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4/3系统优势浅淡
作者: 来源: 时间:2005-4-14
    详细地向您解释4/3系统和35mm系统到底有何不同,对我们有何意义。

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——专为单反数码相机设计
整理:Victor


  目前各厂商开发的单反数码相机(以下简称DSLR)都无一例外地由35mm胶片相机演变而来,不知不觉中我们似乎已经逐步接受这一“真理”,难道就没有更适合单反数码相机的标准?柯达与奥林巴斯合作,通过对“画质、尺寸大小和系统扩展性的平衡”的详细研究,最终得出最佳平衡点并将其标准化,开发出“最适合DSLR的全新架构”——这就是4/3系统!

图1

图2

4/3系统与35mm系统的区别

  “4/3系统”,因采用了4/3型图像传感器(不仅限于CCD,CMOS、X3亦可加入该阵营)而得名,最大的特点就是能够充分发挥镜头和传感器的性能。

  难道非常成熟的35mm系统结构反而“束缚”了相机的性能?信不信由你,事实就是如此!大多数为35mm胶片相机所设计的镜头,由于成像圈较大,入射光线无法垂直照射到感光元件(胶片或图像传感器)上,这在35mm胶片相机上并不是什么大的问题,因为无论从何种角度入射的光线,胶片都一样感光。而数码相机所使用的图像传感器则有着完全不同的结构,传感器上的每个“感光点”都是以矩阵形式排列(SuperCCD除外),每个像素的有效感光部分都是被放在一个凹槽的底部,而上方则覆盖着RGB三色滤镜。

图3

  正是由于这个凹槽的存在,以一定角度斜射到图像传感器上的光线,会被凹槽的边缘遮挡,就不能很好地将光线照射到有效的感光部分上,造成的结果就是亮度不足,色彩还原效果不佳。越到镜头边缘,光线的入射角度就越大,凹槽遮挡的光线也就越多,这也就是产生边缘成像劣化的原因。

图4

  所以,数码相机专用镜头的设计必须使图像传感器的边缘和中央一样感光。如果要使用和35mm胶片同样大小的图像传感器,并且使光线能够垂直照射到传感器上的话,那么镜头的口径势必做得非常巨大,镜头卡口的尺寸也要相应加大,这种方案几乎没有实用价值。因此,要解决这一问题就必须在感光元件尺寸上略作妥协。

图5

  4/3型图像传感器是为解决这一难题而设计的单反数码相机专用传感器!它实际的感光面积为18x13.5mm,大约是2/3型图像传感器实际感光面积(8.8x6.6mm)的4倍,但是和目前中低档DSLR所普遍采用的APS尺寸图像传感器的感光面积(23.7x15.6mm)相比,还是显得小了一些。

图9

  根据以往的经验,相同像素下,感光面积越大,噪点水平就越低。而4/3型图像传感器,正好在像素、噪点以及感光面积三方面达到了一个较为合理的平衡——在目前500-800万的像素水平下,ISO800的影像具有“实用价值”,即噪点水平在可接受的范围内。

图12

  我们再来看看目前已经上市的两款基于4/3系统的DSLR的参数,E-1的最高感光度为ISO800(可扩展到ISO1600),而E-300的最高感光度为ISO400(可扩展到ISO800及ISO1600)。很明显,就目前图像传感器(主要指CCD传感器)的技术水平,4/3型CCD所能达到的感光度上限大约为ISO800。而随着图像传感器制造技术的不断升级,相信这一上限制很快会被突破。

  “4/3系统标准”中,镜头卡口直径约为成像圈直径的2倍,这一比例大大超过了35mm系统,不仅保证了光线可以垂直照射到感光元件上,使图像周边也非常清晰明锐,而且大大提高了镜头设计的自由度,使超广角镜头,超大光圈镜头的设计成为可能。

  说到镜头设计,4/3系统使用专门重新设计的镜头,其主要的设计要点,就是使光线垂直照射到感光元件上,如目前已经推出的奥林巴斯ZUIKO数码“焦阑”镜头就是其中一种。

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