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抖一抖,抖出新天地

不知道大家注意到了沒有, 近一個月來發佈的兩款機身, 索尼的A7RIII和松下的LUMIX G9都新加入了基於CMOS位移的多張合成模式。 至此, 支援“抖一抖”的廠家又多了兩個。

那麼為什麼大家都熱衷於抖一抖?這樣做究竟有什麼好處?以及不同廠家抖起來都有什麼不同呢?今天我們就來看一看個中緣由。

想要瞭解CMOS抖動的意義, 就必須從感光元件的成像原理來說。

大家都知道, 除了富士X-Trans和適馬的Foveon X3以外, 絕大多數的影像感測器都採用了拜爾陣列(Bayer filter)。

由於光電二極體只對光強敏感, 對顏色不敏感, 所以數碼攝影的祖師爺, 柯達的工程師布萊斯·拜爾發明了拜爾陣列。 它的原理是通過將RGB濾鏡有序的排列起來, 形成一個陣列來製作彩色圖像。 由於人眼對綠色最為敏感, 所以拜爾陣列中有50%的感光元件為綠色, 另外還有25%的藍色和25%的紅色。 也就是說, 一台2000萬圖元的相機, CMOS上會有1000萬個綠色感光元件,

500萬個藍色感光元件和500萬個紅色感光元件。

然而我們拍好的照片當中, 每個圖元點必然不會只顯示紅、綠、藍當中的一種, 那麼一張照片豐富的色彩究竟是怎麼來的呢?答案是全靠演算法。

我們都知道, 紅、綠、藍為三原光, 如果知道每個圖元所感受到三原光的強度, 那麼就可還原出一張彩色照片。 不過拜爾陣列當中, 每個圖元所能確定的只有一種顏色光線的強度, 其他顏色的光線, 需要靠去馬賽克演算法來補充。

以下圖為例, G測試點的綠色光波長是可知的, 對於不可知的紅光和藍光, 則可以通過上下兩個圖元平均得到。 同理, 紅色圖元和藍色圖元的其他光強度也可通過隔壁圖元的平均來得到。

通過這個方法, 就可以得到全部圖元的全部色彩資訊。 但這種方法並不完美, 最明顯的問題, 是容易出現摩爾紋和偽色, 這也是拜爾陣列自身的不足。 為了解決這個問題, 有的廠家開發出了不一樣的圖元排列模式, 比如富士的EXR以及X-Trans, 但是對於大部分仍在使用拜爾陣列的廠家來說,

如何就現有的結構進行改造才是最主要的。

除了精進演算法以外, CMOS位移也是工程師們想出來的妙招之一。 哈蘇應該是最早實現這一技術的廠家, 期初是為了降低照片的摩爾紋以及偽色, 但是在後續過程中發現這個模式對提高照片解析度也有著奇效。 後續也吸引了奧巴、賓得以及索尼和松下的加入。

至於現在市面上CMOS抖動合成的方式, 則大體可以分為兩種, 第一種是索尼和賓得為代表, 以一圖元為單位位移四次連拍四張的模式;哈蘇、奧巴和松下則是更為複雜的方式, 先以第一種方式連拍四張, 而後位移半個圖元再次連拍。

下面具體解釋一下, 賓得和索尼的方法如下圖所示, 在抖動完成後,

每個圖元都能感受到RGGB的光線, 可以不依靠演算法猜色而直接合成出彩色的照片。

而這樣做的好處很明顯, 就是極大程度上的減小了偽色和摩爾紋的影響, 並且連拍合成後的照片對於噪點的控制也更好。 A7RIII的官方演示視頻中, 我們也可以明顯看出CMOS抖動對畫質的提升。

而對於以E-M5 ii為代表的第二種機器,在CMOS抖動拍攝的過程中,除了以第一種方式抖動以外,還多了四次(哈蘇為兩次)半圖元的移動。

而這麼做的好處就是,除了能達到去摩爾紋和偽色的目的以外,還能提高照片的解析度。在半圖元的抖動過程中,實際上是在之前每個圖元中間,又插了一個圖元,這使得照片的物理解析度得到了提升。

E-M5 ii的樣張也能足夠說明問題,左側的樣張畫面細節和解析度明顯要好於右側。

E-M5 ii高解析模式樣片,來自DPReview

E-M5 ii的高解析模式輸出的並不是6400萬圖元(1600萬*4)的圖像,最終的圖像大小為4000萬圖元,可以看出奧巴在機內也進行了優化,圖片相當於超採樣之後進行了壓縮。

對於奧巴或者松下這樣的小底相機來說,通過這種方式來增加解析度以及提高畫質,的確是一種不錯的方法。不過對於現在市面上所有的支持抖動CMOS提升畫質的相機來說,只能通過三腳架來實現這一功能無疑是最大的限制。

不知道這篇文章是否能夠幫助你理解CMOS抖動的原理,其實對於普通人來說,三腳架的使用率並不大,但如果你時常拍攝風光或者靜物,那麼這個功能可能真的值得你考慮考慮。

(圖片來自網路)

*本篇內容來自“影像新勢力”原創,如轉發請注明出處。

而對於以E-M5 ii為代表的第二種機器,在CMOS抖動拍攝的過程中,除了以第一種方式抖動以外,還多了四次(哈蘇為兩次)半圖元的移動。

而這麼做的好處就是,除了能達到去摩爾紋和偽色的目的以外,還能提高照片的解析度。在半圖元的抖動過程中,實際上是在之前每個圖元中間,又插了一個圖元,這使得照片的物理解析度得到了提升。

E-M5 ii的樣張也能足夠說明問題,左側的樣張畫面細節和解析度明顯要好於右側。

E-M5 ii高解析模式樣片,來自DPReview

E-M5 ii的高解析模式輸出的並不是6400萬圖元(1600萬*4)的圖像,最終的圖像大小為4000萬圖元,可以看出奧巴在機內也進行了優化,圖片相當於超採樣之後進行了壓縮。

對於奧巴或者松下這樣的小底相機來說,通過這種方式來增加解析度以及提高畫質,的確是一種不錯的方法。不過對於現在市面上所有的支持抖動CMOS提升畫質的相機來說,只能通過三腳架來實現這一功能無疑是最大的限制。

不知道這篇文章是否能夠幫助你理解CMOS抖動的原理,其實對於普通人來說,三腳架的使用率並不大,但如果你時常拍攝風光或者靜物,那麼這個功能可能真的值得你考慮考慮。

(圖片來自網路)

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