成像质量就是生命 揭适马DP1画质老底

【IT168 评测】DP1的缘起和历史

　　适马在2006年9月26日的Photokina上展出了DP1的概念机，一时间四座皆惊，这虽然是适马第一次推出便携式数码相机，但是大家感兴趣的焦点恐怕还是在DP1前所未有的设计理念上。DP1搭载了一枚等效135焦距为28mm的实际焦距为16.6mm最大光圈F4的定焦镜头，这在已经发布的不可更换镜头便携数码相机中是不多见的，只有理光的GRD/GRD2还有很久之前的佳能IXUS i系列中某几款型号中采用了定焦镜头的设计。适马此举显然是想最大限度的提供最优秀的光学性能；DP1的另一个看点就是搭载了一枚尺寸为20.7x13.8mm的Foveon X3感光芯片，X3不同于我们常见的CCD/CMOS等马赛克型芯片，而是一种全新的感光芯片设计，在色彩的过度和层次上有着极为独特的表现力，我们将在文中详细解说。

　　最早在2006年推出的DP1概念机虽然已具备量产版的大致外观，但依然有着少许的不同，外观更加复杂，而且以曲面相互连接，相信在外壳模具设计上将会更加的麻烦而且成本高昂。快门、模式拨盘、电源等按钮的位置没什么变化，量产版增加了一个热靴接口，可以使用更为强大的外置闪光灯了。

　　06年的惊鸿一瞥显然难以满足广大观众们对于DP1迫切的了解愿望。同时，关于它的谣言也开始慢慢流传起来，乐观派传出来的都是什么07年上市呀，图像素质惊人呀，而悲观派传出来的都是适马停止研发，DP1项目下马之类的，终于到了07年3月的时候，适马发布了外观细微调整过的DP1，算是稍微平息了一些不好的传闻，至此，DP1的外观就基本确定下来了，之后的改进全部都是围绕着诸如图像处理芯片，图像处理算法之类的方面在进行。

　　时间匆匆匆匆溜走，也也也也不回头，又沉寂了半年多之后，2007年11月30日，适马公司公布了旗下旗舰消费类相机DP1的最新研发情况。据介绍，在DP1的研发过程中由于图象处理程序的工作状态一直达不到预期效果而影响了研发工作的继续。看来，世人对DP1的成像品质抱以太高的期望令适马公司丝毫不敢怠慢，务必要做得万无一失，才会把适马DP1投入量产。

　　适马DP1采用与适马DSLR——SD14一样的FOVEON X3传感器，有效像素高达1406万，输出分辨率可达2652×1768。这也应该是DP1最引以为豪的地方。其他主要硬件配置和特色功能如下：

　　1-配备16.6mm定焦镜头，结合FOVEON X3传感器的1.7X转换倍率，35mm等效焦距相当于28mm，最大光圈为F4，最近对焦距离是30cm。
　　2-9点自动对焦系统和8区分割测光系统，支持全局平均测光、中央部分测光和中央重点测光。
　　3-采用和富士通共同开发设计的TRUE影像处理引擎
　　4-可存储RAW和JPEG两种格式图片。
　　5-最高快门速度可达1/4000秒。
　　6-支持光圈优先、快门优先、全手动以及多种程序曝光。
　　7-2.5英寸23万像素LCD，SD/SDHC卡扩展存储，机身体积约为100*60*20mm。

DP1的影像之心：FOVEON X3

　　　DP1使用了一块和SD14上相同的，尺寸为20.7x13.8mm的FOVEON X3影像传感器。一方面，这块传感器的尺寸让DP1勇夺不可更换镜头便携数码相机传感器面积之王宝座；另一方面这块工作原理完全不同于传统的马赛克传感器的X3传感器也赋予了DP1和SD14以无与伦比的色彩表现，甚至可以这样认为，DP1之所以能够吸引如此众多的目光，X3是首要因素。

　　在细说X3之前，我们先来了解一下什么叫马赛克传感器。

　　上图是一块典型的马赛克传感器示意图(CMOS和CCD的区别主要是工作原理不同，结构还是一样的)，在马赛克传感器的结构中，上面一层彩色的是滤色片和微透镜，灰色部分则是捕捉电荷的光电二极管或者mos管，也就是说，马赛克传感器实际上是色盲，它只能够感知到射到组成像素的光电二极管或者mos管顶端的光线强度，而不管这个光到底是什么颜色的，分辨颜色的工作被交给了滤色镜和后期影像处理芯片，红绿蓝三色的三个点组成了一个像素，而这三个点是分布在同一个平面上的，也就是说，一个点只能感知一种颜色而对其他颜色视而不见，在早期的CCD像素集成度不够高的时候，数码相机对于层次的表现极为令人发指，原因就在于此。三原色的三个点感知到光线的强度之后由相机将积累的电荷读出，并且通过影像处理芯片的计算来确定这三个点所组成的像素的颜色到底是什么样子的，因为组成像素的点在平面上分布，就像装饰用的马赛克瓷砖一样，故而被称为马赛克传感器。下图是一个典型的马赛克传感器的微观照片，可见带有不同颜色滤色片的微透镜。

　　下图则解释了一般马赛克传感器的工作过程。

红色点获得的信号

绿色点获得的信号

蓝色点获得的信号

最终图像

　　而FOVEON X3传感器与此不同，它是一种多层传感器，它是根据不同颜色的光线对于硅层的穿透深度不同的原理设计的，与传统的单像素提供单原色的CCD/CMOS感光器技术不同，X3技术的感光器与银盐彩色胶片相似，由三层感光元素垂直叠在一起，同等像素的X3图像感光器比传统CCD锐利两倍，提供更丰富的彩色还原度以及避免采用Bayer Pattern传统感光器所特有的色彩干扰。另外，由于每个像素提供完整的三原色信息，把色彩信号组合成图像文件的过程简单很多，降低了对图像处理的计算要求。采用CMOS半导体工艺的X3图像感光器耗电比传统CCD小。

　　下图则解释了X3传感器的工作原理。

　　由于每一点都记录了光线的色彩信息，所以X3传感器对于色彩的层次和过度拥有着异乎寻常的表现能力。

　　适马SD14和DP1所使用的是第三代Foveon X3 Pro图像传感器，像素提升到了1400万像素（4608×3072分辨率）。与前代的Foveon X3相比，新型Foveon X3 Pro传感器在各矽层中增加了新的滤镜，一方面可改善入光的反射扩散率，另一方面也会让色彩更为自然，其图像效果上能与传统胶片媲美。此外，还增加了ISO感光度范围，可抑制更长时间曝光所引起的噪点、提升了影像动态范围、耗电更低等优点。

　　这样看来X3似乎全身都是优点？其实也不然，X3的死穴在于复杂光照环境和弱光环境中的偏色，光电二极管的转换效率并不是一成不变的，在弱光下的时候，穿透表层的硅而到达下层的光线会减弱，这也早就了适马SD9/10广受诟病的偏黄绿色，而且偏的很怪异，难以后期矫正。SD14的出世对于偏色改进不少，一方面是新的传感器，另一方面也有算法的功劳，这次DP1在正式量产之前再三调整图像算法，也说明了算法对于X3来说是尤为重要的环节。

DP1的洞察之眼：16.6mm/F4

　　DP1配备了一支不可更换的16.6mm定焦镜头，光学结构6片5组，等效135焦距28mm，最大光圈为F4，最小光圈F11，最近对焦距离是30cm。不可更换镜头便携数码相机里面采用定焦镜头的极为罕见，最知名的当属GRD系列那两台了，不过限于CCD面积太小，GRD/GRD2完全没有发挥出所搭载的那枚GR lens的实力，在分辨率上表现平平，令人有些失望。而适马DP1则配备了APS幅面的1400万像素X3传感器，加之适马在光学设计上的功力一向不弱，生产了类似于EX 30/1.4，小黑，105微，150微等等一大批在影友中口碑极好的镜头，我们有理由相信DP1必然能够给我们带来超越既往的图像表现。

　　关于这枚镜头，适马官方并没有提到太多的技术细节，不过从已经公布的诸多样张中来看，这枚16.6mm的SIGMA lens在分辨率和畸变两方面的表现达到了几近完美的地步，而在色彩层次和过度方面，由于有了X3的帮助，也优异的令人感到惊讶，看来适马声称“DP1能够得到与单反相同画质的图像”倒不算是吹牛。

　　网上传出谣言说这枚16.6/4镜头可以很容易的拆掉然后换成莱卡M卡口，果真如此的话那自然是再好不过的事情了，又多一种玩法。不过令人生疑的是，就算是能换卡口，相机检测不到镜头了还会动作么？DP1是使用电子快门的，而莱卡M则用的机械布帘快门，换卡口容易，装个快门上去就难了，而且电子快门和机械快门如何同步？行文至此，又有了一个略有些荒诞的想法，既然DP1的镜头如此容易拆下来，而适马又有反向工程别家产品的劣迹，那么没准适马官方真有可能出一个支持M卡口的可更换镜头旁轴呢。

样张分析：各档光圈比拼（为F4“洗冤”）

    虽然有不少影友抱怨适马DP1的最大光圈F4有点小，不过看过DP1各档光圈的画质比拼后，我们不难发现F4下的画质就是DP1的最好像质，无论画面中央还是边缘均如此。尼康/佳能两家的F1.4标头大光圈画质表现不佳，当它们的光圈收缩至F4时仍达不到最佳画质，相比之下适马DP1在边缘成像素质上反而胜出。适马DP1给出的成像质量非常厚道，F4不应该成为大家口诛笔伐的“鸡肋”。

样张分析：ISO控制等同10D

    ISO200之前的ISO控制完美无瑕，ISO400、ISO800两档的噪点水平相当与佳能10D这类600万像素老款数码单反，比消费数码相机强太多了。

样片分析：畸变、颜色