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[摄影] 电子取景的本质滞后问题

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楼主
发表于 2015-8-22 03:52:27 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2015-8-22 08:09 编辑

曾几何时,照相机都是有取景器的。取景器不仅取景,还是对焦的主要工具。随着自动对焦的普及和可靠,取景器的对焦功能越来越弱化了,大体上只剩下取景功能了。只要取景的话,电子取景器是真正的“所见即所得”,而且可以叠加各种效果,更重要的是具有成本优势,受到普遍欢迎。但电子取景器没有取代光学取景器,也不可能取代光学取景器,最大原因在于电器取景器的本质滞后问题。

除了光线以每秒30万公里的速度穿越透镜所需要的时间,光学取景器是没有滞后的。电子取景器就不同了。电子取景器需要经过摄像、处理、成像三个大步骤,才能把图像呈现在电子取景器内。

与电视机一样,取景器里的成像也是不连贯的,靠人类的视觉暂留现象达到连续图像的感觉。典型帧频有60赫兹、120赫兹甚至240赫兹,也就是说,每秒刷新60次、120次、240次。最新的LED电视机大多是120赫兹和240赫兹的,但信号源依然是30赫兹(progressive)或者60赫兹(interlaced),多出来的帧幅是用数字内插合成出来的。离散系统理论里最基本的一条就是,采样系统具有至少一个采样周期的本质滞后。断续的刷新使得显示有本质滞后,60赫兹的本质滞后为100毫秒,120赫兹为50毫秒,240赫兹为25毫秒。这是不可能避免的。如果信号源是30赫兹,系统本质滞后就不可能低于200毫秒。应该注意:30赫兹progressive和60赫兹interlaced的信息量是一样的,progressive是一遍从头扫描到底,interlaced是第一遍扫描奇数行,第二遍扫描偶数行,两幅一行隔一行的画面拼成一幅完整的画面。

民用电视信号是30赫兹progressive或者60赫兹interlaced,民用电视摄像机正是信号源,但这不等于电子取景器必须用30赫兹progrssive或者60赫兹interlaced,完全可以提高,比如说120赫兹progressive或者240赫兹interlaced。但这只是缩小了摄像的本质滞后,降低到50毫秒。全系统滞后实际上是摄像滞后加上处理滞后加上显示滞后。如果是120赫兹摄像和240赫兹成像,那就是不算处理滞后也有75毫秒。但处理是有滞后的。每一个像素只能感受到光强,不能感受到颜色,必须用三个相邻的像素分别接受三原色通道的光强,有时还加上第四个白光通道,然后由成像处理系统把三个(或者加上白光通道的第四个)图像叠加起来,才能形成彩色图像。这只是图像还原,还没有任何处理,再要加上图像处理(比如起码的降噪、锐化、日光或者灯光色彩校正等),需要花的时间更长。现实地说,算上处理滞后,可能达到100毫秒的滞后。

大幅度提高实际帧频是很困难的,传输带宽和处理能力都是问题。4K电视依然是60赫兹,哪怕直接用有线连接蓝光放像也是一样。对于电子取景来说,在可预见的将来100毫秒依然是很高的目标,实际上做不到。

100毫秒的滞后是什么概念呢?如果物体以100公里/小时的速度直线匀速运动,一秒钟就移动约28米,100毫秒的位移是2.8米。也就是说,取景器里看到的位置与实际位置可以相差2.8米。如果是直线匀速运动,怎么弄都问题不大;如果是变线变速运动,就要看拍摄位置了。如果从100米外追踪拍摄,这点差别问题不大,不至于丢了目标;如果在10米外拍摄,很可能就会丢失目标。

作为参照,F -35使用的头盔显示系统具有130毫秒的滞后时间,给飞行员造成很大的头痛。飞行员头部迅速转动,但显示的结果是130毫秒以前的位置,对大脑造成很大的混淆,非常容易产生头晕。这是现代电子显示技术的最高水平,没有之一。民用照相机要达到这个水平,还要在成本可接受范围,在可预见的将来做不到。

电子显示还有亮度和反光问题,尤其是强光直射下使用背屏的时候。现在的一个趋势是使用EVF,像传统取景器那样一个小窗,里面实际上是一个微型电视机,但眼睛凑近了看,可以避免屏面反光问题。但这又多出来一堆新的问题。

这不是说电子取景不好,电子取景是好的,可以叠加很多效果(水平线、各种画面效果),对于大多数家庭、旅游摄影,滞后不是问题,强光也可以用很多办法避免,但对于专业摄影(体育、新闻、科技、婚纱)来说,取景滞后就是致命的,是避尤不及的,尤其在有现成成熟技术可以避免的情况下。

===========

上面帧频导致的本质滞后算错了(多谢老燕指出),60赫兹应该是17毫秒,以此类推。但处理造成的滞后实际上是很大的。DC按下快门后存片的时间大部分就是处理滞后(包括写flash)。照片的像素高,EVF的像素低,问题的“量”不一样,但“质”是一样的。

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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
  • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫

    沙发
    发表于 2015-8-22 05:45:12 | 只看该作者
    可以向Iphone学习,用个高速缓存把一秒内的画面都存下来,然后算出按下快门的时候是哪一副画面

    该用户从未签到

    板凳
    发表于 2015-8-22 05:51:29 | 只看该作者
    本帖最后由 三力思 于 2015-8-22 05:53 编辑
    100毫秒的滞后是什么概念呢?如果物体以100公里/小时的速度直线匀速运动,一秒钟就移动约28米,100毫秒的位移是2.8米。也就是说,取景器里看到的位置与实际位置可以相差2.8米。如果是直线匀速运动,怎么弄都问题不大;如果是变线变速运动,就要看拍摄位置了。如果从100米外追踪拍摄,这点差别问题不大,不至于丢了目标;如果在10米外拍摄,很可能就会丢失目标。


    人肉眼也跟不上100公里/小时,10米外的物体。 3D眼镜系统升到60赫兹时,抱怨的人就少了。
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    地板
    发表于 2015-8-22 07:00:20 | 只看该作者
    本帖最后由 雨楼 于 2015-8-21 18:32 编辑

    裸眼视觉残留就有1秒(修正啊, 晨枫纠错了,查了一下,偶记错了,0.1-0.4秒), 所以只要比人眼快就行。目前没感觉电子取景器不够用。

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2015-8-22 07:25:32 | 只看该作者
    tanis 发表于 2015-8-21 15:45
    可以向Iphone学习,用个高速缓存把一秒内的画面都存下来,然后算出按下快门的时候是哪一副画面 ...

    这还是解决不了实时跟踪拍摄的问题。

    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2015-8-22 07:27:36 | 只看该作者
    三力思 发表于 2015-8-21 15:51
    人肉眼也跟不上100公里/小时,10米外的物体。 3D眼镜系统升到60赫兹时,抱怨的人就少了。 ...

    这只是用极端情况说明问题。还是那句话,对于大多数人来说,电子取景的滞后不是问题;对于体育、新闻等专业摄影的人来说,电子取景的滞后是不可容忍的。要是不信,看看多少体育、新闻摄影的人用Sony的A系列吧。

    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2015-8-22 07:28:04 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2015-8-21 17:00
    裸眼视觉残留就有1秒, 所以只要比人眼快就行。目前没感觉电子取景器不够用。 ...

    一秒的视觉残留!这眼睛怕是有问题了。
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    8#
    发表于 2015-8-22 07:32:55 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-8-21 18:28
    一秒的视觉残留!这眼睛怕是有问题了。

    已经更正
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    9#
    发表于 2015-8-22 07:35:11 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-8-21 18:27
    这只是用极端情况说明问题。还是那句话,对于大多数人来说,电子取景的滞后不是问题;对于体育、新闻等专 ...

    A系列就不是干那个活的。
    都拎着土炮了,谁还在乎个多3,5斤选个专业级的机身啊?

    该用户从未签到

    10#
    发表于 2015-8-22 08:32:45 | 只看该作者
    晨大的贴总是那么涨姿势,不过别忘了当代摄影由于没有胶卷张数的限制,都用连拍了。

    该用户从未签到

    11#
     楼主| 发表于 2015-8-22 08:58:10 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2015-8-21 17:35
    A系列就不是干那个活的。
    都拎着土炮了,谁还在乎个多3,5斤选个专业级的机身啊? ...

    本来就是从电子取景是否会取代光学取景开始的嘛

    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2015-8-22 08:58:30 | 只看该作者
    fcboliver 发表于 2015-8-21 18:32
    晨大的贴总是那么涨姿势,不过别忘了当代摄影由于没有胶卷张数的限制,都用连拍了。 ...

    连拍不解决取景滞后的问题啊

    该用户从未签到

    13#
     楼主| 发表于 2015-8-22 09:00:50 | 只看该作者

    0.1-0.4秒也长了,每秒3-5幅就构成连续画面了?除非我们说的不是一回事。
  • TA的每日心情
    郁闷
    2017-8-30 00:17
  • 签到天数: 321 天

    [LV.8]合体

    14#
    发表于 2015-8-22 09:43:26 | 只看该作者
    这个就是我苦等富士出全画幅的原因了。。。。

    虽然不是用在体育等题材方面,富士的混合式取景器真的很有特色,把一些信息投影在光学取景器上,算是两全其美了,不知道为啥其他几家的没有跟进。

    莱卡的Q,如果有这个,就完美了,唉。。。。

    该用户从未签到

    15#
     楼主| 发表于 2015-8-22 09:45:20 | 只看该作者
    懒厨 发表于 2015-8-21 19:43
    这个就是我苦等富士出全画幅的原因了。。。。

    虽然不是用在体育等题材方面,富士的混合式取景器真的很有特 ...

    Nikon的DSLR也有这样的功能,至少能投射网格线。
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    16#
    发表于 2015-8-22 09:51:34 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-8-21 20:00
    0.1-0.4秒也长了,每秒3-5幅就构成连续画面了?除非我们说的不是一回事。

    按快门是有预测的,大脑通过视觉传递过来的信息预判,然后动作。
  • TA的每日心情
    郁闷
    2017-8-30 00:17
  • 签到天数: 321 天

    [LV.8]合体

    17#
    发表于 2015-8-22 10:04:59 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-8-22 09:45
    Nikon的DSLR也有这样的功能,至少能投射网格线。

    那是我孤陋寡闻了。

    除了网格,我的X100还有两个很实用的投射,一个是水平线,另一个是对焦距离,由于自动对焦偶尔出错,这个让我很容易纠正。

    尼康的不知有没有类似的?

    该用户从未签到

    18#
     楼主| 发表于 2015-8-22 10:10:01 | 只看该作者
    懒厨 发表于 2015-8-21 20:04
    那是我孤陋寡闻了。

    除了网格,我的X100还有两个很实用的投射,一个是水平线,另一个是对焦距离,由于自 ...

    Nikon有投影水平线,对焦线不知道有没有。Canon什么投影都没有,这帮不思进取的家伙!

    该用户从未签到

    19#
     楼主| 发表于 2015-8-22 10:10:46 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2015-8-21 19:51
    按快门是有预测的,大脑通过视觉传递过来的信息预判,然后动作。

    你这个要求就是专业的人也难以可靠做到。很多情况下是突发情景,转瞬即逝,你怎么预测?
  • TA的每日心情
    郁闷
    2017-8-30 00:17
  • 签到天数: 321 天

    [LV.8]合体

    20#
    发表于 2015-8-22 10:43:50 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2015-8-22 10:10
    Nikon有投影水平线,对焦线不知道有没有。Canon什么投影都没有,这帮不思进取的家伙! ...

    那很不错,我得找机会试试,说不定就不等富士了!

    忘了说,X100还有一个投射是关于曝光的,很容易让我知道是否过曝,

    如果尼康的这几个都齐了,我真的就不等富士了。

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