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低通之变 尼康D800与D800E对比测试

色影无忌
梁爽
梁爽
2013-10-15

  2012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3630万有效像素图像传感器,并搭载了新型EXPEED 3数码图像处理器和约91000像素RGB感应器,它支持高级场景识别系统,在场景识别性能上有较大进步。该款相机还增加了多个新功能,其中包括使用基于FX动画格式或者基于DX动画格式进行动画录制的双区域模式全高清D-movie(数码动画)。

 


低通之变

 

  笔者在出差时,常听到一些摄友问D800E跟D800有什么区别?按照官方说法:针对追求更高清晰度的摄影师,尼康推出了D800E。该机型可拍摄更高清晰度的图像。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。这款机型非常适合对分辨率和清晰度有较高要求的风景摄影或者艺术摄影。除了光学低通滤镜上的改进,其它的所有功能和特性与D800完全相同。

 

 

  简单来说就是两者光学低通滤镜不同,那么光学低通滤镜是什么?为何改变它可以提高清晰度?

 

1.光学低通滤镜

 

  所谓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。这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。摩尔纹的消除最简单的方法就是使数码相机的解像力小于感光对象的空间频率,使其成为“灰阶”化即可,但这是要以牺牲少量锐利度为代价。


2.伪色和摩尔条纹

 

摩尔纹和伪色

  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。如果图像传感器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图像传感器的空间频率。当这个条件满足时,影像中不可能出现与图像传感器相近的条纹,也就不会产生摩尔纹了。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(镜头分辨率远小于图像传感器的空间频率)。


3.D800E与D800低通差别

 

  尼康D800与D800E采用的低通滤镜为多层结构采用了防反射涂层,光学滤镜的双滤光片切换器和抗反射涂层性能,两款机型保持一致。尼康在多层构造低通滤镜的分界面上镀有防反射涂层,该涂层可增大透光率,提高聚光效率。

 

  首先我们要清楚尼康D800E并非完全取消低通滤镜,而是“移除了抗锯齿和摩尔条纹操作”,以尽可能获取最清晰的影像。

 

D800与D800E低通滤镜结构对比

  那么是如何移除的呢?光线通过低通滤镜时,并非将所有的光波平均分成2束,可以认为直线传播的是横向振动的光波,被分离的是纵向振动的光波。分离开的光波振动方向不同。D800的低通滤镜单元将被分为2束的光波通过波片改变相位(实际变为圆偏振光),第2片低通滤镜再将光波分为2束,最初的1束就变为4束。而D800E的低通滤镜单元中,第1片低通滤镜将光波分为2束的步骤与D800相同,然后使用不会改变相位的光学玻璃代替了波片让光线通过。第2片滤镜使用和第1片相同的滤镜,但将其旋转180度安装。这样一来被第1片低通滤镜所分离的光线中,横向振动直线传播的光线仍旧直线传播,而纵向振动被分离的光线会以和通过第1片滤镜是相同的角度朝反方向折射。这样最初分为2束的光波重新汇聚为1束,和没有低通滤镜时相同。

 

  简单来说就是D800低通滤镜1和低通滤镜2均是正向作用,将1束光线1变2,2变4;而D800E低通滤镜1和低通滤镜2是相反的,这使得将1束光线1变2,2变回1,是个还原过程。理论上做到D800E这套低通滤镜是无效的,不过理论归理论,实际当中,编辑认为光线在通过这些镜片的过程中是存在一定损失的,这要看这些镜片的介质本身,所以很难做到还原100%。

 

  有人会问D800E这样做是不是有些多此一举?为什么不完全去掉低通滤镜?据尼康官方解释是为了保持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。说白了D800E仅仅是D800的分支,并非一款全新产品,此后推出的D7100、COOLPIX A就去除光学低通滤镜。至于D800E价格会较高一些(国内两者差价接近4000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。

 


外观介绍

 

D800E与D800 正面对比

D800E与D800背面对比

  我们知道尼康D4是汽车设计师乔治亚罗的设计成果,而尼康D800的是以此造型为基础,在公司内部自行设计的。外型上D800/D800E相比D700更为圆润,运用了很多曲面。相机“双肩”给人有点“溜肩膀”的感觉,并不如以往产品那么硬朗。

 

仅有型号LOGO区别

  三围和重量方面,D800/D800E是146×123×81.5mm机身900g,上代D700为147x123x77mm机身995g,变化比较大在厚度和重量上,体积略有增加,但重量却有所下降。另外手柄处尼康标志性的“红裤衩”,也逐渐拉长拉细,快成“红飘带”。而尼康D800与D800E机身上的差别仅在型号LOGO上。

 


实拍测试


ISO测试

 

 测试平台

  既然D800E采用“无效”低通滤镜,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,扩展感光度向下至ISO 50(Lo 1)、上至ISO 25600(Hi 2)。我们将用D800与D800E搭配尼康 AF-S 50mm f/1.4 G镜头,两款相机设置为RAW(无损压缩)、矩阵测光、自动白平衡、焦距50mm、光圈f8.0。PS自带Adobe Camera RAW8.2beta打开NEF(RAW)文件对比。

 

ISO测试截取位置

左D800 右D800E

ISO 50-100(点击放大) 上ISO50 下ISO100

ISO 200-400(点击放大)

ISO 800-1600(点击放大)

ISO 3200-6400(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,两款相机所拍摄的画面均保持比较干净,在ISO 800时两款相机都出现细微噪点,但需要仔细观察,其实并不明显,上升至ISO1600时两款相机的噪点开始明显,ISO3200噪点已经非常明显,上升到ISO6400画面开始发白(噪点过多),ISO12800-25600时噪点比较严重(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。D800E低通滤镜的“还原”作用,在细节、锐度上D800E比D800好一点点(反差明显一点)。

 


镜头成像测试:

 

  前文我们详细介绍了尼康D800E采用“无效”低通滤镜,可获得更高的分辨率以及更好的锐度。那么实际实际效果如何呢?我们将尼康D800与D800E进行对比,两台相机拍摄时设置为RAW、AWB、ISO 100。PS自带Adobe Camera RAW8.2beta打开RAW文件。


1.室外建筑拍摄

 

  在室内灯光下,我们使用D800和D800E搭配AF-S 85mm f/1.8G拍摄石柱。

 

建筑截取位置


左D800 右D800E

F1.8(点击放大)

F2.8(点击放大)

F4.0(点击放大)

F5.6(点击放大)

F8.0(点击放大)

F11(点击放大)

F16(点击放大)

 

  从图中可以看出D800E的曝光相比D800要欠一点(同等光圈D800E快门更快),这导致D800E的图片色调更“重”一点,这似乎让反差更为明显,整体感觉D800E的细节上更为清晰一些,而在F16时,虽然两台相机都受到衍射影响,画面发虚,总体来看D800E要稍好一点。

 

 

2.室外植物拍摄

 

  在室外自然光下,我们使用D800和D800E搭配AF-S 85mm f/1.8G拍摄松树。

 

松树截取位置


左D800 右D800E

F1.8(点击放大)

F2.8(点击放大)

F4.0(点击放大)

F5.6(点击放大)

F8.0(点击放大)

F11(点击放大)

F16(点击放大)

 

  由于拍摄地点在阴影处,D800E与D800的曝光保持一致(光圈快门均相同),从对比来看,同等曝光下D800E仍是色调更“重”一点,本组测试也证明了D800E的清晰并非由于曝光所致,我们可以看到这组同曝光对比中D800E仍然显得更清晰些,尤其松针的边缘。

 

 

 

3.室外树皮拍摄

 

  在室外自然光下,我们使用D800和D800E搭配AF-S 85mm f/1.8G近距离拍摄树干。

 

树皮截取位置


左D800 右D800E

F1.8(点击放大)

F2.8(点击放大)

F4.0(点击放大)

F5.6(点击放大)

F8.0(点击放大)

F11(点击放大)

F16(点击放大)

 

  树干部分拥有很多纹理,从对比来看与第一组建筑拍摄类似,D800E曝光略欠,两者比较,反差、细节、锐度均是D800E略好一点。

 


4.摩尔纹测试

 

  我们知道相机的光学低通滤镜,移除了低通功能,会让摩尔纹和伪色的发生机率增加。那么这种几率有多高呢?这个很难定量计算,一般来说高像素高密度,使得像素尺寸更小,这样可以减少出现摩尔纹的几率。那么尼康的D800/D800E的像素的像素有多高呢?D800/D800E在DX剪裁模式有约1530万像素 (4800×3200),像素尺寸大约4.88微米,与尼康D7000、理光GR、宾得K-5IIs的4.8微米相近(APS-C画幅 1620万有效像素)。这样看来尼康D800/D800E像素也不是非常高,那么它们抗摩尔纹如何呢?

 

摩尔纹测试截取位置

  下面编辑进行了简单的测试,尼康D800/D800E搭配AF-S 85mm f/1.8G,机身设置为RAW(无损压缩)、矩阵测光、自动白平衡、PS自带Adobe Camera RAW8.2beta打开RAW文件对比。光圈值为F8,对标版上条纹密集的部分进行拍摄。

RAW(左:D800 /右:D800E) 点击放大

JPG(左:D800 /右:D800E)点击放大

  从上面实拍来看,放大至100%后,我们可以看到无论是RAW还是JPG,D800E与D800的表现基本一致,在细密条纹部分,并没有出现明显的伪色和摩尔纹。所以对于消费者来说,不必过分担心这个问题。其实一些具备低通滤镜的相机碰到个别情况也会出现摩尔纹。使用者拍摄时还是应该注意改变拍摄角度和拍摄距离,尽量避免对画面的影响。

 

 

评测总结

 

  多年前柯达推出的一些早期数码单反均没有低通滤镜,徕卡的M8、M8.2、M9、M、S2也都没有低通滤镜。至于在中画幅领域,数码后背并不搭载低通滤镜。这样看来,取消低通滤镜不是什么新鲜事,只不过我们接触较多的日系产品起步较晚。

 

D800与D800E

  日系厂商之所以起步晚,并非没有道理,前文编辑提到像素密度大幅提高,像素尺寸更小,空间频率向更高频方向发展,摩尔纹就不会显著了。高像素从某种角度来看是取消低通滤镜的先决条件。本文中的尼康D800E算是“无低通”潮流中的早期产品,采用了比较复杂的过渡方案——无效低通。对于消费者来说,原理如何并不重要,重要的是D800E相对D800在画质上有多少提升。从前文对比测试来看,D800E确实比D800更锐一点,那么问题就在于两者差价是否值得。目前D800一路降价,售价已跌至1.63万,而D800E价格变动不大仍在2万以上,两者差价进一步扩大。说到底对于有能力处理摩尔纹的专业人士追求终极画质,选择D800E更适合,毕竟买了D800可能还会想着D800E,不如一步到位。而对于大多摄影爱好者来说,编辑觉得选择D800性价比更好。
 

D800(132)
D800E(58)
低通滤镜(26)
尼康(4546)
画质(134)
锐度(16)
高像素(177)
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