單眼微單PK季 淺談相機的快門
夏昆岡 于 2012.02.25 20:08:04 | 源自:www.soomal.com | 版權:原創
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相機不能缺少快門這個組件,每一張照片都有快門的一份功勞,不管是單眼還是微單,這個組件都是必須的。光圈控制的是光線入射孔徑,快門則是用于控制感光媒介[膠卷或電子感光器]的光照[曝光]時間。通過不同的組合,可以達到各種各樣的記錄效果。

快門最初的形態是安裝于鏡頭前的一個組件,被稱為鏡前快門,后來發展出了鏡間快門、光圈快門、鏡后快門等。而現在的主流形式是焦平面快門,即快門位于焦平面位置,也就是感光媒介的前方位置。

本圖快門遮擋材質為布料,因此也可以稱為布簾快門

這些都是焦平面快門,它們都是有2組幕簾構成,分為前簾與后簾,根據幕簾的材質,又可以分為布簾快門、鋼片快門等,現在最常見的幕簾材質為輕薄的復合塑料材質。

快門的基本工作原理

快門的工作原理很簡單,它通過前簾、后簾配合,阻擋光線,來實現曝光時間的控制。實際上,阻擋光線關鍵步驟在第二步和第三步。

本圖來自互聯網,僅用于效果示范。并無侵犯之意。
本圖來自互聯網,僅用于效果示范。并無侵犯之意。

如果在第二動作——前簾收起時,使用閃光燈,叫前簾同步,在第三個動作使用閃光燈則叫后簾同步。

機械快門、電子快門與電子斷流快門

最初快門的動力裝置來源于彈簧,是一種機械性的驅動裝置,因此被稱為機械快門,這類快門的釋放速度有限。隨著電子控制技術的發展,使用了電機或者電磁結構裝置來驅動,這樣可以獲得更快的釋放速度,使得快門成為了一種機電混合結構,為了有別于之前的機械快門,這種快門被稱為電子快門,但請注意,這種電子快門的幕簾動作依然是機械的。

隨著電子感光器的發展,一種新型的快門形式出現,即控制感光器的開關來實現感光器曝光時間的方式,這種被稱為電子斷流快門。當這種快門出現時,一樣被俗稱為“電子快門”,而之前的機電混合快門被習慣性的歸納到機械快門范疇。我們的文章遵循這種約定,在后面的文章當中,我們提及的電子快門即“電子斷流快門”,而機械快門泛指純機械快門與機電混合快門。

現在所有的單眼以及絕大部分的微單型號,均采用的是機械快門。而微單中的J1,采用的是電子快門,還有幾乎所有的手機、消費類數位相機,也采用的是電子快門。

不同快門類型的特點

雖然通過改進快門驅動裝置的性能,可以實現更快的快門速度,但機械動作永遠有個極限。通常來說,中低階的微單、單眼的最快快門速度為1/4000秒,高檔的單眼可以達到1/8000秒,甚至1/12000秒。而J1的快門速度輕松的達到了1/16000秒。機械快門在工作時,還會不可避免的產生振動,這對成像的是會有影響的,并且會伴有快門聲,這幾乎也是不可避免的。而電子快門也沒有機械快門這方面的缺點,且完全沒有振動產生,也不會機械快門的工作聲。當然,很多人喜歡快門聲,但這不能被視為是個優點。在拍攝音樂會等需要非常安靜的場景中,好聽的快門聲也會讓人生厭。基于這些特征,電子快門還非常適合用于高速連拍。J1就實現了60FPS高速連拍,而且還是完全安靜的狀態。

既然電子快門這么多優點,為什么微單和單眼不去采用呢?因為電子快門也有其局限性。

電子快門缺乏物理遮光,感光器處于被光線持續照射的狀態,于是會連續不斷的將光轉成電訊號輸出。當快門動作開始被執行的時候,感光器的感光單元上還會存在殘留電荷,這個會造成對畫質的影響,簡單的理解就是無法零時間內被清零。正因為因為會有殘留電荷,對暗光的判斷就會存在偏差,從而影響整體的曝光準確性,最為常見的副作用就是高光容易出現溢出現象。而機械快門的工作動作,會讓感光器有一個瞬間處于無光照的環境中,就這個瞬間,感光器可以初始到一個最佳狀態。這個問題是讓傾向于畫質的單眼、微單依然使用機械快門的主要原因。

由于感光器以及配套的圖像處理器硬體、軟體上的差異,也會導致一些電子快門應用上的問題,例如數據輸出頻寬低、更新頻率低、耗電大、持續工作發熱大[噪點增多]等等,都會給電子快門應用造成影響,但這些大部分已經得以解決,已經不是限制電子快門應用的主因。

電子快門雖然可能對畫質形成影響,但其高效卻是機械快門難以匹敵的。如何結合機械與電子快門的優點?相機廠商也在思索這些問題,于是出現了混合型的快門應用。某些中高級單眼,其低速快門使用機械快門、而高速快門依賴電子快門實現;還有使用電子快門前簾,機械快門作為后簾的應用方式,例如索尼NEX-5N;也有在高速連拍時使用電子快門,以實現最高速度。千萬不要認為,電子快門與微單、單眼是完全絕緣的,現在的趨勢是,電子快門的應用深度越來越大。

相信隨著電子技術的繼續進步,電子快門的缺點一定會得以克服,電子快門取代機械快門是遲早的事情,而且我們也相信,電子快門的全面應用會更早在微單上實現,對于單眼來說,機械快門并不是一個很大的元器件,而對于微單來說,其占據了約1/4-1/3的內空間,而且還有幾十克的重量,對于以輕巧為美的微單來說,這是可以被革命的對象。去掉機械快門,微單就實現了純電子化了。

純電子化自然還會帶來其他好處,可以看看J1的設計,其感光器濾鏡是前置的,封閉了鏡頭卡口,讓相機內部形成了密封空間,實現防塵的目的。而其他微單、單眼,濾鏡都是緊貼于感光器前面。因為機體內不再有機械組件,也就無需擔心機械產生的細小的碎屑,這樣的設計也就可以理解了。

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數位技術的快速發展,機械快門最終是會淘汰的。
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其曝光精度主要由電子控制,機械部分的使用壽命相應延長。
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