百年兴荣我自知 大话数码单反相机历史

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百年兴荣我自知 大话数码单反相机历史

第1页:源于军用回报社会

读者朋友们跟我一起,回到了35mm单反相机初生的岁月,经历了从腰平到眼平,从螺口到卡口的变革之路,在本文的第二部分《百年兴荣我自知 大话单反相机历史(中)》,则讲述了单反相机是如何走上自动化之路的,今天,本文的最后一部分,我们将进入波澜壮阔的数码时代,自从数码相机出现之后,单反市场经历了重新洗牌的混乱和新秩序的建立,这一过程即时到现在也仍在进行之中,就让我们再次一起踏入单反相机的追梦之旅吧。

和人类其他的实用技术一样,CCD传感器最早也是应用于军事上,1976年开始投入使用的KH-11照相侦察卫星上已经装备了线扫描阵列CCD传感器,用于拍摄地面目标并且可以使用中继卫星即时将图像数据传回地面,数字技术的应用使得这种卫星的响应时间缩短到4-6小时,相比过去使用胶卷拍摄,再用返回舱将胶卷送回地面的照相侦察卫星1-2周的反应速度来说,快了成百上千倍。

KH-11照相侦察卫星,核心结构和哈勃太空望远镜基本一样

和大多数技术一样,军用的尖端技术总会逐渐往民用方向转移,数字成像技术也不例外,但是线扫描CCD用在卫星上可以,用在相机上却是理所当然的死路一条,因此这种技术最终被发展到另一种民用产品扫描仪上,数码相机自然还要想想别的出路。

第2页:数码相机和数码单反相机的出现

众所周知,第一台实用化的数码相机是在1974 年由柯达应用电子研究中心工程师的Steven Sasson赛尚发明的,这个外形丑陋无比,重达8.5磅,需要使用16节AA电池来驱动的丑八怪CCD仅仅只有1万像素,但它却开创了整个数码影像时代。

早期的数码相机性能上比较类似于现在的摄像头,迫于CCD生产成本的居高不下,单反相机数码化困难重重。那时的柯达还处于潮流的风口浪尖之上,不像现在这样暮气沉沉。1991年,柯达在尼康专业机身F3的基础上推出DCS 100。这部机器使用了一块1.3M像素的CCD,等效焦距倍率为1.8。


尼康相机

有个八卦不得不提,财大气粗的尼康铁杆粉丝NASA在F4的基础上做了个F4ESC Electronic Still Camera,并且在1991年将其带上了太空,为人类的探索太空事业做出了杰出的贡献。F4 ESC采用了一块儿物理尺寸为15mm X 15mm,分辨率1024 X 1024的正方形CCD,不过这毕竟是NASA自行改装的产品,算不得量产版。


尼康相机

从1992年的DCS 200开始,AF机身开始被采用。DCS 200基于尼康F801s(N8008s)机身,使用的CCD为1.5M像素。有意思的是这块CCD面积比DCS 100上的那块反而要小一些,等效焦距倍率达到了2.5。

1994年DCS 200被DCS 420所替代,仍然使用同样的CCD,但机身升级为F90X(N90S)。1995年出现的DCS 460是一个大突破。虽然机身仍然是F90X,但是CCD却达到了当时创记录的6M像素,等效焦距倍率也减少到1.28。当然这部机器的价格也是同样的惊人,竟为数万美元。

尼康和柯达还推出了一系列以尼康APS机身Pronea 6i为基础的数码单反相机,可以使用APS系统的配套镜头,使得机身的体积和重量有所降低,价格也相对低廉一些。

其实从这里就可以看出,尼康在和外人合作的时候及其小气,北京话讲就是鸡贼,一直没有给柯达提供专业机身,最高的一部不过是个F90X而已,反观佳能,第一次和柯达合作就提供了当时最好的EOS 1N(1995 DCS1),尼康的这种鸡贼态度先是坑了柯达,然后又坑了富士。在跟富士合作时,早期的S1pro居然只给了个F60的机身,到S2和S3勉强给了个F80机身,但依旧没有协助富士搞定机身供电的问题,这就导致了S2Pro那个及其傻(哔)的供电系统,需要CR123和AA电池同时供电才可以使用,直到S3Pro才算是解决这事。

像一切事物初生时的状态一样,早期数码单反相机发展极为混乱,主流产品是柯达利用尼康和佳能机身所制作的DCS系列数码单反相机,主流的思想还是放在给传统的胶片单反加装CCD传感器来达到数码化的目的,这种首尾兼顾的方式已经被证明是行不通的,很快的,一体化机身的数码单反相机出现了。

第3页:必然的选择:一体化机身设计

我们前面说过,早期的数码单反设计思想大多是让胶片机具备数字成像能力,因此新产品往往是在胶片机身上换个后背而已,和我们现在见到的一体化数码相机不太一样,徕卡前段时间走投无路停产的DMR模组就是这种思想下开发的产品。

1995年,尼康推出了与富士合作生产的新型数码单反相机E2和E2s。和以前的DCS系列的设计思想不同,E2/E2s不再照搬传统的胶片机身,而是采用全新的一体化机身设计。感光元件是富士提供的1.3M像素2/3英寸CCD。E2/E2s最特别之处是尼康新开发的Reduction Optical System(ROS),通过一组光学元件将光线汇聚到面积远远小于35mm胶片的CCD上,从而保持镜头的视角不变。看上去似乎很美,但是付出的代价是镜头的有效光圈严重缩水,成像质量也受到影响(这个很好理解,跟镜头上加个增倍镜会恶化像质缩小光圈是一个道理),而且还有一些镜头不能使用(主要是屁股太长的广角头)。同时机身内部结构的复杂化也导致体积的膨胀,E2/E2s的机身看起来更象中幅机,重量也增加了不少。1996年和1998年,尼康又相继推出了后续机型E2N/E2Ns和E3/E3s,基本设计没有多大变化,只是指标和功能上有一定提高。E系列机型可以认为是尼康为解决小面积感光元件导致的镜头视角变化问题而作出的一次大胆尝试,当然了,不太成功,不过至少证明了此路不通。就在E系列最后一代机型E3/E3N推出之后一年,具有划时代意义的尼康D1横空出世(可怜的富士又自掏腰包给人做了嫁衣)。

美能达也在与尼康的E2/E2S同一年推出RD-175

传说中的相机大厂美能达也在与尼康的E2/E2S同一年推出RD-175,而且在设计思路上也基本相同。RD-175采用的机身是美能达的Dynax 500Si,感光元件是1/2英寸的低分辨率CCD,为了实现1.75M的分辨率,一共使用了3块CCD。由于CCD面积太小,美能达也象尼康一样使用了光学组件汇聚光线,但等效焦距倍率只减少到2而不是象尼康那样达到不变。跟尼康一样,这部机器也不得不牺牲镜头的有效光圈,同时机身的体积和重量也有所增大。

美能达Vectis系列APS单反

之后美能达又推出了一部数码单反机身RD3000,使用美能达Vectis系列APS单反相机的配套镜头。一共有5支APS配套镜头可以使用,覆盖从17mm到240mm(35mm等效焦距为26mm到370mm)的焦距段,甚至还有一支50mm的微距头。美能达仍然坚持使用多块低分辨率CCD实现高分辨率的策略,RD3000使用了两块1.5M像素的CCD来达到2.7M的总像素。

第4页:我要全幅!

我们之前说过,尼康花了很大功夫在E2上面做了个Reduction Optical System(ROS)试图用增加一组透镜的方式来补偿使用小面积CCD的时候视角变化问题,这事吧,其实有个更简单的解决办法,做个尺寸和35mm胶片相同的CCD不就可以了吗?于是,全幅数码单反相机就成为了工程师和用户们都孜孜以求的目标。

最早达到这个目标的是大名鼎鼎的康泰时(CONTAX),2000年,已经归属京瓷(KYOCERA)集团旗下的康泰时发布了N digital,全球首款35mm全画幅数码单反相机。N digital是在N1的基础上开发出来的,搭载了一块儿飞利浦出品的600万像素CCD传感器。这块传感器的特点有两个,一是面积达到了35mm全幅24mm X 36mm尺寸;二是噪音特别大。当然成本也很高这就自不待言了,N digital在2002年上市,价格高达800,000日元(我没写错,你没看错,就是80万日元,折合当时人民币差不多6万块),价格的高昂加上飞利浦传感器的离谱表现令N digital上市之后恶评不断,最终导致康泰时陆续停产了旗下所有产品并最终退出相机市场。

同时期想要做全幅单反相机的傻大胆其实不少,不过下场好像都不太好。现在公司已经灰飞烟灭只剩下品牌音容宛在的宾得算是一个,宾得在对市场风向的嗅觉方面一直不太灵敏,反应液不够快(又该拿M42举例子了),在开发数码单反的动作上也比柯达佳能尼康都要晚,不过动作并不慢,大跃进机型K1D一开始就走的是一步到位的路子,和末代胶片机皇MZ-S同步开发(机身是相同的),直接使用全幅影像传感器,听起来很先进,不过最后还是胎死腹中了,这到底是为什么呢?

K1D的核心是一块儿600万像素全幅CCD传感器,听起来耳熟?是不是哪见过,其实就是N Digital用的那个不靠谱的飞利浦。宾得虽然反应慢,可并不傻,研究了一下发现K1D制造成本高昂而市场预期不好,当机立断的将其雪藏,不予上市,现在看来是十分明智的决定,至少比Contax多活了好几年就是明证。

单反数码相机

另外值得一提的是美能达当年其实也开发过全幅数码单反,但基于同样的考虑并未投入量产,不过依然没有逃脱倒闭转卖的命运,勉强量产的死掉了,不敢量产的也死掉了,这就是命啊。

从此,数码单反相机的开发就走上了35mm全画幅和APS画幅两腿并举的路线,一直到现在。

我有一个梦想,总有一天,数码单反相机不再是专业用户的宠儿,每一个喜欢摄影的朋友都可以轻松的使用它。在自动对焦,TTL测光,自动曝光功能出现之后,单反相机基本做到了易用,但是离"是人都会用"这个目标还有一步之遥,这一步,就是取景。

细心的朋友会注意到,一个从没有接触过单反相机的初学者拿起来,第一个使用上的难点就是如何取景,相对于傻瓜DC方便的LCD取景来说,数码单反小小的取景器显得非常的没有亲和力,Liveview的出现从根本上解决了这个麻烦,从此单反也可以像DC那样使用,喜欢摄影的朋友可以关注影响本身,而不用花费太多的时间去学习相机如何使用,这一点对于女孩子来说尤其重要。

奥林巴斯

奥林巴斯在2006年发布的E-330是第一款搭载了具有实用价值的Liveview取景功能的数码单反相机(此前在富士S3 PRO上出现的LCD取景功能几乎没有实用价值),它采用两块传感器,一块用于成像,另一块用于LCD取景,通过一个特殊的由反射镜组成的光路,E330可以控制光线投射在哪块传感器上以获得相应的功能。

E-330创新的设计使得DSLR首次具有了较为实用的Live View功能,不过E330为了对焦的速度和效率考虑,依旧保持了使用TTL相位检测自动对焦,因此在LCD取景模式下E-330需要降下反光板以使E-330实现自动对焦功能,而当对焦结束后又要抬起反光板以保持LCD取景状态(和E3的Liveview一样)。

Liveview发展到现在,早已经不是当初的吴下阿蒙,目前普遍的做法都是使用一块儿传感器完成取景和拍摄的功能,在Liveview模式下,相机采用反差检测模式自动对焦(通常较慢,且对焦过程较犹豫,基本无法满足追踪对焦的需求),在普通的取景模式下,相机使用TTL相位检测自动对焦,对焦速度较快且反应迅速,可以满足追踪对焦的需求,这两种模式兼有,就可以最大限度的保证相机的易用性和高性能的统一。

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