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相机大百科 从结构告诉你单反是什么意思

  第1页:解决视差等难题 延续八十载历史

  笔者曾做过一个调查,那就是单反相机到底代表了什么,当然这个调查的结果也许大家都想不到,最多数人选择的是“高画质”与“专业感”。不过当笔者问及为什么叫做单反的时候,能够回答上来的人的确非常是寥寥无几。所以今天笔者这一期相机大百科讲述的就是什么是单反相机,单反相机有什么优势和劣势。

  解决视差等难题 延续八十载历史

相机大百科 从结构告诉你单反是什么意思

  单反相机这个名词实际上已经有了相当悠久的历史,第一台单反相机出现于1935年,而且居然是由传说中的苏联人制造的,当然了将单反结构发扬广大的肯定是德系国家以及日系国家。不过单反刚刚出现的时候目的还是很简单的,就是找到一种可以让取景和拍摄位于相同光轴的办法。毕竟使用旁轴取景器(稍后另有文章单独讲述旁轴问题)不仅具备很大的视差,同时也无法直接观察景深效果,这就是单反出现的主要原因。

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全世界第一台量产单反相机Jhagee Exakta

  不过直到1964年,单反相机才真正开始了他的普及道路,主要是因为在这一年人们成功的实现了镜头后测光(也就是我们常说的TTL),这使得单反相机具备十分完善的自动曝光系统,而其他类型的相机仍然要受到干扰,从此之后单反相机开始了自己飞速发展的道路,在短短的20年时间打败了几乎其他所有类型相机,独自占据了相机市场的制高点。至此单反相机成了相机最为主流的一种形式,一直发展到今年。不过单反相机到底指的是什么呢?就请诸位来看下页:

  第2页:同轴观察有好处 对焦景深都掌握

  同轴观察有好处 对焦景深都掌握

  首先我们来解释一下这个名字,单反相机,全名叫做单镜头反光镜相机,英文则写作single lens reflex camera,故名意思这类相机最大的特点就是具备一颗镜头、一片反光镜(主反光镜),一颗镜头很好解释,而一片反光镜指的是在镜头后部安装一块具备一定倾斜角度的镜片,取景时将光线反射到上部的取景器供人眼观看,而拍摄时则抬起反光镜,供后部的感光材料(感光元件)获得光线。

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非常标准的单反结构

  上图就是单反相机的具体结构,我们可以看到相机的光线在取景与成像时走向是不一样的,现在的单反相机一般都采用瞬回式反光板,也就是摁下快门反光镜自动抬起,拍摄完毕后自动落下这一设计,在一些老式的相机里边反光镜需要进行手动复位才能进行下一张照片的取景。

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旁轴取景器的结构 很明显这种结构拥有极为明显的视差

  虽然这种设计看起来非常非常的累赘,但是你会发现你看到的实际上就是相机拍到的(排除掉精度问题),而且这种拍到的是包含镜头实际对焦效果以及景深效果的(需要打开预览),这种设计无论是拍摄远处的景物,还是非常近的微距,都是非常非常的适用。


  第3页:后来加入自动化 速度强势精度弱

  后来加入自动化 速度强势精度弱

  之前笔者也说过,单反相机有一个很大的缺点,那就是非常非常的浪费空间,但是反过来想就是拥有非常充足的空间,这些充足的空间给后来单反相机加入自动化留下了不小的伏笔,我们也可以看到后来的单反相机利用这些空间做足了文章,其中最大的文章就是加入了自动测光以及自动对焦系统。

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老相机拥有的测光顶结构是非常夸张的

  这两套系统自动测光要出现的早很多,至于原理就是利用了相机顶部五棱镜(五面镜或者其他棱镜形式)的空间内藏了感光元件(实际上与数码单反成像的东西有着极高的相似度,但是结构颇为原始)来实现自动测光,而自动对焦则是在反光板下放利用一块小型的副反光板将1/3左右的光线折射到对焦组件(与我们常见的相位测距仪十分相似,但是复杂程度更高)来实现自动对焦。这两样东西的加入让单反相机的自动化程度达到了前所未有的高度,也是奠定单反相机胜局的关键。

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早期自动对焦系统的空间占用是非常恐怖的

  不过如果你了解机械加工,你会发现一个问题,这3套系统(成像、测光、对焦)必须依靠强大的工艺来保证他们对于光轴的绝对垂直和间距,一旦出现不垂直或者间距不对,测光还能凑合,对焦系统可就会导致非常严重的跑焦问题。更何况测光、对焦系统本身精度都不高,甚至远逊于单电相主传感器集成的精度,所以说单反相机的优势只在独立的系统具备很高的反应速度而且不受其他干扰,精度在目前单电相机面前可谓是输得很惨。


  第4页:体积增大很无奈 机械时滞无法控

  体积增大很无奈 机械时滞无法控

  在上一页当中笔者也说了,单反结构实际上是一把双刃剑,他给你留下了充足的空间让你去放置测光系统、对焦系统,也会给你带来问题,那就是无法缩小的身材以及较为沉重的身躯。如果高速对焦是一种必须品,那么这种牺牲实际上是可以接受的,但是反过来如果不是呢?

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单反相机与生俱来的专业气质给他带来了庞大的身躯

  要知道对于普通消费者来说测光速度以及对焦速度实际上并不是那么重要,对焦精度远没有可以自动根据人脸对焦有价值,普通消费者想要的只是能够随身携带,是不是光学取景器都无所谓,只要看到的就是拍到的就OK了,这也是目前单反相机销量不断下滑,单电相机不断上升的根本原因,其实消费者很简单,单反你给的太多了。

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半反系统可以说是数码单反相机未来必然要经历的道路

  而且在进入21世纪之后,单反相机的速度优势已经极致的不能再极致了,每秒12张的抬起落下给测光对焦系统预留的时间不足1/3,已经很难保证效率,但是如果采用全电子化的结构,如此的速度对于清空电荷来说完全不是问题,所以说现在的单反相机已经进入了一个非常严重的瓶颈期,想要在机械结构上进一步突破已经是极难的事情,必须在一定程度上取消机械结构(比如采用固定式半反设计)才能进一步提高连拍速度与对焦效率。


  第5页:数字时代全改变 替代只待集成时

  数字时代全改变 替代只待集成时

  好了,关于单反其实就是这些了,实际上单反就是那么简单,就是额外一块可以动的反光板而已,这块可以动的反光板给我们带来了各种各样的好处以及坏处,总的来说这种结构虽然牺牲了体积与重量,但是的确是目前可靠性与综合性能最高的设计方案。

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佳能1N RS的半透镜结构也许有一天会回到旗舰级单反身上

  目前在专业领域还没有什么其他方案能够挑战单反相机,不过单反相机面前的壁垒也已经非常非常高了,想要继续发展下去受到的限制只会更多,毕竟机械性能的改进非常依赖材料的发展,这两年这方面的材料却没有太大的突破。

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尼康在1系统上使用了目前集成度最高的CMOS 这很可能代表了相机未来的发展方向

  不过目前很多厂商已经开始尝试全集成方案,比如尼康1系统目前已经实现了全速度电子断流快门,超过50%覆盖率的相位差对焦系统以及全像素每秒60帧的高采样率,一旦这套技术成熟,我们就会看到全新的半透镜光学取景器单反乃至于彻底取消光学取景器的无反相机,当然这都是后话了,这个时代仍然是单反的天下。

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