-1630是第一款搭载Android操作系统的数码相机,它和华晶的拍照手机Altek LEO极为相似,这也说明现在的手机处理器完全能够满足消费类数码相机的需求。不过,对于处理“真正的”数码相机运算需求,智能手机处理器内置的影像处理模块无疑是太简陋了,想要让消费者接受这类数码相机,而非把它当作了通话功能的智能手机,恐怕还需要设计全新的超级移动处理器。

存储介质:速度容量的提升

目前主流数码相机和摄像机使用SD卡作为存储介质,高性能相机产品则会使用CF卡。在SD卡方面,最新的标准是SDXC(UHS 104规格)。它允许SD卡的容量最大达到2TB,并以104MB/s的速度传输数据,目前已经有厂商推出读取速度接近100MB/s的SDXC卡,容量也可达到128GB级别。CF卡则已经进化到UDMA 7规格,理论读取速度达到167MB/s,实际也可达到150MB/s的水平。CF卡的下一代产品——XQD卡也已经实用化,XQD卡采用PCI-Express规范,尺寸大约为现有CF卡的一半(接近SD卡),支持125MB/s以上的高速写入,尼康D4是首款支持XQD卡的机型。不过,这些新型存储卡面临的普遍问题就是价格高昂,因此普及速度受到影响。此前,三星公司还推出过使用固态硬盘作为存储介质的数码摄像机,随着固态硬盘价格继续降低,这类产品也许会再度出现。

SD卡协会还在寻求无线传输形式的标准化。在CES2012上,SD协会了无线局域网SD标准。该标准将允许用户通过无线网络将数码相机和摄像机中的图片、视频及其他内容传输至基于Web的云端服务器。无线局域网SD卡标准定义了两种界面类型,包括Web端界面和家庭网络界面。尽管现在厂商的反应相对冷淡,但未来SD卡可能都会具备无线传输能力。

EVF:向光学取景看齐

内置电子取景器(EVF)随着微单/单电的流行也逐渐被广大消费者接受。早期的EVF存在分辨率低、响应时间较长等问题,但随着OLED技术在EVF显示屏幕上的应用,这些问题已经得到了很大改善。索尼用于A77、A65和NEX-7的EVF采用了白光OLED与彩色滤光片结合的方式,以0.7英寸的对角线尺寸获得了1280×720的分辨率,像素尺寸仅为3.3μm×9.9μm,它的改进型号则进一步获得了97% NSTC值的色域。不过,这一纪录很快就被法国MicroOLED S.A.S公司所打破。该公司于2012年年初推出了一款对角线尺寸为0.61英寸的OLED EVF,总像素数可达540万,像素尺寸为4.7μm×4.7μm,它采用无缝像素技术,可显示1600万色,对比度高达100 000:1。当然,目前EVF与光学取景器的表现还存在一定差距,但OLED的发展将最终解决这一问题。

小身材,高性能

随着微单相机的流行,消费者也迫切需要能与它完美配合的便携性强的镜头,因此近年来,紧凑型镜头成了厂商开发的热点,主要开发方向则是大变焦与定焦大光圈两项,当然还要足够廉价。

松下公司的Micro4/3接口Lumix G X Vario PZ 14~42mm f/3.5-5.6 ASPH Power OIS镜头是第一支具备变焦功能的饼干镜头,它采用了全电子变焦方式,取消了手动变焦环和对焦环,还为视频性能做了优化,在视频拍摄时能够提供顺滑的变焦性能。松下G系列产品的热销也有这款镜头的功劳。很多消费者也希望其他公司能够跟进变焦型饼干头的研发。目前适马、卡尔蔡司和施耐德都加入了Micro 4/3阵营,在这方面可能会有所作为。

尼康为“1”系列微单新推出的4支1卡口的镜头也很有特色,其中尼克尔VR 10~100mm f/4.5-5.6 PD是目前体积最小的大变焦镜头之一,它也采用了电动变焦技术,并对视频拍摄进行优化。宾得则准备在今年推出K卡口50mm经济型大光圈镜头,该镜头同样能够用于自家的微单K-01。去年宾得还为Q系列微单了5支Q卡口镜头,不过它们未来的发展并不被看好——传感器尺寸太小和镜头过于简单可能是它们的致命伤。索尼则拥有目前最为完善的微单镜头群,但先天条件的限制导致它们的尺寸较大(与机身相比),也是相当遗憾的。

为智能手机开发附加镜头也成了不错的生财之道,iPhone 4/4S是目前最受欢迎的智能手机,一些厂商开发了针对它的镜头套件。在Photojojo网站上正在销售iPhone 4转轮镜头组手机壳,它集成了广角镜头、鱼眼镜头和长焦镜头,花上两百多美元,就可以升级iPhone 4/4S的拍摄能力。当然,如果有佳能和尼康的专业单反镜头,并且不嫌暴殄天物的话,也可以买一个手机壳转接器套件来玩玩,让iPhone4也能用上各种牛头。日本一家公司也为iPad 2开发了6倍变焦的镜头,售价大约为250元人民币。尽管在那些发烧友眼中,这些套件如同玩具,但其中蕴藏的商机的确不可小视。

CHIP结论:技术进步仍在继续

数码相机和数码摄像机的发展史,就是感光元件的进化史。当物美价廉的COMS取代CCD之后,中高端单反相机依然保持着它的超然地位,微单/单电异军突起,压缩了低端单反和高端消费类相机的生存空间,越来越强悍的智能手机则令卡片机和低端消费类相机的角色越来越尴尬。同时,主流数码相机都拥有不错的拍摄能力,这也令数码摄像机的地位受到了严重的威胁。随着技术的不断进步,接下来发生的事情可能会越来越有趣——比如目前热议的“计算摄影学”,Lytro推出的“光场相机”以及Frankencamera这样的“开源相机”,它们可能改变整个数码影像市场的格局。

技术决定地位

掌握核心技术,在任何领域都是制胜的法宝。对影像产品来说,当年的光学器件更具技术难度,因而大量有着光学背景的厂商领导了镜头乃至相机产品和技术的变迁。今天,光学技术遇到了瓶颈,而掌握传感器电子技术的厂商走到了前台。

从属地位的胶片

在胶片相机的时代,作为感光材料的胶片无疑处于从属的地位,使用同样的高端胶片,不同机型拍出的作品品质可能大不相同。那个时代的相机厂商同时也是光学设计的强者,比如徕卡、禄来、尼康、佳能、适马、宾得等等,而柯达和柯尼卡等公司则主要将精力放在胶片行业,只有富士算是个异类。但在数码影像时代,感光元件才是相机和摄像机的核心,它的素质几乎决定了相机的质量,一款感光元件必定要有与之相符的镜头和附件的设计——全画幅的高性能感光元件很难用在消费类数码相机上,反之亦然。

核心地位的感光元件

核心要素的转变决定了厂商的兴衰。拥有感光元件开发能力的厂商逐渐成为市场的强者,如索尼、佳能、富士、三星和松下都有较好的表现,而一些老牌光学大厂则逐渐式微。比如施耐德和蔡司分别为三星和索尼设计镜头或提供相关认证,美能达甚至出售了自己的数码相机业务。即使走高端路线,在发烧友心中如同天神的徕卡,也免不了和松下等厂商打打交道。尼康很多时候也要依靠索尼来提供感光元件。近年来微单/单电相机的出现,则可以看作是新兴数码厂商(以CMOS感光元件为核心)向霸占单反市场的两大传统光学巨头(佳能和尼康)发起的挑战。

自身地位决定开发节奏

作为行业领军企业,佳能的反应是继续推出旗舰级别的消费相机对抗单电/微单,坚持可更换镜头的单反路线,但它今年可能会加入微单市场的竞争;尼康则推出了“1”系列微单,并取得了不错的销售成绩。从深层次来看,佳能拥有自己的CMOS生产线和技术,而且在对光学设计要求更高的数码单反领域有着不错的业绩,因此短时间内并不希望单电/微单冲击它已经成型的产品线,因此才会最后一个涉足这片领域;尽管尼康也拥有强大的光学实力,但在CMOS器件开发方面比佳能弱许多,因此无奈之下只能顺应潮流,但它也留了一手——“1”系列微单的CMOS单元尺寸是全新规格的,甚至比Micro4/3还要小,像素数也仅仅是千万级别,这样的规格基本上不会对低端单反有多大威胁。

声音

我们将砍掉一部分价格竞争激烈的廉价便携数码相机产品线,这样我们能够让(数码相机)业务盈利。

——Hiroyuki Sasa(笹宏行)

奥林巴斯总裁

数码相机显然没有消亡。目前的发展方向是智能手机无法触及的领域。等大家认识到了这一点,就会选择购买高端数码相机。

——Liz Cutting

NPD In-Stat资深数字图像分析师

我们主要的相机工厂位于中国,生产从便携到高端相机的所有产品。今年开始,我们已经将便携相机生产线改为微单生产线。

——Lim Sun-hong

三星数码影像业务副总裁

我们将考虑把诺基亚808 PureView的成像技术推广到其他诺基亚设备上,把这些特征融合到每台设备上的方式可能会不同,但是我们每次将看见同样的元素。

——Damian Dinning

诺基亚成像技术项目总经理

新一代存储卡

XQD存储卡是闪迪、索尼和尼康联合开发的新型存储卡产品,目前已成为CF存储卡未来的发展方向,但不向下兼容目前的CF产品,其外形体积为38.5mm×29.8mm×3.8mm。它基于PCI-Express总线,提供了500MB/s的读取速度与125MB/s的写入速度,储存容量可超过2TB。

标准开放的SD近年来越走越顺,在推出扩展容量达到2TB的SD XC之后,速度提升又提到日程。如今,随着数码相机的像素数量提升,即便是曾经最高的Class 10规格SD存储卡也难以满足速度需求,UHS(Ultra High Speed,超高速)接口标准应运而生。初期的UHS-I速度达到104MB/s,也称为UHS 104;未来还可进一步升级为速度达312MB/s的UHS-II。

竞争复杂化

像素数量是传感器竞争的一个侧面,无论是使用何种技术,在灵敏度和噪音问题暂时没有质的突破状态下,超高像素密度产品势必沦为棚拍装备。如果说尼康D800有这样的定位尚可接受,那么作为末代Symbian机王的诺基亚808,则更像是技术展示型的产品,使用价值堪忧。

像素控

短时间内,像素数量仍是最可炫耀的参数指标,因此索尼为尼康D800提供了3630万像素全画幅CMOS传感器,而后诺基亚又推出808 PureView手机,配备引以为傲的4100万像素传感器和卡尔蔡司镜头。

唯质量论

虽然佳能也不甘落后,推出了1.2亿像素的APS-H画幅的CMOS传感器,但是提升灵敏度才是它的主要特性之一。而一贯特立独行的富士,也在其XPro-1微单相机中使用了X-trans CMOS元件,它采用了特殊的6×6像素阵列,并取消低通滤镜,对画质提升有明显作用。

处理是核心

佳能有DiGiC,而尼康D800则采用了其最新的Expeed 3影像处理器,不仅可满足速度要求,同时有利于画质提升。

看得真切

更高品质的影像,不仅要在电脑上看到,同时可在相机上直接浏览,这让有着524万像素的EVF元件有了用武之地。