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不看广告看疗效 索尼A9与A7II画质对比

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色影无忌

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作者 | 梁爽

自收购东芝图像传感器业务后,索尼已经成为该领域的绝对领导者。明眼人不难看出CMOS传感器是一款数码相机升级换代的关键,对于无反相机更是重中之重。无反结构中图像传感器已经不是仅仅用于成像,还涉及到取景测光对焦视频等重要性能。

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新技术、新结构CMOS传感器量产上,索尼也是走在业界前列。黑卡RX100系列就是个典型例子,从Exmor→Exmor R(背照式)→Exmor RS(堆栈式)不断进化。其实,新技术、新结构先在小尺寸传感器上应用是很正常的,毕竟小尺寸传感器的感光面积更小,对性能改善更急迫。

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现如今索尼要在全画幅上发力,将黑卡RX100系列传感器进化的套路放在全画幅机器上,以往索尼全画幅相机均为Exmor传感器(前照式),索尼A7RII开始搭载Exmor R CMOS(背照式),最新发布的A9则首次搭载Exmor RS CMOS(堆栈式)。

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全画幅传感器进化,最直观的提升就是“速度”,作为速度旗舰A9的Exmor RS CMOS处理速度相比A7II的CMOS提升约20倍,高速CMOS配合新图像处理器、前端LSI实现了20张/秒连拍、60次/秒AF/AE计算检测、取景器无黑屏、多达693点PDAF信息读取、高速电子快门等特性。

A9的Exmor RS CMOS之所以能够实现高速与新结构有关,这里要谈谈Exmor(前照式)、Exmor R(背照式)、Exmor RS(堆栈式)三者的差异。

传统前照式CMOS,从上到下的层分布分别是微透镜、色彩滤镜、金属布线层(早期为铝材质、新型为铜材质)、光电二极管基板的受光面,这种结构的问题是金属布线层会形成“像素井”。因为斜射的光线难以照射到井底,井越深,井底的光线就越少,最终导致位于井底的受光面受光效率不高。

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为了解决上述问题出现了背照式(Backside illumination,缩写为BSI)。它是将金属布线层放到了受光的光电二极管基板下面,这样一来像素井变浅了,传感器可以接受更大角度的入射光,受光效率明显提高(提高开口率)。

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然而受光的基板并非全部是受光区,还有部分面积是电路板。所谓堆栈式(Stacked), 就是把全部电路层放到了受光层下方,受光区更大,进光量更多,形成堆叠的结构。可以说,堆栈式CMOS本质上也是背照式CMOS,只不过是一种改良版,可 以视为“背照式+”。堆栈式CMOS由于全部电路层都放下面,且堆栈各层均能分别制造,这样整合DRAM存储的数字电路就可以堆叠在传感器背面,大大提升 的传感器的速度。

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堆栈式传感器可整合DRAM存储的数字电路堆叠在传感器背面

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A9图像传感器背面的电路

从前照式到背照式,再到堆栈式,对画质提升的改进主要是让光电二极管的受光面尽可能多吸收光线。其实,这与像素密度有关,像素密度越高,结构改进的效果就越明显。小尺寸传感器率先应用自然是可以理解的,像全画幅这类大型传感器,像素过分飙升才会显现出明显作用。

有读者会说,这一大堆都是理论,对于用户来说最关心的不是“广告”而是“疗效”,索尼A9既然搭载了最新的堆栈式CMOS。那么,它的画质能有多大提升?

为此,我们找来搭载同像素前照式CMOS的A7II作为参考对比。由于两者像素相当且均搭配了低通滤镜,清晰度上就不进行测试,仅进行各级ISO画质对比和宽容度还原测试。

ISO画质测试

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测试条件:索尼A9和A7II均搭载FE 85mm F1.8,设置为RAW+JPG、多重测光、自定义白平衡、焦距85mm、光圈f/8.0。PS自带Adobe Camera RAW 9.10.1(减少杂色设0)打开比较:

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ISO测试截取位置

左:A7II 右:A9

注:为了方便阅读,以下省略了ISO 100、200、400、800的对比图。

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ISO 1600

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ISO 3200

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ISO 6400

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ISO 12800

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ISO 25600

从测试结果来看,ISO 800以下两款微单相机的画面都非常干净;

ISO 1600时两款微单相机开始出现轻微的黑白噪点,而A7II颗粒要更粗一些;

ISO上升至3200时,两款相机开始有轻微彩色噪点出现,但A9的暗部稍好一些;

ISO6400时,彩色噪点愈加明显,A9暗部噪点控制优势开始显现,表现更好一些;

至于ISO12800-25600,两款相机的彩色噪点逐渐加重,A9相对A7II的优势更加明显,可以说高下立判。

宽容度画质测试

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前文我们介绍了A9这块堆栈式CMOS可以说“为速度而生”。那么,既然高感表现的不错,宽容度又表现如何呢?

我们采用“暴力还原”的测试方法,两款相机设置ISO 100、F8光圈,在正常曝光基础上分别进行-3、-2曝光补偿,如此得欠曝严重的RAW照片,放到Adobe Camera RAW 9.10.1,将曝光向相反的程度进行还原,“减少杂色”全部归0。

左:A7II 右:A9

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-1EV欠曝

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-1还原后100%

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-2EV欠曝

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-2还原后100%

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-3EV欠曝

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-3还原后100%

在欠曝情况下,-3欠曝下两款相机暗部均有彩色噪点,而索尼A7II明显要轻一些;-2这种欠曝程度,两款相机均可拉回,没有明显彩噪,只是A9的暗部稍显粗糙;至于-1欠曝,两款相机均能轻松应对。

总的来说,索尼A9虽然是一款定位高端的“速度旗舰”,但宽容度上并不如同门A7II,而我们知道A7RII的宽容度在A7II之上,综合来讲索尼系统中宽容度最出色的依然是A7RII

评测总结

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从两项测试来看,索尼A9的画质特点非常鲜明,长项是高感抑噪,而短板是宽容度,之所以如此,想来索尼也是根据适用人群来定的,A9主要针对新闻、体育、野生动物等题材拍摄,而对于这些题材摄影师来说,最重要的是高感画质、追焦性能、连拍速度、可靠性,至于宽容度、分辨率(像素)够用就好。

业界典型的例子就是尼康D5,其定位与A9类似,同样属于偏重高感,而宽容度不算好的产品。如果你是一个注重低感光宽容度、长曝画质的用户,那么显然A9并不是你的菜。



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