索尼A7s、佳能1DX 、尼康Df高感光度对比测试

老安

写在前面的话

• 什么是“新测评”？它和一般的评测有什么不一样的地方？
  新测评是新摄影网推出的独立第三方评测内容模块。新测评模块有专门的器材提供商，因此不需要跟厂商打交道来获取器材支持，最大限度保证了评测的公正性。
  在评测内容组织方面，我们采用严谨的理工科式客观评测，多用标板多用对比少谈感受，从而保证本系列评测的可参考价值。
• 如何保证新测评的严谨性？
  首先，现阶段对于机身的测试我们会转接同一支高素质镜头，未来加入镜头测试时会统一采用一台方便转接的高像素机身，从控制变量的角度来保证测试的说服力。
  其次，评测方式更倾向于标准化测试，类似DxO以图片统计信噪比为参考的测试，我们采用了以传感器水平分辨率为参考的测评方法，虽然暂时不打算引入像DxO分数这样的设定，但也能够更方便的在一个严谨客观的平台上对不同机身的性能进行比较。
  测试方法更符合日常使用习惯和传感器原理而不是只图方便。比如在进行感光度测试时，我们会固定光圈（f/5.6）和快门速度（1/60s），改变ISO数值和标板的照明程度，而不是靠提高快门速度去迎合感光度的提升。
• 测评目的是什么？
  希望能在大家常看到的类似“软文”、“以评代测”等等评测题材以外，提供给大家一些不一样的东西。
  

老安

参测产品介绍

佳能EOS-1D X（下简称1DX）：首次实现了全画幅高画质和APS-H画幅高速度的1系旗舰机身。发布于2011年10月，是三款参测产品中“年龄”最大的，同时也是像素最高的。当年1DX的高感光度表现曾经惊艳到我们的眼球，而时至今日是否会被后起之秀尼康Df和索尼A7s所超越，也是一个非常值得广大读者关注的看点。

高画质和高速度二合一——佳能EOS-1D X

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尼康Df（下简称Df）：发布于2013年11月，最大卖点便是其复古的外形和操控。但在复古的外表之下，也隐藏着一颗强大的内心——采用和尼康旗舰机身D4系列相同的1628万像素全画幅传感器，这块传感器来自瑞萨半导体而非索尼公司。很多读者一定有疑问了为什么会选择Df而非D4s来进行测试呢？

尼康D4s和Df在著名评测网站DxOMark上的高感光度分数比较

我们可以看到尼康Df的高感光度得分实际上是要好于旗舰D4s的。这让我们感到诧异的同时，也使我们对Df的高感光度表现有了相当的期待。

老安

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索尼A7s（下简称A7s）——小机身，低像素，高感光

索尼A7s是无反相机界的新生小将，主打功能便是可以外接硬盘记录器拍摄4k视频以及较低的像素带来的良好高感光度表现。其在DxOMark上的高感光度可用得分达到了3700+，是一个非常骇人的数据。不过1200万像素在现在看来着实是有些低了，未来即将普及的4K显示设备屏幕像素值大概在800万左右，一台相机仅仅有1200万像素也就意味着在4K时代几乎没有后期裁切二次构图的空间，就连后期数字移轴和畸变校正之类的功能都会相当受限。不过1200万像素能否换来更好的高感光度表现呢，还真是一件值得期待的事情。

老安

评测方法说明及测试结果

感光度测试：

三款产品均使用或转接适马50mm f/1.4 DG Art镜头，光圈设置为f/5.6来拍摄ISO 12233分辨率标板，快门速度1/60s，通过调整放置于标板两侧的直流光源强度来使标板获得正常曝光，以模拟通常情况下需要用到高感光度的情况。拍摄标板后采用Adobe Camera RAW将降噪/锐化设置全部置0后解码RAW得到TIFF文档，使用Imatest软件的SFR Check功能读取标板的中心水平分辨率（MTF50/20）值，以此来标定相机在标板拍摄时的噪声水平。

这种测试方法有什么样的好处呢？

第一，大家对高感的关注更多的是哪款相机在高感光度条件下能还原出更多细节，毕竟只要细节还在，后期降噪就能够改善图片质感。但是如果图片细节被噪声淹没，纵使有再好的后期能力也只能是回天乏术。

第二，相对于DxOMark以统计信噪比作为高感光度指标来看，这种方法不涉及复杂的信号学概念，更容易被普通读者所理解。

第三，能够很好解决“高像素缩图”这一问题。信噪比测试时需要统一像素，而无论是什么缩图算法，只要不是1:4、1:16这种比例缩图，必定会引入额外的噪声。而以分辨率作为标定量可以解决这一点。不管你像素高还是像素低，同样的感光度下，谁能还原出更多细节谁就是胜者。

这种测试方法有什么样的问题呢？

相对灰板信噪比测试来说偶然误差偏高。所以本测试每组照片均拍摄三次，测三组数据取平均值作为最终的结果。如果有偏差较大的数据，则舍去重测。

由于有一种说法认为电子快门需要对CMOS进行完全充放电来代替机械快门的功能，会导致CMOS局部发热降低其高感光度表现。所以索尼A7s的测试分为两组，一组是关闭“静音拍摄”和“电子前帘快门”功能，一组是开启“静音拍摄”，同时使用电子前帘和电子后帘。

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MTF50随感光度变化的测试值

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MTF20随感光度变化的测试值

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本环节测试结论：

我们知道MTF50代表了一个光学系统的高频细节分辨能力，而MTF20代表了整个画面的微反差和视在锐度。以MTF20数据为例，可以看到在ISO 100的时候三台机器的分辨率排名是按照像素排列的，高像素机身必然能够在低感下获得高分辨率，这也符合我们一贯的认知。

随着感光度提高，三台机器的分辨率出现了下降，不过一直到ISO 12800，佳能1DX都还处在领先的位置。尼康Df紧随其后。不过到了ISO 25600以上排名就出现了变化，A7s低像素的优势慢慢的被体现了出来，成为了排名最高的机型。尼康Df的表现仍然处于佳能和索尼之间。而1DX的分辨率却在ISO 25600之后出现了大幅的下落，肉眼观看标板测试图也可以看到彩色噪点的爆发性增长：

ISO 25600之后1DX的噪声增加很快

老安

ISO 25600之后就是A7s一个人的秀场了。甚至当1DX、Df在ISO51200之后都出现了噪声淹没绝大部分细节，Imatest软件已无法正常读取分辨率数值的情况时，A7s依然能够获得一定的分辨率读数，直到ISO 204800才出现类似的情况。在紧急情况下使用高感时，这多出来的两档稳定可用的感光度可以说能够起到非常有效的作用。

极端的高感光度环境成为了A7s一个人的华尔兹（图为ISO 102400）

另外还有一个结论就是，A7s的机械快门和电子快门并不会影响其输出画质，至少高感这方面是这样的。

由于本期主题是高感光度，参测的也是三款高感光度速度机，故不再对动态范围等参数进行相应测试。其他机型测试时会加入其他方法和其他参数的对比测试，请大家拭目以待。

老安

低像素的意义

很多人认为高像素机身通过缩图可以替代高速高感机身的效果，且不说像D800这类高像素机身，其最高原生感光度只有ISO 6400，想要更高的？不好意思，没有。而且缩图这件事本身会引入额外的噪声，虽然量并不大但对于一个强迫症患者来说还是不能不计算在内的。

当然，还有一个最重要的原因。

在这里要纠正大家的一个长期以来的错误观念：低像素密度机型的高感好并不是因为单一像素的尺寸大，能获得更多的光线。

因为现在的单反/微单用CMOS前都采用了无间隙微透镜，并不会有光线落入像素之间的空隙而不被吸收造成信噪比的降低。从空间信号角度来看，出图过程就是把传感器采集到的空间信号（x0，y0）等比例放大到输出图片的尺寸（x1，y1），对于同样尺寸的传感器和同样分辨率输出图片来说，这一放大倍数是相等的。大家想一想过去暗室里放大胶卷的过程，就能够明白这个道理。低像素机身和高像素机身的区别主要在于这个放大过程需不需要插值，毕竟插值的损失要远远比缩图大。

所以对于采用无间隙微透镜的两块同画幅理想传感器来说，输出一样大小图像的画质应当是一样的，不存在什么低像素机型高感好的说法。

那缩图党岂不是可以松一口气来嘲讽购买低像素速度机的人们了？也不是这样。

还有一个重要问题，就是传感器底下的布线密度。

毕竟CMOS传感器中含有相当数量的模拟电路，而模拟电路在集成化布置时还是非常容易互相干扰的。CMOS器件每一个像素都有一套完整的模拟—模数转换—输出电路，高像素机型的电路布置很密集，信号干扰也很难避免。而较低的像素在片上布线和电路设计时都有很宽松的空间，而且这些空间可以足够蚀刻出屏蔽层，进一步降低信号传输过程中的干扰，提高相机的高感光度表现。

这才是这个时代大家说像素低高感好的真正原因。

当然，这也不是口说无凭。按照前述的测试方法，我们对一台D800E也进行了测试，结果如下：

D800E MTF50随感光度变化的测试值: