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强悍的索尼1600w(深空入门单反选择与探讨)
 本帖最后由 gs2c 于 2013-10-18 16:22 编辑

曾几何时,各大天文论坛只要提到天文摄影首选单反必是佳能的天下,究其原因有如下
1、原始无机内处理RAW数据
2、天文摄影界最适合改装的机身结构
3、aps单反界最短法兰距要求
4、相对轻便及廉价的入门机型
5、天文周边配件齐全
6、佳能品牌的业界具影响力及知名度
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其中第一项对于天文摄影来说是最致命的,无法关闭机内处理则意味着无法获得最原始的数据,更要命的是默认长时间降噪会大大延长曝光时间(曝光5分钟还需再等待2分钟以上,才能拍第二张)。大约在2009年前,业界除佳能之外的单反却无一能关闭长时间曝光降噪,包括以下几款(不完全统计,所列出为本人确定无法关闭)
Nikon d60 d70 d80 d90 d200 d300
Sony  A700 A500
pentax k20d k200d  k7 km kx
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单反发展史
细心的朋友可以发现以上诸多要素中,也只有第一项是与天文摄影图像直接有关。
2008年是单反乱战之年,也是cmos分水岭之年。sony推出了新款1200w cmos传感器,没记错的话是用在了尼康D90上,这也成就了第一款支持摄像功能的单反。并把aps单反的最高ISO推向了6400,业界哗然,(要知道那还是ccd cmos平分秋色的年代) 佳能同期发布了50d,把像素之争推向了无可救药的深渊。

2009年sony发布IMX071 1600w CMOS。年底发布的自家的a580,宾得K5,尼康D7000皆是同一款。同年佳能发布1800w像素apsc旗舰7D,性能规格指标之高令人叹为观止。一场孰优谁劣的旷世粉丝持久战由此开打……

说到这里,你也许要问这与天文有什么关系?殊不知正因为此块cmos之强劲导致各大厂商纷纷放开降噪处理权限。上文提到的三款机型已可以关闭长时间降噪了(至少从表面上看是如此)
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现在就来讲讲今天的主角——SONY IMX071
IMX071是索尼推出的一款APS-C画幅CMOS影像传感器
性能卓越,画质不俗,受到很多厂商的青睐,在多款热销机型上被采用,下面盘点一下:
PS:不同相机的通道数,微透镜,滤色片排列,低通稍有区别,还有的加入了相位传感器,但都是源自IMX071:
尼康:D5100、D7000、Coolpix A
宾得:K5、K30、K5Ⅱ、K5Ⅱs、K01、k50
徕卡:X2
富士:X-PRO1、X-E1、X100s
索尼单反:A580
索尼单电:A35、A37、A55、A57
索尼微单:NEX 5N、NEX C3、NEX F3、NEX 5R、NEX6、NEX-3N
一共24款机身!

当然不同机身IMX071传感器细节上还是有区别的。
其中徕卡X2和富士X100s定制了微透镜,使边角成像更好。
富士的三款都在IMX071传感器基础上,增加了富士自己设计的X-Trans特殊排列的滤色片设计,无低通


这款1600w CMOS究竟有何能耐,竟能让如此之多的厂商青睐?
首先让我们了解一下几个重要评测参数
1、动态范围         在一次曝光中ccd能承受的最大不饱和及最小能感知光量区间,通常单位用EV(档)来表示,
2、QE                  传感器光电效应激发率,常用百分比表示
3、Noise              俗称噪点成因有很多:暗电流 热度 读出速度 电路设计等都会对其有影响。
2012年根据法国DXO实验室的测试,排名前十的单反如下:
1   Phase One IQ180 Digital Back
2   Phase One P65 Plus
3   Nikon D3X
4   Phase One P40 Plus
5   Pentax 645D
6   Nikon D3s
7   Pentax K-5
8   Sony NEX-7
9   Nikon D3
10  Nikon D700
11  Canon EOS 1Ds Mark III
12  Nikon D7000
13  Sony Alpha 580
14  Nikon D5100
15  Canon EOS 5D Mark II
16  Sony Alpha 850
17  Sony Alpha 900
18  Sony SLT Alpha 77
19  Hasselblad H3DII 50
20  Sony NEX-5N
结果非常意外,使用此块cmos的单反排名全部进20之内,部分机型得分高于全幅乃至中幅数码!
其中在动态范围项得分突出,部分机型低感近超过了动态范围14档!而佳能全幅最高机型仍在12档左右徘徊。

动态范围
动态范围越高的机型保留暗部/亮部的细节的能力越强。换句话说;动态范围在暗部差一档,那较好的
单反可以减少一倍的曝光时间,而获得同样的暗部信息量!



单反最高动态范围一般与ISO增益成反比,以尼康D7000为例iso每升高一档,动态范围下降也约一档。于是这就有了权衡(既不能iso太低使得曝光时间过长图像太暗,也不能iso过高导致动态范围丧失)


下面是一个很极端的例子,“大致讲的是欠曝10档的照片依然能保留大多数信息”
http://www.dpreview.com/forums/thread/2898398

During recent testing, our good man dgaies shot a series of ISO80 pushed samples. And I thought the 51200 exposure version was rather impressive to say the least.
According to dgaies , the initial image actually resulted in a 9.5 EV underexposure. Taken at ISO80 but metered at ISO51200.
And that resulted in a a little more than 10 stops in RPP to get it looking right(no clue why). If memory serves me right it was along the lines of:
+9.10 Exposure
+2.5 Compression Exposure
The Compression Exposure as used here acts as a sort of boost, though its real purpose is to compress DR. And the two sliders typically share eV values.
For those who are asking, the original frame was black. All black!
There was nothing to see at all. And since developers such as ACR or LR don't commonly extend beyond 6 stops in RAW, I didn't see much sense in posting the original DNG. However, if dgaies is up to it, I'm sure he can arrange something for file: 0091: 80/51200
Either way, here's what the screens look like:
Original:
ACR's Best Attempt
RPP Adjusted
QE
http://www.sensorgen.info/ 公布的测试结果中,使用该传感器的单反QE普遍在46-48%,而同期佳能aps机型最高的也只有41%。写到这里我特意去找了一下冷冻ccd的qe
qhy8L ICX413AQ  60%  
qhy9   8300         55%
qhy11  11000      50%
16803                  60%
q22 icx694           78%

从中可以发现,目前市售apc单反与冷冻ccd在qe上有质的差距(佳能某些机型更低)。不过2013年的新款传感器已经将qe提升到了新的高度,同时d800 6d等全幅机型在qe上已与冷冻ccd处同一水平。
噪点
之所以推荐它是因为这款cmos的控噪也极其优秀,甚至已打败了某些全画幅单反。
同时暗部宽容度的问题在图中有很好的体现。
下面是一个很有意思的测试,拍摄照片是故意过曝或欠曝,再将其拉回正常曝光后的噪点情况:
原文摘自http://www.flickr.com/photos/alpi-costerni/5572392577/in/photostream/

对比机型5d2 iso200


对比机型k5 vs 550d


本人及论坛885645大侠测试的结果
ISO1600 曝光时间300秒 室温22度左右 相机内温度28度,450d制冷后大约3度

评测源文件如下(附赠Kx样张)
http://pan.baidu.com/s/15Rxpf
结论:佳能的噪点多以红色为主,当超过临界值后会将整个画面染红,后期处理难度颇大。而索尼芯片在这种情况下仍能保持较好显色性
相关讨论链接
单反温差25度的区别(重新更新)  
重发佳能550D与450D的同环境对比测试,550D依旧获胜
重发佳能550D与450D对比测试【个人推论在87楼】
天文摄影1000D与450D噪点测试,550D,500D打酱油...
450D、500D、550D用于天文摄影的噪点测试
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最后,时代在进步,在各位纠结选择哪款机型作为天文入门机的时候不妨换一种思维,跳出佳能xxxd选择定式,出片好才是硬道理!

再解答几个大家关心的问题
1、用这款cmos的相机能获得原始的数据吗?

尼康方面:据我所知,尽管尼康单反可以关闭长时间曝光降噪,但是仍有Mod3的问题即对raw数据微处理。处理强度与d80年代比那可是小得多了,作为爱好者完全可以忽略其影响。

宾得方面:以k5为例,在iso3200以下可完全关闭降噪。3200开始即使关闭了降噪引擎也会介入,其表现形式为彩色噪点变成黑白噪点。所幸深空天文摄影iso1600也到顶了,可放心使用。

索尼方面:索尼使用该cmos的机器众多,但是真正适合天文的就a580一款,可关降噪,可放心使用(nex系列无法关闭降噪无快门线接口,A系列半透镜悲剧)

2、改机及周边配件会有问题么?
这个问题也曾困扰本人,巴德并没有生产宾得的改机滤镜怎么办。后来我硬着头皮根据传感器尺寸大小订了acf滤镜,事实上改机滤镜玻璃是远远大于IMX071的成像面积的,只要舍得拆肯定就能改。最后我也用上了改机版的k5。
周边配件1、内置滤镜 那是不太好搞的,这点也是佳能法兰距的优势导致的。
              2、快门线     买相机的时候注意机身需带快门线接口即可,如只带红外快门窗请三思。
              3、改制冷     除了佳能,别的品牌改制冷没有先例。我也曾想过拆过,但结构确实不适合改。

3、k5 d7000价格高,有没有廉价的选择?
在我看来 K30 a580目前新机价在3000左右,带快门线接口,是很不错的选择!

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展望:索尼今年推出了2400w aps cmos,在尼康宾得及自家的微单上广泛使用,从数据上来看性能依然强劲!下一个天文摄影机皇是不是它呢?让我们拭目以待……


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