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追求终极锐度 尼康D800E试用体验

色影无忌
梁爽
梁爽
2013-02-17

  去年2月初尼康正式发布FX格式数码单反相机D800/D800E。这两款相机采用3630万有效像素的传感器,并搭载了新型EXPEED 3数码图像处理器和约91000像素RGB测光感应器。

 

 不同的仅仅是型号吗? 器材点评

  其中D800E是尼康针对追求更高清晰度的摄影师推出的衍生产品,E指Exceed,Excellent的意思。至于与D800的差异,官方称“D800E采用的光学低通滤镜,移除了抗锯齿和莫尔条纹操作,使通过尼克尔镜头的光线直接照射到光电二极管,从而达到更高的分辨率”。也就是说两者除了光学低通滤镜上的改进,其它的所有功能和特性是完全相同。关于D800可参考本站评测(点击


1.光学低通滤镜

 

低通滤镜

  要想深入了解两者的差异,我们先要清楚光学低通滤镜是干什么的。所谓光学低通滤镜位于图像传感器前方,其主要作用是减少伪色和摩尔条纹。但是,这是要以牺牲少量锐利度为代价。

 


2.伪色和摩尔条纹

 

  那么什么是摩尔纹,又为何产生的呢?摩尔纹是数码照相机的图像传感器出现的高频干扰,会使图片出现彩色的高频率条纹。由于摩尔纹是不规则的,所以并没有明显的形状规律。

 

  产生原理:摩尔纹是差拍原理的一种表现。从数学上讲,两个频率接近的等幅正弦波叠加,合成信号的幅度将按照两个频率之差变化。如果感光元件CCD(CMOS)像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近,就会产生摩尔纹。要想消除摩尔纹,应当使镜头分辨率远小于感光元件的空间频率。当这个条件满足时,影像中不可能出现与感光元件相近的条纹,也就不会产生摩尔纹了。

 

摩尔纹

  为了减弱摩尔纹,数码相机安装光学低通滤波镜滤除影像中较高空间频率部分,这当然会降低图像的锐度。数码相机如果像素密度能够大大提高、远远超过镜头分辨率,也不会出现摩尔纹(镜头分辨率远小于感光元件的空间频率)。

 


3.D800E与D800差别

 

  尼康D800与D800E采用的低通滤镜是多层结构用了防反射涂层,光学滤镜的双滤光片切换器和抗反射涂层性能,二种型号保持一致。

 

  首先我们要清楚尼康D800E并非完全取消低通滤镜,那么D800E采用的光学滤镜“删除了所有反锯齿性能”,以尽可能获取最清晰的影像。这是如何实现的呢?

 

D800与D800E低通滤镜对比

  具体来讲在D800上,光线要到达传感器像素、需要经过将光线水平分离的低通滤镜和将光线垂直分离的低通滤镜,因此是把一个点分离成为四个点的感觉。而D800E则不同、它是先通过第一个低通滤镜把光线二分、然后再通过第二个低通滤镜将分离的光线归回成一点、然后进行拍摄。这样一来,D800E就能实现与没有低通滤镜一样的拍摄效果了。

 

  那么为什么不完全去掉低通滤镜呢?尼康为了保持D800E和D800的共通设计,所以并没有改变机型构造。基本上除了低通滤镜以外,两款机型的设计都是完全相同的。如果直接把低通滤滤镜去掉的话,焦点位置就会发生改变,机身的构造就要发生很大的变更了,那样的话就不是D800E,而是开发一款别的产品了。(笔者认为如果推出D4X的话,相信有理由完全去掉低通滤镜。)

 

  至于D800E价格会较高一些(国内售价两者差价接近3000元),尼康方面解释是因为使用了光学上具有消除效果的其他滤镜。

 

  从前文摩尔纹产生原理来看,像素密度大幅提高,像素更小,空间频率要向更高频方向发展,摩尔纹就不会显著。高像素高密度的好处就是摩尔纹发生几率减小。期待今后2000万像素级APS-C的产品也能够采用类似处理方式(比如NEX-7和D7000的后续机型)

 


实拍测试

 

D800E与AF-S 70-200/2.8 G ED VR II


1.ISO测试

 

  既然D800E的低通滤镜比较特殊,那么在ISO测试上又会有什么不同吗?D800E与D800一样,标准感光度范围为ISO 100-6400,支持下至相当于ISO 50(Lo 1),上至ISO 25600(Hi 2)的扩展感光度。搭配镜头为尼康 AF-S 70-200/2.8 G ED VR II,尼康D800E设置为RAW(无损压缩)、中央重点测光、自动白平衡、焦距70mm、光圈f8.0。PS自带Adobe Camera RAW7.3打开NEF(RAW)文件对比。

 

截取位置

ISO 50-400

(点击放大)

ISO 800-6400

(点击放大)

ISO 12800-25600

(点击放大)

  从测试结果来看,ISO50-ISO400的低感光度下,画面保持比较干净,在ISO 800时出现细微噪点,但不明显,上升至ISO1600噪点开始明显,ISO3200噪点已经非常明显,色调开始发白,上升到ISO6400-ISO25600,噪点比较严重(尤其彩色噪点),粗糙感明显。这样的结果可以说D800E与D800控噪水平相当,值得注意的是D800E由于低通滤镜的“还原”作用,在细节、锐度上高ISO下保留更好一些。这点对于后期降噪还是非常重要的。

 

  谈到高ISO表现,一般来说同时代同尺寸传感器,像素越高其高ISO表现也就越差。当然我们通常比较都是将图片放大至100%。这种办法考虑的是像素级别的对比,也就是同等像素量下的效果,事实上像素更高的产品,意味着像素密度更高,100%对比高像素与低像素照片,使用同焦距同视角拍摄,放大后高像素的照片中被摄物更大。

将D800E ISO6400的图片,长边从7360缩小至4256 (像素与D700持平)(点击放大)

  除了100%像素级对比,还有考虑到输出,将照片统一尺寸对比。比如国外DXOMark就是将图片均统一为800万像素,再进行比较。要都是A3尺寸印刷的话,D800(D800E)与D700同尺寸输出,D800(D800E)的像素高三倍,缩小后噪点看上去小了,那么ISO6400下D800(D800E)和D700有同级的噪点。当然对于用户来说D800(D800E)更麻烦一些,缩图降噪终究会增加后期处理压力。所以对于这点编辑觉得用户还是应理性对待。

 


2.衍射极限光圈

 

  DLA(Diffraction Limited Aperture),字面直译应该叫做“衍射极限光圈”。若数码相机感光元件(图像传感器)上两个相邻的感光像素点对透镜光心的张角刚好满足瑞利判断,则此时的光圈值被称为数码相机的衍射极限光圈。简单来说,在光圈收小时,Airy Disc(爱里斑)的角距离越来越小,但达到某个极限之后,这个角距离不小反而增大。

 

  注:光的衍射指光在传播路径中,遇到障碍物或小孔(狭缝)时,偏离直线绕过障碍物继续传播的现象。光经过圆形口径后成像,并不会汇聚成绝对的点,而是形成明暗相间,距离不等的同心圆光斑,其中中央斑最大,集中了84%的能量,可以看作衍射扩散的主要部分,被称为Airy Disc(爱里斑)。

 

  测算公式为衍射极限光圈=像素尺寸/(1.22×光波的波长)。

 

  编辑为此也进行简单测试,镜头搭载尼康 AF-S 70-200/2.8 G ED VR II,尼康D800E设置为RAW(无损压缩)、中央重点测光、自动白平衡、焦距70mm、PS自带Adobe Camera RAW7.3打开NEF(RAW)文件对比。光圈值从F2.8到F22

截取位置

f2.8、f4.0、f5.6、f8.0(点击放大)

f11、f16、f22(点击放大)

  从图中可以看出F2.8全开时候由于虚化和本身锐度并非最佳,所以效果一般,收到F4开始到F8这款镜头表现都非常不错(该镜头最佳光圈为F4.0),属于最佳范围。光圈收缩到F11依然锐度不错,与F8相比差异很小,但光圈缩小至F16我们光从肉眼就可以看到相比F11要差一些,到F22锐度已经下降很厉害。

 

  从实拍结果来看基本上与该镜头本身素质吻合。尼康方面对该问题的回应是:在使用D800时,如果镜头光圈过小的话,那么受衍射的影响,分辨率可能会降低。实用的光圈范围是,从最大光圈到F8左右。在这个范围内就基本没有上述影响,或者说可以把影响降到最低。但如果想将光圈缩小到F11以下的话,那么还是根据镜头的性能以及拍摄对象的实际情况来具体处理比较好。也就是说尼康认为表现最佳截止到F8。为此色影无忌论坛也有对此的讨论(点击

 

  就编辑看来这种衍射影响,是镜头本身光学性质所决定的,就是使用D700、D600、D3X测试该镜头,也是同样这个“趋势”,这些较低像素的机器同样受到影响,只不过由于D800(D800E)在最佳范围内表现更为出色,比较下来显得反差有点大。

 

  该测试使用尼康 AF-S 70-200/2.8 G ED VR II,该镜头设计以F4为最佳光圈,属于偏向全开的镜头,这样的镜头在偏小光圈素质差一些,另外还有些镜头以F8为最佳光圈,这样的镜头设计在小光圈表现上要好一些,虽然变焦、定焦等因镜头而异,但总体趋势仍然是F11之后呈衰减。用户没必要纠结于F11、F16是不是不能用了,总之小光圈素质会下降,使用什么光圈还是要看拍摄需求以及画质接受程度。

 


3.摩尔纹测试

 

  前文我们用大篇幅来介绍D800E与D800的差异,D800E的光学低通滤镜,移除了抗锯齿和莫尔条纹操作,这使得与D800相比,D800E的摩尔纹和伪色发生的机率增加。那么这种几率有多高呢?这个很难定量计算,不过尼康称在公司内部对尼康以往的数码单反机以及其他公司的中幅数码相机进行了比较,结果是“D800和D800E的摩尔纹算是不那么明显的”。

 

  前文提到高像素高密度,使得像素尺寸更小,这样可以减少出现摩尔纹几率,D800/D800E的像素大小是4.88微米。上代D700是8.54微米,佳能EOS 5D MarkIII是6.25微米,该尺寸其实与D7000的4.8微米接近(APS-C画幅 1620万有效像素)。从像素尺寸上我们不难看出,尼康在D800低通滤镜上做文章,是有所准备的,这样的像素尺寸在全画幅中已经算非常小的了,先天对摩尔纹的抵抗力就比较高,自然不担心搭载“无效化”的低通滤镜。

 

  下面编辑进行了简单测试,镜头搭载尼康 AF-S 70-200/2.8 G ED VR II,尼康D800E设置为RAW(无损压缩)、中央重点测光、自动白平衡、PS自带Adobe Camera RAW7.3打开NEF(RAW)文件对比。光圈值为F8/F11

截取位置

右图改变焦距后拍摄。(点击放大)

  从上面实拍人民币来看,放大至100%后,相机很好的表现了纸币上纵横交错细密的条纹,并没有出现伪色和摩尔纹。这也很好的证实了尼康方面的结论。几天的试用过程中,编辑试拍过建筑上格栅窗、西服、钱币等密集细纹的被摄物,但并未拍出“期待”的摩尔纹。倒是在拍摄过程中发现回放中,小图观察会出现类似摩尔纹的不规则云纹,一经放大便没有了。

 

  实际使用当中尼康D800E出现摩尔纹的现象其实并不高,反过来想我们在使用一些搭载有过滤摩尔纹作用低通滤镜的数码相机时一样会拍到摩尔纹,也就是说光学低通滤镜并非百分百保险,所以我们使用当中还是要注意技巧,比如改变拍摄距离等方法来解决。

 


实拍样片

 

  下面为编辑使用尼康D800E搭配尼康AF-S 70-200/2.8 G ED VR II拍摄的样片。ISO选择自动,白平衡为自动。(以下样片缩小图,部分进行PS处理,保留EXIF信息,感兴趣的网友可另存小图查看曝光参数)

 

点击进入样张赏析浏览更多样张

 

 

试用总结

 

富士的无序排列方式 已取消低通滤镜

  随着数码单反相机的像素越来越高,相信像D800E这样的产品会越来越多。比如Nikon 1V2、J3、S1都取消低通滤镜,宾得的K-5IIs也不搭载低通滤镜。不过这些都是“裸奔,靠图像处理器解决问题。尼康D800E的无效低通滤镜是为了保证与D800的共通性,本身是靠高像素“免疫”摩尔纹,终究没有彻底解决该问题。目前的各家处理方式中,编辑更倾向于富士的“无周期性阵列法”,该方法不仅降低摩尔纹出现几率,同时富士的“X-Trans CMOS”高ISO表现也非常出色。目前并不清楚富士该技术专利保护到什么程度,如果其他厂商采用※※※设置(或其他设置)像素排列的高无周期性,想来也可以做到类似效果。

 

  D800E可以说是将D800的高像素优势充分发挥出来,它并非终结者而是开启了一个新的时代,未来随着技术不断完善,D800E这种产品将不是作为“特种”产品出现,无低通化伴随着像素增长逐渐普及,数码相机的画质也将提升至新的高度。

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