快科技资讯 05月06日 14:41
相机的内置ND镜是怎么回事
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本文分析了松下即将发布的视频相机内置电子ND的可能性。文章指出,当前供应链条件下,选择电子ND可能需要牺牲机械快门,这对于微单相机来说是得不偿失的。文章详细介绍了ND镜的种类、实现可变ND的三种形式(偏振镜、机械结构、电子ND)以及机身内置ND镜的局限性。最后,文章认为,考虑到松下微单相机需要保留拍照功能,内置电子ND的可能性不大,但未来在BOX型相机或其他视频特化设备上加入电子ND是一个好设计。

💡ND镜,即减光镜,用于减少进入传感器的光线,延长曝光时间,常用于风光摄影和视频拍摄,以实现合适的运动模糊效果,尤其是在大光圈下控制快门速度。

⚙️实现可变ND有三种主要方式:使用偏振镜(成本低,但可能出现偏色和十字纹)、机械结构(画质影响小,但成本高且占用空间大)、以及电子ND(体积小,可无级和自动控制)。

📷机身内置ND镜会挤占焦平面快门的空间,因此目前内置ND镜的相机多为不提供拍照功能或弱化拍照功能的摄像机。虽然索尼CineAlta B解决了内置ND镜与传感器位移防抖的共存问题,但成本较高。

patents松下拥有内置可变ND的专利,但考虑到当前供应链提供的传感器限制,为了内置ND而牺牲拍照体验并不划算。未来,在BOX型相机等视频特化设备上加入电子ND可能是一个更优选择。

看到一些传闻说“松下即将发布的视频相机”会内置“电子ND”,我觉得可能性不大。

因为在当前供应链可选传感器下,选择“电子ND”就要舍弃机械快门,而这是得不偿失的。

什么是ND镜?

ND镜即减光镜,可以减少到达传感器的光线、延长曝光时间,在风光摄影中用于水流、瀑布等场景。

而在拍摄视频时,ND镜可以让我们在使用大光圈时也有较低的快门速度,从而得到恰当的运动模糊 —— 合适的运动模糊需要使用180°快门,即快门速度是“二倍帧率的倒数”。比如50fps的视频,合适的快门速度就是1/100秒。

(这方面包括影视飓风在内的众多视频博主都有科普,感兴趣的可以搜索下)ND镜有哪几种?

根据减光等级,ND镜可以分成普通ND镜(固定减光数值)和可变ND镜(在一定范围内可调节)两种。而根据放置位置,ND镜又有加装在镜头前方、镜头内部(富士X100等高级便携相机)、镜头后部、镜头与相机之间(转接环)、传感器前方等几种。


▲ 加装在镜头前方的ND镜组

对于可换镜头摄像机来说,位于转接环和传感器前方的ND镜,不仅适用于几乎所有镜头,包括超大口径及前组突出的型号,避免重复购买增加设备成本。还能在拍摄时快速切换,大大提高了工作效率。


▲ 内置可变ND的佳能EF-EOS R转接环

如何实现可变ND

实现可变ND大概有3种形式:- 使用两片偏振镜,利用偏振方向的夹角过滤光线。

优点是成本低、可以实现无级调节,缺点是减光等级不能太大,否则会有明显偏色和“十字纹”等负面效果。


▲ 常见的可变ND镜

- 使用类似轮盘或升降黑板的机械结构,切换多片ND镜,是常见的摄像机内置ND方案。优点是对画质影响较小,缺点是成本高、需要较大空间。


▲ 佳能EOS C70上的ND控制组件

- 电子ND则基于液晶技术与电子控制。不仅体积更小,还能实现无级控制和自动控制。在锁定快门速度(根据帧速率选择)、不想改变景深(光圈)、信噪比(感光度/增益)的情况下,扩展出又一个控制曝光的维度。


▲ 索尼CineAlta B等产品内置的电子ND

索尼是最先在旗下摄像机产品中加入电子ND的厂商。近年来,国造、Z-CAM等国产厂商也陆续推出了基于电子ND的转接环。

机身内置ND的局限性无论以哪种方式实现可变ND,机身内置ND镜都会挤占焦平面快门的空间,所以目前内置ND镜的均为不提供拍照功能或弱化拍照功能的摄像机。

此前也有观点认为内置ND镜无法与传感器位移防抖共存,但索尼CineAlta B的出现打消了这种疑虑(加钱可破)。


▲ 索尼CineAlta B既有电子ND也有5轴防抖。

传闻中的“松下视频新机”属于LUMIX S系列微单,既然是微单,肯定还是要保留拍照功能。不是我对松下的设计能力没信心(松下有内置可变ND的专利),只是目前供应链所能提供的传感器,并没有电子快门完全可用的产品(IMX610/IMX609并不是公开销售产品)。

如果为了内置ND而牺牲拍照体验,我觉得是得不偿失的。


▲ 松下在2023年申请的内置可变ND专利。

当然,官方出一个内置电子ND的转接环,那倒是不影响拍照体验,只是我觉得概率不大(毕竟松下没有全画幅单反镜头)。

但在未来的BOX型相机(类似BS1H)或其他视频特化设备上加入电子ND,肯定是一个好设计。


▲ 松下BOX型相机BS1H。

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