器材轻量化之路
一年一度的日本CP+展会刚刚开幕了。大家又通过这次重量级的展会了解到了影像业界的成就和未来发展趋势。不但有众多的亮点产品推出，而且相机和镜头采用的一些新技术也让人眼前一亮，相对于2013年的惨淡，2014年可谓是各大厂商发力的时期。之前一直在研发和积累的技术也纷纷应用到了新产品上，从2014年下半年一直到这次CP+展会，无论是新发布的相机还是镜头都代表着影像器材迎来了一个新的技术层面。
目前器材的轻量化设计是一个技术发展的流行趋势
我认为大多数的厂商除了在传统的像素大战；对焦大战；连拍大战上继续你追我赶之外，也开始把重点放到了相机的轻量化和镜头便携性上。其实这也算是一个非常重要的发展方向，即器材轻量化。要知道如何在不改变相机和镜头的性能的前提下，把器材做的更小更轻，比更大更重要难的多。
很多人对于器材轻量化这个观点并没有一个具体的概念。甚至很多人认为轻巧的机器显得不专业，不够档次。当然这样的想法更多的出现在国内摄影师的思想里。很多人都认为傻大黑粗才是相机，只有拿着这样的器材才显得有B格。殊不知，在电子数码产品，只有真正的把产品的体积缩小才是科技进步的标准。举个最简单的例子，就是手机。在过去手机刚刚推出的时候，外形犹如一个巨大的手电筒，并被灌上了大哥大的名头。就是因为当时的技术不先进，内部的电子元件巨大，而电子线路设计也非常复杂，导致了体积的增加。而到了21世纪，电子元件的集成化，手机已经变得又薄又轻，这就是整体技术的进步。
我们再回到相机，随着受到无反相机的冲击。但单反相机却开始悄悄的往小型化发展，包括了最新的无反相机也是通过内部元件的改变来进行发展。我相信这个轻量化的发展会愈演愈烈的。
有人问轻量化对于相机意味着什么。我认为绝对属于一个巨大的改变。首先就目前的相机和镜头而言，大部分的器材体积和重量还是偏大偏重。这对专业摄影师还是普通用户来说其实都是不宜接受的。尤其是专业级的相机和镜头，重量是惊人的。我周围很多的摄影记者朋友，一次外出采访要携带数十公斤的器材。这对于任何一个人都是个挑战。而对于普通用户来说，谁不想买个可以放进小包里随时拍摄的相机呢。所以轻量化的需求是用户最目前最迫切的。
这样体积如此巨大的器材，是对摄影师体力的严酷考验
机身轻量化的发展趋势分析
前面简单说过了相机机身轻量化的重要性，从目前的情形来看。还是无反相机占据了一个比较有利的结构优势。下面先来看看传统单反的基本结构。由于单反相指的就是通过传感器器前面的反光板将光线折射到玻璃五棱镜上，再通过取景器取景，最后抬起反光板进行拍摄。因此无论是反光板，还是五棱镜和OVF取景器这几大部件缺一不可。所以相应的相机体积就会因过多的部件而变得硕大。有些专业级的机身，光学取景器更为明亮，这就需要加大五棱镜的体积。高高耸起的额头也就成为了专业相机的代名词。而其重量和体积也是一般人吃不消的。
单反相机复杂的设计结构导致了体积的增大
高耸的五棱镜是单反相机的一大标志
因此我认为在单反相机轻量化上就出来两种不同的思路。一种是以减小体积结构的缩进派。一种是以更换制造工艺的材料派。
结构缩进派很好理解了，在最小的机身空间内放入必要的元器件。需要注意的就是这类紧凑单反所使用的基本上都是APS-C尺寸的传感器，从大小上就要比大型的全画幅要小，包括所配套的快门组件，反光板，五棱镜等等都要小一些，可以最大程度的缩减它们所需要的空间。所以APS-C以下画幅的单反相机更容易做小。
从目前各大厂商的机身设计来看，在传统单反领域理光宾得做的很不错，它的机身一直以小巧紧凑而著称。在同等级别机身对比中可以发现，宾得机器的三围更苗条，而机身重量也更轻。也是这个品牌一直被人们喜爱的原因之一。
理光宾得是对轻量化设计非常成功的厂商
佳能的100D也算是近年来缩进派的典型代表之一。在内部电路的改造上下了功夫，改进了PCB的排列结构，并减少了电子元件的数量。让它成为了一款非常小巧的单反相机。
说完了缩进派再来聊聊材料派。毫无疑问，材料派就是改变机身制造工艺来达到整体重量的减轻。这里比较有代表性的就是尼康的几款单反机器。包括了D3300和D5300都对用料进行了优化，根据官方给出解释是它们使用了一种新型的热可塑性树脂的新型碳纤维复合材料（CFRTP）“Sereebo”。这种材料仅具备出色的强度，还具有较高的导电性，因此成型品本身也可具备电磁波屏蔽特性。另外，通过运用在聚合物开发过程中积累的优质树脂加工技术，使碳纤维不会浮现在表面，实现了出色的表面外观性。当然这两款机器的框架是一体化的结构，减少了接缝，更容易进行小型化设计。
但全画幅相机如何做的呢，尼康D750就给出了一个不错的方案，除了继续使用D5300上的复合材料外，还改进了内部电路位置。大家都知道单反相机分为了一体化手柄设计和分体式设计两种，专业相机基本上都采用了手柄一体化的设计，这样相机内部的整体空间就要大出不少。这样做厂商也是考虑到了专业相机的可靠性，电子元器件之间必须要有一定的间隔距离来避免电子干扰和不稳定的电流流向问题，大型电池也占据了更大的空间。而分体式的机身设计，内部空间会变小，厂商不得不进行取舍，为了良好的电磁屏蔽性能，电路设计上就会进行一部分的简化，而电池的体积和电压也会降低，这一切都是为了整体的工作稳定。
D750就是电气工程师们重新对电路优化的最佳产物，其集成电路板的面积也比传统的缩减50%，所以尼康就可以给其它部件的位置进行优化。其体积要比D610还要小巧。
可以看到D750的机身顶部为传统金属材料，而大部分主要的部分则是新型碳纤维复合材料。D750正是结合了上面提到的缩进派和材料派的优点，即使是全画幅这样的大尺寸相机，也可以进行体积上的缩减。我认为这也是今后大型专业级相机的一个重要的轻量化改进方案。
当然作为单反相机而言无论是采用上面的哪种方式，受制于其结构的原因，其体积和重量都不会有所更大的突破。不过我认为，单反相机今后完全可以在材料上继续研发，降低整体重量。当然作为电子工程师的笔者，自然也希望厂家在电路上继续优化，整合PCB的面积，减少飞线使用的数量。这样也许它的体积还会减小。
而无反相机的出现彻底改变了过去相机傻大黑的形象，一下子可以变得轻便小巧。无反相机顾名思义就是取消了反光板，五棱镜，对焦模块和传统光学取景器的相机。光线通过镜头后直接照射到传感器上成像。取景则通过相机后背的LCD屏幕。由于整个结构的改变，让无反相机变得更简单。所以电路设计上只需要实现拍摄功能就可以了。随着电子元件的简化，电池的体积也变小了，整个相机的机身厚度也呈几何的递减。
无反相机结构简单，大大简化了相机所需要的元件，其体积自然缩小
所以无反才是相机真正小型化最好的发展趋势，大家可以从上市的一些产品中看出端倪。即使是采用了全画幅传感器的索尼a7系列相机，其体积都远非单反可比。
无反相机体积优势是非常巨大的
值得注意的是，与单反情况一样。像a7这样使用了全画幅传感器的相机体积依然比APS-C或者更小画幅的无反要大。这也是为什么当索尼开发出a7的时候会引起一些争议。因此微单相机当初开发的初衷就是强调小。比较有代表性的就是m4/3系统的无反相机。这个系统也算是最早的微单相机了。m4/3系统的机器除了画质优秀之外，其轻巧的外形也是最卖座的亮点，要知道目前m4/3相机的拍摄性能已经可以达到单反相机的70%左右了，作为普通的用户完全没有必要再去购买笨重的单反。
无反相机的画质已经很接近单反了
而松下推出的GM1相机我认为是把无反的小发挥到了最极致的一款机器。它的重量竟然只有173克，跟一台大屏幕的手机差不多重，其大小真的让人吃惊。当配合饼干镜头时，直接把它放进裤子口袋里都没有问题。
我认为，无反相机是未来相机的发展趋势。专业摄影师可以考虑选择类似a7那样的大型机身，而普通用户就可以使用GM1这样的口袋小机器。不过无反目前的问题就是手感操控性。虽然体积整体变小，但握持力却变得很差，如果在外形上适当增加手柄突起的话，那样就改善不少。
镜头轻量化的发展趋势分析
说完了机身再来看看镜头。镜头其实这两年也没闲着，不少的厂家也在研究如何把镜头做小。但镜头不同于机身，有着它的特殊性。对于专业镜头而言，无论是光学设计结构还是用料都受到严格的限制，为了到达高水平的成像素质，那只有使用大型的研磨镜片，所以重要必然要有所牺牲。
而相对流行的做法是改变专业镜头的外壳材料。这里面佳能走在了最前面，其白色大炮很多都使用了铝镁合金以及部分的钛合金部件。这样不但能够保证使用的强度，而且重量也有效的减轻。比如EF 600mm F4这支镜头，从上一代的5300克一下子就减轻到了最新代的3920克，整整减轻了1380克，几乎等于一支70-200mm镜头。这就是改进材料的最大进步。也是目前主流专业镜头的改造方法。尼康也随之对自己的大炮进行升级，很多的体育记者纷纷换成了最新版镜头。
佳能大炮的轻量化改造是非常成功的
但其实还有更好的选择，就是对光学结构下手。使用特殊镜片去替代更加厚重的普通光学镜片。这里佳能和尼康又走在前面。在刚刚不久结束的CES展会上，尼康推出了一款300mm F4的长焦镜头，但最神奇的地方就在于它的长度居然只有147.5mm，只比24-70mm大了一点点。但重量只有700多克，远轻于24-70。很难想象它是一支长焦镜头。就因为它第一次采用了PF（菲涅尔相位）镜片的产品。PF是一种光衍射镜片，主要改变了光反射的方向，用来消减镜头的色散。同时还可以大大缩短镜头的长度，重量也会随之下来。
尼康新款300mm F4镜头也属于一次大胆的轻量化尝试
我想大家一定会立刻联想到佳能的DO镜片，没错，如果仔细研究工作原理就会发现DO与尼康PF基本相同。而佳能目前给了70-300mm；400mm F4等镜头使用，其轻量化效果非常明显。可以看到70-300mm的长度比70-200之类的长焦短小很多。
据之前的传闻曝料，尼康今后还会推出使用PF镜片的24-70以及200-400镜头。详情请点击《尼康推出重量级镜头专利》。看来尼康的轻量化之路，正在逐渐走向正轨。也许从300mm F4的身上尝到了甜头。开始从标准变焦镜头下手了，要知道目前为止，还没有哪个厂家对类似24-70的大三元镜头进行改进。如果尼康能推出的话，根据300mm F4的经验，也会变得非常轻便的。至于200-400更不用说了，太重太贵的镜头很显然不是所有用户都能购买的。PF版不单单是减负，其实也是一个相对廉价的最好方案。
另一个对结构下手的例子就是腾龙。它以推出紧凑型大变焦镜头而闻名。比如16-300mm等等。腾龙的做法比较暴力，就是采用大量的特殊镜片来进行光学上的矫正，减少普通镜片的数量，这样可以在较短的镜身内实现大变焦比的焦距范围。当然这种做法基本上会出现在这类一镜走天下镜头上。毕竟这类镜头强调的是方便而非画质。
16-300镜头采用紧凑的结构设计
小体积镜头的极致代表还包括饼干头。之所以叫饼干镜头，它的外形就如同饼干一样轻薄。光学结构简单是它最大的特点。而宾得刚刚发布的DA 18-50mmF4-5.6 DC WR RE镜头又创造了一个历史，是目前世界上变焦镜头里最薄的，只有41mm厚度。能把变焦也做成饼干的实属不易，当然也说明宾得的设计能力是非常强大的。我相信，今后理光会推出更多的变焦饼干镜头，搭配它的小型相机是非常协调的。
这里必须要说一下微单镜头，虽然目前微单机身的体积和重量控制的都相对不错。但镜头方面就不太尽如人意了。目前除了m4/3以下尺寸的机身之外，很多镜头的长度和重量甚至比单反镜头还要大。往往是拿着小机身却接个大镜头。我认为这是目前镜头轻量化一个最大的障碍。诚然，微单发展到当今，其传感器尺寸逐步增大。为了适应大尺寸全幅CMOS的成像，镜头的体积就会逐步增大。但作为一台微单就不能违反当初的设计理念，否则重量体积与单反相差无异的时候，微单的优势就荡然无存了。
微单镜头的轻量化是未来必须要做的
所以我依然感觉，目前m4/3系统是小型无反相机最好的选择。之前日本媒体DC.Watch也曾对奥林巴斯等厂商进行了采访。其间就提到了微单发展的体积和重量问题。他们认为m4/3系统依然是画质和体积最好的平衡点，无论是机身还是镜头都可以相对较小。但对于索尼这样的机器来说，全画幅还是很吸引人的。在镜头上能不能也学学尼康使用类似PF镜片的设计结构呢，这也是以后非常值得推广的技术。
有关镜头新型的材料研发其实早就做了，这里说的并不是外壳，而是对镜片的材质进行改变，同样可以减轻体积。现在相对高级的镜头都使用光学玻璃，它的优点就是透光率高，成像好，但缺点就是重。而相对廉价的镜头则使用了树脂来替代，树脂的质量要轻的多。虽然成像要差一点，但也是个很好的轻量化的方案。
最新的研究就是所谓的液体镜头，这听起来有点高大上的感觉。简单的说就是利用不同密度的液体来改变光线的折射方向，调整液体的压力来实现焦距的变化。液体镜头最大的优势就是无需巨大的体积，可以在一个很小的固定距离范围内实现变焦。所以液体镜头可以做的非常小巧，甚至不会超过1cm的长度。如果真的研发出来的话，那么将是极具历史意义的。
液体镜头是一项很有特点的新技术
总而言之，摄影器材的轻量化是日后必然的发展趋势。现在几乎所有的厂家都意识到了轻量化的重要性。在使用的材料上，内部结构的重新设计上以及性能的简化上都开始进一步的研发。我相信，不单单是入门相机和镜头可以做的轻小，以后专业级的器材也可以做的很小巧。随着电气化设计的改进和材料学的提高，相机傻大黑粗的印象会逐渐改变的。
