松下 GH5S VS SONY A7S2 低光对比测试

火华不肝

疯哥 发表于 2018-1-17 21:30
看我之前的回答，减焦环无法改善高感，所以没必要研究你的方案了。感光度（ISO）是机身的硬件性能，无法 ...

1、减焦增光环的工作原理和倍增镜非常相似，前者是直接将较大画幅的成像圈缩小到较小画幅，从而实现更广的视角；而后者是直接放大镜头的成像圈，从而实现放大的目的。二者并没有改变镜头内部的光路，镜头视角的变化是伴随着成像圈大小一同改变的。由于更大的范围的光线被汇聚到较小的成像圈，通光量就会增加，这和200/4使用2x倍增镜等效为400/8，因成像圈放大造成原来面积CMOS的通光量减少是同样的道理。减焦环提升曝光量与ISO和物理光孔直径无关，仅仅是缩小了成像圈的副产品，算是对全幅头浪费掉的成像圈“废物利用”。

2、至于等效光圈原理，就像在衡量镜头视角时，虽然物理焦距是24mm，但转接到半幅机上时，其视角效果和35mm相近，所以我们说这个24mm是“等效全幅35mm的”。焦距是用来表达视角的，而光圈主要用来衡量进光量和虚化程度。等效光圈不是说镜头的光圈值真的改变了，而是在幅面/转接不同的情况下，等效光圈给了我们相等的效果（进光量和虚化程度），提供了跨画幅比较的便利工具。
关于增光镜使得进光量增大的原因上文已有论述，而虚化效果的计算则需要引入更复杂理论的计算。具体来讲，弥散圆直径可有下式计算。

式中C为弥散圆直径，ua为对焦距离，ub为后景距离，f为焦距，F光圈值。计算可知，在使用25mm/F2.0和50mm/F4.0拍摄同一个物体（ua，ub不变），后者的弥散圆直径是前者的两倍。使用0.5x减焦环后，后者的弥散圆直径恰好与前者相等。简而言之，即：使用1/k的减焦环，镜头视角（等效焦距）变为原来的1/k，镜头虚化程度和进光量（等效光圈）变为原来的k倍。
通俗来讲，可以近似地认为，仅仅从视角、虚化程度、进光量的角度来说，GH5+减焦环与A7s2无异，减焦环抹平了二者的画幅差异。当然二者的工艺水平和对焦表现等等不尽相同，减焦环也不可能100%刚刚好做到画幅的转换系数，镜片本身也会对成像素质有影响。不在上述讨论范围之列。
3、特别地，关于metabones的减焦环，其官网附有说明：
Mounted between a mirrorless camera and a SLR lens, Speed Booster® increases maximum aperture (hence its name), increases MTF and makes lens wider.
「将单反镜头转接到无反机身上时，Speed Booster会增大镜头最大光圈值（正如其名为Speed Booster，可以增加通光量，类似胶片时代高速卷的名称由来）、改善MTF表现并使视角更广。」更多内容可以参考下面的链接。
http://www.metabones.com/products/details/MB_SPEF-m43-BT6
至于为什么会改善MTF表现，原因和同一只镜头在全幅上的表现比半幅上的表现更好类似。截幅相当于放大了原镜头成像圈中的一部分，瑕疵就会被放大，减焦环只是其逆过程而已。
4、关于实测，网上非常多，若对上述讨论的真实性有疑问，可以参考下面的链接：
https://suggestionofmotion.com/blog/metabones-speed-booster-xl-nikon-mft-review/
http://tech.sina.com.cn/digi/dc/2013-06-13/08198435222.shtml
可以看到在转接同一只镜头，相同的物理焦距、物理光圈、快门和感光度的情况下，相比于直接转接，使用减焦环确实能实现①增加曝光量②使焦段变广③增大等效光圈。
5、当然在实际使用中减焦环也有缺点，即便是昂贵的metabones也有广角崩边的情况。硬拼画质，转接同一只14L，虽然视角和等效光圈相差很小，但M43+增光减焦的边角锐度会远逊于直接上全幅。但是不可否认的是，M43用减焦增光转接全幅50/1.4比直接转接全幅24/1.4各方面都要好很多，甚至能接近全幅原生50/1.4的效果。
6、的确，只需要配一个更大比率的减焦环（当然前提是得造的出来，0.64x的减焦环已经快把后组戳到CMOS上了），小底的等效光圈是可以达到到f0.5甚至更大的。但这其实是把原来照射到全幅的一大束光聚拢成一小束用小底接着，最后的信噪比是一样的，不会因此出现夜拍神器。

疯哥

火华不肝 发表于 2018-1-18 19:00
1、减焦增光环的工作原理和倍增镜非常相似，前者是直接将较大画幅的成像圈缩小到较小画幅，从而实现更广 ...

说得很有道理。但是文中忽略了小尺寸CMOS本身的信噪比不够高，即使通过减焦环镜片把所有入射光全部照射在小尺寸CMOS上也达不到大尺寸CMOS的信噪比，又回到我之前的说法，感光度是机身硬件性能，与外部镜片无关。减焦环实际改变的是镜头特性，而没改变机身。从整个系统来看能够充分利用镜头进光量，但仍然赶不上全画幅直接镜头。

火华不肝

疯哥 发表于 2018-1-18 21:24
说得很有道理。但是文中忽略了小尺寸CMOS本身的信噪比不够高，即使通过减焦环镜片把所有入射光全部照射在 ...

本质上小底信噪比表现不好，是因为光强相同的情况下，CMOS面积小导致的信号能量降低。 GH5与5D4/A7r2等全幅对比，在各档ISO下的信噪比均低5.5dB（约3.6倍），与其画幅（2x系数，1/4的CMOS面积）是匹配的。但是与直接转接不同，减焦环会增加光强，为了获得相同的曝光量可以使用更低的ISO，相当于把上面的曲线再向右平移两格。
在CMOS工艺相同的情况下，“通过减焦环镜片把所有入射光全部照射在小尺寸CMOS上”是可以获得相同的信噪比的。
再重复一次前文，减焦环提升曝光量与ISO和物理光孔直径无关，仅仅是缩小了成像圈的副产品。它并没有改变机身和镜头，只是让小底的信噪比和虚化表现追上大底而已。同样一只50，光圈开1.4，为了获得相同的曝光量，在全幅上需要ISO3200，在使用减焦环转接到M43之后开ISO1250就够了（此处使用的是metabons speedbooster 0.64x的官方数据计算），这时他们有近似相同的景深和SNR表现。你当然不能拿相同ISO来比SNR啊，相同的快门光圈，增光减焦后要降ISO才能获得一样的曝光量。

疯哥

火华不肝 发表于 2018-1-18 22:36
本质上小底信噪比表现不好，是因为光强相同的情况下，CMOS面积小导致的信号能量降低。GH5与5D4/A7r2等全幅 ...

你用A7R2做对比恐怕是不恰当的，因为A7R2像素太高，本身信噪比不是很高，所以你会觉得CMOS信噪比跟面积成正比。实际不然，如果你是用2000万像素的全画幅CMOS来对比就会发现随着CMOS面积增大信噪比会成指数增加。因为决定信噪比的不只是感光面积，还有像素间的串扰，当单个像素感光面积增大时串扰反而减小。所以减焦环的聚焦作用无法抵消小底的劣势，只能改善。极端的例子是你无法用个手机CMOS通过减焦环+大镜头获得大底照相机的性能。如果你说的理论可行在这种高度竞争的市场上就没人研究大底相机了，都改行研究减焦环了。

火华不肝

疯哥 发表于 2018-1-18 23:15
你用A7R2做对比恐怕是不恰当的，因为A7R2像素太高，本身信噪比不是很高，所以你会觉得CMOS信噪比跟面积成 ...

首先，从头到尾我都只是说近似，唯一一次提到可以获得相同信噪比也是在你提出的“通过减焦环镜片把所有入射光全部照射在小尺寸CMOS上”这个假设下（实际当然不可能做到），毕竟转接还有各种干扰因素（其实影响最大的是系数做不到0.5，最高也只有0.64），使用过程中有非常多问题上文也有列举，不可能真的达到全幅的效果的。说了这么多只是想纠正你“减焦环无法改善高感”所以gh5s+减焦环超过a7s2不切实际等言论。抛开具体机器不谈，就画幅的角度来说，减焦环确实可以有效弥补底小的缺点。
楼上谈到“就目前的各家测试看来，gh5s高感在iso2500-8000时，几乎与a7s2打成平手。退一步就算gh5s差一档，但是gh5s配合0.64减焦环可以追回1.33档，反超a7s2。”当然是可行的。他本质上是指gh5s的底有更好的制作工艺，小底仍然有很好的高感表现，如果用减焦环弥补画幅缺陷有可能超过a7s2。对于gh5s高感是否真能与a7s2打成平手我不发表评论，但是这么表达逻辑是没有问题的。
不妨再多想一步，减焦环明明可以使小底的高感和景深表现与大底近似，但为何M43总给人一种高感很差的印象？如果说底小是原罪，镜组不得不为其背锅。将全幅头和减焦环视为整体（以50/1.4和理想状态下的0.5x减焦环为例），其实是就是25/0.7这种骇人听闻的规格。这并不难实现，实际随便一只全幅大光圈头+减焦环都能轻易做到。在我们觉得M43的45/1.2规格很高的时候，等效到全幅它也不过是90/2.4。真要比机器高感，m43应该用f0.7的定焦，f1.4的变焦，毕竟这种规格的m43头体积重量跟1.4定/2.8变是差不多的，只要在后组加个减焦结构就行（参考适马的半幅18-35/1.8就是全幅28-52/2.8+后组减焦设计出来的，也不是什么太过分的规格）。然而并没有这种镜头，哪怕近似规格的也少，要怪就怪镜头厂商吧。
关于像素密度的问题，就算换成A7s2结果也是一样的。单纯从底的角度来说，二者在相同工艺下高感表现是相近的，实际上串扰/前照式CMOS电路排线遮挡等等原因导致的影响没你想象的那么大。说到底最根本的还是画幅大小。

当然，由于r2全幅状态下是跳采，超采只能到s35，如果录视频表高感现肯定远逊于s2，dxo的SNR以照片为标准，不能完全代表视频能力。上述文字不特别针对某型号的机子，只是从画幅的角度来说，减焦环可以弥补小底的劣势而已。
至于为什么没有“手机CMOS通过减焦环+大镜头”，上文已经提到（当然前提是得造的出来，0.64x的减焦环已经快把后组戳到CMOS上了）。考虑到法兰距长度，减焦环的倍率是有限的，这么做是不切实际的。而且即便完成，小底亦然要搭配全幅头，系统的体积和重量使得使用小底没有任何意义，还不如直接用大底。因此不会有“改行研究减焦环”这种事。
为什么现在还有人宁可用m43+减焦环也不选择直接上全幅，抛开价格和镜组因素，这个问题大概得问问索法为什么不下放4k60p以及10bit422这种东西了（笑）

疯哥

火华不肝 发表于 2018-1-19 00:23
首先，从头到尾我都只是说近似，唯一一次提到可以获得相同信噪比也是在你提出的“通过减焦环镜片把所有入 ...

我不怀疑减焦环能够使小尺寸CMOS充分利用了镜头光孔面积，但我已经说过，感光度是机身硬件性能，CMOS信噪比决定了宽容度（动态范围），即使靠减焦环充分利用了镜头全部光孔面积也无法改善宽容度。实际我们讨论的不是改善了机身性能，而是改变了镜头特性，但这种对镜头的改变除了增加光孔利用率之外全是负面影响。从整个系统来说是靠牺牲画质换来暗光拍摄能力，而大尺寸CMOS什么都不会牺牲，甚至体积和重量还比GH5+减焦环+全画幅镜头小。

火华不肝

疯哥 发表于 2018-1-19 09:02
我不怀疑减焦环能够使小尺寸CMOS充分利用了镜头光孔面积，但我已经说过，感光度是机身硬件性能，CMOS信 ...

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木_易

这里某些人素质真低