细数APS-C之功过:Q&A

全画幅都这么便宜了,APS-C这种“坑货”怎么还在卖?

 

这几年以来,入门级全画幅发展起来了,不少人就产生了疑问,为什么有了大画幅的CMOS,还要留着小的呢?别急,这篇文章会列出大家常见的诸多疑问并详细解答。

 

Q: 为什么要有APS-C呢?

A: 客观的说,APS-C的出现,既有历史原因,也有技术需求。早年数码技术不怎么发达,全画幅生产成本非常高的,尤其是全画幅的CCD,不仅成本高,而且生产出来的还有一半是坏的?

后来有了CMOS,可是即使是CMOS也不能降低多少成本啊。而APS-C得益于面积小,只需一次光刻就可以制造一块(那时候制造全画幅CMOS需要光刻三次),生产成本低,废品率低,因而有很多的优势。当年尼康就坚持使用APS-C的传感器直到D3发布。

现在制造技术提升了很多,制造全画幅CMOS不困难了。可是在单反系统上较小的感应器可以使得反光板、屋脊五棱镜和快门单元等组件变小;既能减少成本,又能有一部分空间提高部分机械性能;比如可以以较小的机身实现超高速连拍等附加功能。毕竟单反需很多机械组件配合才能实现高性能。而微单结构简单,理论说,感光元件做个中画幅都不困难......所以说,使用APS-C传感器还是有好处的。

 

Q: APS-C的画质会不会变差呢?

A: 这个问题应该客观的看。由于感应器面积较小,为了保持一定的像素数,单个像素的面积就可能会变小,这就导致了传感器感光性能的下降,表现出来的就可能是暗光画质差,宽容度不足(这个手机厂们开发布会都说过了,不用解释了吧?)。在高密度的像素电路之下,传感器还会有一些线路干扰,加上收集的光信号有限,这就会导致低感出片不干净,高感和长曝噪点多。

当然这只是相比全画幅有所不足,相较于一般影像设备APS-C的画质还是占很大优势的。另外尽管同时代的APS-C感应器可能不如全画幅,但随着科技发展,新一代APS-C超越全画幅已经是很常见的事情了,比如A6300就是画质非常好的APS-C相机。还有,如果当时APS-C感应器和全画幅像素密度接近的话,那么二者的成像差异就会非常小(差异应当会取决于机器级别,譬如说D800的画质和D7000是很接近的。佳能那边7D Mark II的画质甚至比5Ds还要好一些,因为7D可能会更多的使用高感光度拍摄,因此这方面有所优化。)。

 

Q: 既然是APS-C相机,是不是我选个差不多的镜头就行了?

A: 其实不然。APS-C相机也没有说比全画幅低一档,同样需要好镜头。正如17-40L用在70D上表现很差,在5D上也没好到哪去。这就表明这支镜头的性能不足了。(这个现象很常见。这些镜头像17-40L,2002年发布,已经是14年前的技术了)为了解决这种问题,应当考虑目前更新的APS-C镜头或是全画幅镜头,比如佳能这边新的16-35mm f/4L,15-85mm等。

 

Q: 视角和等效焦距到底是怎么回事?

A: 由于APS-C较全画幅而言感光面积较小,因而镜头所张视角是全画幅的1/1.5或是1/1.6。由于焦距变大同时也有缩小视角的效果,因而可以近似认为焦距延长了1.5或1.6倍。举例来说,在APS-C上使用15mm镜头拍摄,或者在全画幅上使用24mm镜头拍摄,如果二者得到的照片都放大到1m宽的话,照片上你看起来就几乎是一模一样的。不过镜头的物理焦距和光学特性是没有改变的,因为从本质上讲,APS-C相当于一块像素非常高的全画幅感应器的正中央的一小块区域。另外要注意的是物理焦距变长带来的虚化之类的光学效果是APS-C的“等效焦距”所没有的。所以上面那个例子如果换成虚化差异明显的200mm镜头与300mm镜头的话,照片看起来就是画面视角相同,但全画幅相机得到的虚化更好一些。

 

Q: 画面透视是什么鬼?

A: 透视关系是一个几何学上的术语(当然画画的那帮家伙也懂)。大家一般说的透视指的是“线性透视”。它是由物体的几何形状的中心投影的投影中心(焦点)与物体间的距离所共同决定的,因此在一般情况下(就是物体自己不会变形,也不会乱跑的时候),如果相机,也就是投影中心与物体距离没变,那么透视关系就不会变化。也就是说理论上,在同一地点对同一静止物体无论用什么镜头拍照,拍到的照片都应该是相似的(这是几何上的相似)。因此在同一地点,用全画幅+24mm和APS-C+15mm拍出的照片理论上该是全等的。

不过事实并非如此。正像上个问题提到的虚化,因为镜头有它们特有的光学的成像特点,比如畸变,画面压缩感,景深等等。所以镜头之间的画面表现还是有差异的。画面只能保证内容相同,主体一样,整体表现是不是一样就不好说了。不过透视是个纯几何术语,当然可以说是完全相同的。记住,它仅和距离有关

 

Q: 像素密度和画质是什么关系?

A: 在像素数量差不多的全画幅和APS-C间,很明显全画幅得益于较大的单像素面积和较少的线路干扰,使得高感画质很高,极限高感扩展量较大。APS-C受制于像素面积小的问题,单个像素接受的光子较少,加之密集的电路暗噪音,难以将高感效果提升。因为这些原因属于一般的客观物理规律,但是技术上也有改进的空间。

在像素密度上,它和高感是相对关系,并不是绝对关系,比如说1Ds是1110万像素的全画幅机器,大家都不会觉得它的高感会比1DX好。这里还是要考虑电路设计工艺,制造工艺和图像处理芯片所能带来的提升。随着技术的进步,APS-C也能获得更好的高感表现(比如D500)。

 

Q: 小传感器的宽容度也小吗?

A: 由像素面积大小的关系,单个像素所能接受并容纳的光电子也不尽相同。现在的图像感应器本质上都是依靠其中的光电二极管把光子转化为电子的光电效应工作的。这些光子转化的电子叫“光电子”,存储在二极管中。当今硅工艺上单像素光电二极管层厚度基本都一致,很明显像素面积越大,这个“光电子”的容器也越大,既能装少量的光电子,也能容纳大量的光电子而不溢出。这个最大容量有术语叫“满井容量”。对于像素数差不多的CMOS来说,大的那个传感器的满井容量理论上会大一些,宽容度也会好一些。但是这个问题可以用技术手段来弥补,因此不一定会有差距。

 

Q: APS-C能赚焦距吗?

A: 某种程度上说,可以。在一些场景下需要更长的焦距,若焦距不足,往往需要裁切照片或是加装增倍镜。裁切图片会损失像素数,尤其是全画幅高速连拍机像素就会不足。加装增倍镜会损失光圈,影像画质。这时可以选择像D500或7D来代替全画幅机器,既可以以高像素“裁切”图片;又不会损失镜头素质,保持最大光圈不变以便于自动对焦和高速连拍,能一定程度上扩展远摄范围。另外,由于APS-C只截取中间一部分影像,正好是镜头光学素质最高的部分,因此受边缘暗角和畸变影响会变小。这样能使得一些高素质镜头视角变小,利于远摄,因此有“截幅赚长焦”的说法。先前EOS-1D系列“专业截幅”在1.3x裁切比上曾占很大优势,不过APS-H在感光性能上有着和APS-C一样的少许劣势,现在用全画幅的1DX系列取代了它们。

 

Q: 为什么我使用低感光度还是有噪点呢?

A: 不少人抱怨APS-C低感下仍有画质问题,有微量噪点。这主要来自于高密度的线路带来的线路干扰和杂讯,以及传输过程中的电路损耗。在后期处理中有时无法有效过滤的暗电流残留。而且由于APS-C传感器较小,还会带来少量的热量堆积问题。在全画幅上由于较宽的线路空间,有时可以一定程度上避免这些问题。因为这类噪声来源也会在长时间曝光上出现,且会更明显,所以建议使用较大画幅的相机完成对画质要求高的拍摄。

 

说了这么多,希望大家能对APS-C有个正确的认识,同时,更小或者更大尺寸的传感器也有着一样的道理。不过有人可能会关心中画幅的高感会不会更好,事实不是这样的。此前中画幅相机并不重视高感光度的画质,也是因为采用CCD传感器,所以高感光度画质很差。现在很多新的中画幅相机采用CMOS传感器和新的设计,画质才有了很大进步,比如PhaseONE的iQ250就使用了索尼制造的5000万像素CMOS传感器,高感光度最大可以到ISO 204800。

最后回答开篇那个问题,全画幅都这么便宜了,APS-C这种“坑货”怎么还在卖?

因为...一是APS-C还可以更便宜...二是还有人需要D500和7D这样的相机,把它们做成全画幅不就是D5和1DX了吗?

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