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“无忌器材说”第4期精彩回顾|X3会成为未来的主流技术吗?

色影无忌
梁爽
梁爽
2023-08-22

“无忌器材说”第四期的主题是:Foveon X3多层传感器的未来在哪里?不少泡菜非常深入的对X3技术特性以及未来发展提出了自己的看法,有很多留言是很有想法和看点的。能够感受到泡菜们对X3传感器有着说不完的情结和故事,下面请看一些精彩的留言。

X3会成为未来的主流技术吗?

相对马赛克传感器的快速发展,Foveon X3传感器的优缺点都非常明显。广大网友针对这种传感器的特性,提出了自己的看法和建议。各方最大的共识在于Foveon X3应专注于静态摄影,最大限度凸显色彩和画质上的优势。针对这种传感器的劣势,有网友认为与手机厂商合作研发X3手机,利用手机厂商强大算力弥补不足。当然还有网友从原理上探讨Foveon X3的优劣,并给出自己的改良意见。

本期回顾我们精选了一些比较有代表性的观点给大家分享,作为关注Foveon X3的网友,也许会有所共鸣:

泡菜:benjarmin

适马的X3传感器的未来我有几点建议:

1、未来的X3传感器要和拜耳阵列传感器错位竞争,专注静态摄影。按现在的发展来看,拜耳阵列传感器未来肯定主要服务于视频拍摄,而X3传感器在未来须做到极致的静态图像拍摄体验,最大限度地发挥X3传感器的色彩和画质优势。当然,未来如果能找到快速处理X3传感器庞大数据的办法,从而在视频上发力,也是不错的。

2、未来的X3传感器建议先做全画幅,再做手机端。半画幅的静态摄影已没什么意义,也没有多少市场,何况X3都做了这么多年半画幅了,已经出了这么多半画幅相机了。另外马徕松有这么多的L卡口的镜头,先做全画幅,有镜头群优势。

另外做手机端的X3传感器,也是个不错的选择。现在安卓手机的芯片有比较强大的算力,再在手机和电脑上做个针对X3调色的通用APP,应该可以更好地平衡X3传感器生成的那庞大的数据。可以和国内厂家合作,做个主打拍照的拥有强大影像的手机,毕竟现在大多数人拍照都用手机。

3、未来X3传感器的相机一定要有较好的拍摄体验。一是,对焦要靠谱;二是,连拍不能太弱;三是,续航一块电池至少不低于600张吧;四是,机身做工不要太差;五是,ISO要在800都可用,还有ISO50必须保留啊;六是,机身当然能做小尽量做小。

泡菜:wolflei

X3是一个很有情怀的产物,设计一种能得到“真实的色彩和分辨率”的成像装置,虽然受硬件技术和软件技术双重制约,这一目的并没有完美实现。Mead教授领导的Foveon团队最初尝试的其实不是后来的X3,而是用棱镜把光线分散成红绿蓝三大部分,用三块黑白图像传感器接收信号,这种技术能得到理论上最完美的成像,但是巨大的机体和高昂的成本,几乎不可能商业应用,这才决定采用首席工程师Merrill的方案,也就是三层感光技术X3。即使这样,产品化也有许多挑战。把理论变成实际产品是非常不容易的事情,需要天量的研发投入,并形成良性循环。

玩摄影的人本来就是小众,索尼凭借几乎垄断地位的手机传感器生产,获得源源不断的财力支持把马赛克传感器技术不断推进。而买下X3技术的适马只是大家知道的镜头副厂之一,几乎也是靠情怀,用卖镜头的钱养着相机的研发和生产,感谢适马的坚持,他们还真制造出了一些凑合能用的东西。

传统X3的优势是单次成像的极高画质,缺点是操控感受差、对焦技术落后、存储时间慢如蜗牛。这点大家其实都感受颇深,尤其是当你适应了A9、A1或者Z9这些应用堆栈式传感器相机的闪电般对焦、连拍以及极高的合焦率,再摸回适马的相机,就像刚坐着武装直升机咔咔咔机关枪扫射一轮,又回到战壕拿着老式拉栓式※※拉一把射一发一样憋屈。另外高感和后期色彩的调制也是个挑战。但是X3的成像有种特别的质感,微分辨力的表现非常非常好,在马赛克相机上表现一般的狗头换到X3机身上都感觉变成了牛头。我曾经比较过老X3,Merrill系列、Quattro系列、马赛克相机以及中画幅胶片相机。当目标纹理界限不明显时,马赛克机身会得到较糊的成像,但X3的表现仍旧很好,例如水面的波纹,远方的树叶,动物的毛发,纯色鸟儿羽毛的纹理,有层次感的云。所以X3特别适合于远景及动植物等生态题材的刻画。

当前X3技术的问题仍然很多,传递到下两层的信号会衰减很多,带来的噪声让高感很难提升。后期还原色彩的计算十分复杂,因为它并不是蓝绿红那样简单。但是半导体技术始终是在发展的,十年不够,五十年呢?即使全幅X3最终胎死腹中,这个未来技术已经在当代惊鸿一现,让大家感受到了它的魅力。X3会成为未来的主流技术,这是理论基础决定的。虽然不一定是适马的X3。马赛克传感器当前虽然繁花似锦,但已经逼近技术延展的极限,抖像素拍静物可以,拍生态局限很大。而X3也能增加像素,也能抖出更高像素。而高速处理器,大容量存储,堆栈式结构,超强防抖技术,AI分析这些技术能用在马赛克上,当然也能让X3如虎添翼。X3天然具有画质优势,当解决了操控问题后,有什么理由不选择它?X3将来唯一的敌人是AI技术,AI也可以说是摄影师的敌人。这会回到几个问题,追求真实还是追求美?还是既真实又美?什么程度的后期算作是合理的?抛开真实很容易,AI已经可以把低像素变成高像素,可以把马赛克图片处理出X3的感觉,可以创造出任何光影,计算出细腻的纹理,只要给出关键词,甚至能无中生有造出惊世骇俗的细节。这个细节是不是属于现实世界的那个她?无关紧要,图片好看就行。再像拍生态,谁在乎这只鹰头上这片对焦完美的羽毛其实是挪自肩膀?谁会去核对那天我拍的那朵荷花是不是这样的纹理?如果不在乎真实,想要什么图片跟电脑说一声就行了,还玩个P的摄影啊。如果还有一部分人在意,想记录下这个星球曾经的某一瞬间,作为最好的选择之一,X3就在那儿。

总结几点就是:

1. 画质仍是X3的第一优点。在当前技术很难突破的情况下,扩大单个像素面积来保证画质,同时增加画幅来保证足够像素是现实的选择。

2. 改善对焦速度,采用高速处理器,增加电池容量,应用防抖技术,增加AI辅助功能等现有技术,可以锦上添花。

3. 坚持是情怀,放弃可以理解。毕竟AI加持的马赛克相机已经能满足大部分人的需求。

4. 随着技术的进步,未来X3必定是追求真实成像传感器的主流选择。

泡菜:橄榄巡梅

适马开发Foveon X3传感器已经多年,一直没有最后完成,有些技术层面的难题一直没有完全解决。记得适马说过他们遇到的瓶颈,最主要的是感光元件接收光子时,光子穿过上层感光元件时会损耗,导致下层感光元件接收到的光子减少,这样底层感光元件接收到的光子就会不足,特别是弱光条件下问题表现会更明显。另外某些场景下拍摄还会出现色彩溢出现象,比如绿色溢出,看到过有人展示照片。

所以我就有一种想法,既然三层感光元件叠加导致穿透光子减少的问题难以解决,感光元件的透光性改善似乎也不容易,那么是不是可以换一种思路来做?不知道技术上能不能实现:

那就是不必让光线一层层穿过感光元件来接收光子,而是在三层感光元件之上增设一块感光板,由这块感光板来接收全部光子,然后把感光板接收来的光子以与感光板接收到的光子同等的强度分三份,分别传输到那三层感光元件上,就像光纤传送光线的原理一样,这样每层感光元件接收到的光子就是相同的,然后这三层感光元件分别接收不同色彩频率的光子就可以了。

当然每层感光元件的上面还得有一层导光装置,不知道有没有这种技术。想想看,如果这种设想能够实现的话,作为相机传感器来使用,三层感光元件和感光板都不一定非得整合成一个整体的结构,完全可以各各分开集成组装使用。比如三层感光元件可以叠在一起也可以各各分开直接嵌在后面的主板上,前面只需要一块感光板对着镜头就行了,自动对焦点就直接预埋在感光板上,而感光板可以安装在防抖组件上。如上,是不是所有先前的瓶颈与难题都解决了?如果我的设想本身不是妄想的话。

泡菜:顽叔 (来自公众号留言)

原来我以为x3传感器具有马赛克不具备的优点,是传感器的未来方向。后来仔细研究了X3的原理发现它没有任何优越性!

1、X3 的RGB在同一个位置,马赛克不在同一个位置,需要“猜色”。试想一下现在CMOS感光器像素那么多,过去一个像素的位置现在有4个、9个、16个像素,不就等于RGB在同一个位置吗?

2、X3三层分别感受RGB三色,色彩更真实。这个说法骗了我很久,我终于明白这是完全不可能的!X3是靠不同深度的硅片对不同波长的吸收区分RGB的。但白光是连续光谱,而不是只有红绿蓝三色!所以即使在同一种“原色”中,不同波长吸收也是不同的,所以无法模拟人眼的视见函数!它的色还原不可能与人眼相同或者相似。

3、X3三层半导体分别感受RGB三色,而马赛克需要“猜色”。这观点骗了我很久,最后还是让我给想明白了!X3不可能用每一层感受三原色中的每一个!最上层不可能只感受蓝光,而是红绿蓝都感受。第二层也不可能只感受绿光,而是蓝光少一些、红绿光多一些。第三层也不是只感受红光,而是蓝光更少、红光更多而已!最终的RGB分量,还是需要计算的,也就是网友俗称的“猜色”。

最后的结论是,X3实际上没有任何优越性,各大厂一直对它不感兴趣,有其必然的原因!

泡菜:寒山石径 (来自公众号留言)

考虑到现有的镜头体系,不宜中画幅以上。根据价格来说,不如搞一台全幅及半幅可换X 3后背及马赛克后背的相机。当然感光元件及其他性能都要改善提高才行,否则别急着出品。

  从泡菜们的发言可以看到,Foveon X3在原理上网友们看法并不一致,有认为是未来发展的主流方向,也有认为没有优越性的。相机形态上,有提出借助手机强大算力开发手机X3传感器,也有支持开发全幅数码后背,可以更好利用镜头资源。我们可以看到网友们从不同维度不同角度给出了自己的看法,X3这种形态传感器未来是否可以取代马赛克成为主流,我们只能拭目以待。

  本期话题讨论仍在继续,欢迎登陆论坛参与活动,我们也将持续推出一系列回顾文章,也许您的精彩留言就在其中!

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