有很多我博客的读者来信询问新一代的DiGiC 4处理器究竟有些什么新特性,对比上代的DiGiC III,新处理器是否真的能够在画质、操作便利性等方面带来全面提升而并非仅仅是运算速度的提高?
佳能DiGiC处理器发展简史
尽管各大数码相机厂商现在都开始推广机身内的处理器(或叫处理引擎)概念,但不可否认,最早正式提出影像处理器这个概念并以其为卖点而大肆宣扬的就是佳能。我最早是在2002年刚进PChome工作时看到第一代DiGiC处理器的,当时佳能的主打旗舰产品是PowerShot G3,一款达到G系列历史巅峰的经典产品。其后到2004年的时候,佳能推出了第二代的DiGiC II。我现在已经想不起太多有关DiGiC II的特性了,只是隐约记得那款处理器首次使用了DDR内存,这种把PC上相应术语与数码相机结合起来的技术让人至今难忘。
DiGiC III是我们最为熟悉的新处理器,从2006到现在的2年时间内,众多佳能重点机型都采用了DiGiC III处理器。其中甚至还有象EOS 1Ds MARK III这样同时采用两块DiGiC III处理器的“双核”型号。同时,也正是在DiGiC III处理器上,佳能相机实现了现在已经广泛被消费者认可的“面部识别”、“脸部优先对焦和曝光”等新特性。此外,DiGiC III也带有诸如支持高清视频拍摄、运动捕捉等功能并同时进一步提升了相机在高感光度下的画质表现。
在2008年十一长假前,佳能再次宣布了最新一代DiGiC处理器“DiGiC 4”的诞生。我们原先预计佳能会用诸如“DiGiC IV”这样的标识,但最后还是更加直观简便的阿拉伯数字“4”接过了罗马数字的班,而伴随新一代处理器的发布,佳能也发布了多款消费级别DC,稍后又宣布了佳能EOS 50D/5D Mark2这两款重要的数码单反型号。
有很多我博客的读者来信询问新一代的DiGiC 4处理器究竟有些什么新特性,对比上代的DiGiC III,新处理器是否真的能够在画质、操作便利性等方面带来全面提升而并非仅仅是运算速度的提高?为了解答这个问题,我特地问佳能中国的朋友再次召唤来已经做过评测的佳能G系列新作,也是目前佳能在消费DC领域的旗舰PowerShot G10。和它做对比的则是上代产品,采用DiGiC III处理器的G9。
人脸识别功能的极大提升
按照佳能方面的官方资料,拥有DiGiC 4处理器的相机相对前代产品第一大改善是在人像拍摄方面。这种改善包含几个方面,其中比较重要的是人脸识别功能的改进以及对于人脸测光的进一步优化。
无论是DiGiC III还是DiGiC 4都拥有相对同时代各品牌消费DC中格外出色的人脸识别功能,而佳能G10除了同样拥有快速脸部识别,同时跟踪多张人脸等功能外,特别加强了对倾斜人脸和侧脸的识别能力。以往机型的人脸识别功能开启后,只有当画面里的人物正对镜头并且保持头部正直才能正确激发人脸识别对焦框。而采用新一代DiGiC 4处理器的G10,即使被拍摄对象的脸部有些倾斜(比如侧躺下来)或者仅有侧脸同样能够正确识别。
让我来拿G10和G9做对比演示。首先请我的同事MAX作为模特,端正的坐在两台尽量靠拢以求取景角度尽可能近似的G9(上)和G10(下)前方,开启相机的人脸优先对焦功能。此时上下两款相机都迅速的识别了人脸,并在画面上显示了一个由白色虚线框起来的识别指示框;
这时,我请MAX同学把脑袋向一旁倾倒一下(恩,委屈你了MAX),作出好似落枕的样子。此时画面上方的佳能G9已经难以正确捕捉人脸,但下面的那台G10依然可以正确的在人脸周围套上识别指示框。从这次对比可以看出佳能G10在搭配了DiGiC 4处理器后的确拥有了较好的倾斜人脸识别能力;
接下来的环节请MAX同学在座位上向左旋转身体90度,也就是让取景画面中只出现他的侧脸。同样的,上面这台佳能G9无法正确识别画面中的侧脸(估计DiGiC III处理器内的人脸识别必须要‘看到’两个眼睛一个嘴巴才行),而下面这台佳能G10依然能够从背景中把MAX同学的形象捕捉出来。
更强的人脸识别功能不光是在对倾斜人脸与侧面人脸的捕捉上,同时相机也具有更好的人脸追踪功能。当我们把佳能G10设定在连续对焦并启动“伺服对焦跟踪”后,被正确识别出来的人物脸部会出现一个蓝色的识别指示框。此时即使被拍摄对象的脸部在画面中上下前后移动,这个脸部识别框依然会牢固的对准被拍摄者并始终保持正确的对焦动作。这个功能在我们拍摄运动人像时显得特别有用。同时,对于那些习惯中心点对焦的用户(比如我),也提供了一个很好的学习“先构图后对焦”拍摄方法的机会。
我稍后会拍摄一段视频来讲解佳能G10的人脸追踪功能,不过现在还是先看看改进的人脸对焦搭配DiGiC 4处理器独有的“校正对比度”功能在拍摄人像时会有怎样的表现。邀请我们的一位MM同事坐在落地窗前做模特,窗外是明亮的建筑背景。使用佳能G9拍摄人像,尽管相机很好的识别了侧逆光的人脸,但是画面脸部的曝光不足。而在同样参数设置下,佳能G10会自动校正并提亮侧逆光拍摄的人脸暗部细节,获得正确的曝光值同时依旧保持足够的背景细节。毫无疑问,使用这样的相机来给亲友拍到此一游照片一定会非常方便,即使是完全不懂参数设置的新人也能拍摄出曝光正确的人像照片来。
高感光度画面质量是否改善?
佳能宣称的DiGiC 4第二大特性是改善了相机在高感光度下的画面质量。我这里有三组不同光线环境下,不同感光度设置的G9/G10对比图,把图片拖拽到新窗口后能够看到原始大图。其中第一张图片是两款相机在明亮的阳光下,使用最低的ISO 80感光度拍摄的同一场景照片。画面左面的G9局部,右面的则是佳能G10局部。
厄,从上下这两张对比图来看,如果相机都处在同样良好的光线条件下并且同时采用了最低感光度,我们并不能观察到两款相机之间有什么明显的画质差异(当然,佳能G10的像素更高一些)。两款相机都拥有比较不错的细节表现能力以及画面锐度、反差,同时两款相机也有同样风格的轻微色散。不过,这个问题并不在我们今天的考虑范围内。
下面这两张对比图片拍摄于一家回转寿司店内。此时两款相机的感光度被设置在ISO 400上,而现场光线条件也的确不是很好。ISO 400通常是我们认定的消费DC实际感光度极限。很明显,画面右侧的佳能G10在高感光度细节方面要比画面左侧的G9更多一些,同时画面暗部也不像G9那样已经出现了明显的暗黄色杂讯。
第三组对比画面比较极端,因为感光度已经被我设置到ISO 1600这种极限高度上了。在这种情况下,无论是佳能G9还是G10的画面都充满了颗粒和杂讯,细节损失也极大,如果不做很大后期处理(比如缩小和降噪)的话,画面基本没有多少实用价值了。在这种情况下,两款相机内置的降噪程序也发挥到了极致。我们可以看到,画面左侧的G9画面在夜空中的杂讯明显比右侧的G10更加明显。
我曾经在佳能G10的评测中评述过DiGiC 4的降噪程序特性即将暗部的噪声尽可能的消除,甚至不惜牺牲画面细节;与此同时,对于画面中较明亮部分则基本不做或者少做降噪处理,使得画面这些部分的细节得到了较好的保留。正是这种有针对性的智能降噪处理,使得佳能消费DC的高感光度画质尽管不能和DSLR产品相比,但在同级别产品中处于一定的领先(通常指ISO 400及以下)。
整体来看,DiGiC 4带给佳能DC在高感光度画质方面的提升虽然不如人脸识别改进那样明显,但的确也是可以直接感受的到的。
高清视频渐成未来主流
DiGiC 4带来的第三大改进在于视频。
在2000年夏天的一个夜晚,当我用着属于自己的第一台数码相机富士MX1500在陆家嘴拍夜景时,有路人好奇的问我,这台摄像机是什么型号啊,怎么这么小?这是因为当时很多人还从来没有见过数码相机这款产品,看到正在取景的LCD屏幕上的画面,自然会以为这是摄像机了。我当时很自豪的告诉别人,我用的是数码相机,这是用来拍照而不是摄像的。但是我没有想到,短短十年不到,数码相机在比拼完像素、变焦甚至是人脸识别后,又开始比拼自己的摄像能力了。
虽然我手里的佳能G10并不象同期发布的SX1那样具有惊人的FULL HD高清摄像能力,但至少它在存储格式方面体现了DiGiC 4处理器在视频方面的特长。传统的佳能数码相机采用AVI文件保存短片,而应用了DiGiC 4处理器的新产品则采用MOV文件格式,并且压缩编码采用了目前非常流行的H.264编码。
H.264编码是一种很高效的编码方式,最大的优点就是在保持相同画质的前提下,H.264的文件体积最小。但是这个编码方式也对处理器的编码压缩性能提出了很高的要求,如果没有一颗强悍的“芯”,是很难实时进行H.264的高清编码的。好在佳能DiGiC 4的处理速度足以应对H.264高清编码的需求,这使得我们使用数码相机拍摄高清视频的愿望变成了现实。
下面这张图是两个文件的的属性对比。左面的文件是使用佳能G9拍摄的一段AVI视频,右侧则是G10拍摄的MOV视频。两段视频长度都为10秒、内容也几乎完全一样,分辨率都是640*480的DVD品质。可以看到,在保持了完全相等的画面前提下,原本需要19mb磁盘空间的G10却实际之用了13mb来保存这段视频。按照佳能官方的说法,G10的MOV文件理论上只有G9的AVI文件60%大小。这意味着使用同样容量的存储卡,我们用G10能够比G9拍摄的时间更长久。
本站已经完成佳能SX1的评测报告,而重新升级了固件消除了黑点问题的佳能EOS 5D Mark2也已经在送往本站评测室的路上。这两款产品都有媲美专业高清摄像机的FULL HD视频拍摄能力,尤其是无敌兔更是有着接近电影机的视频拍摄效果,这一切也都是拜DiGiC 4所赐。可以想象,如果没有这样一款能够进行高速度、高压缩比编码的强劲处理器做后盾,我们想要给一款数码相机产品加入1920*1080分辨率视频拍摄功能的愿望还要过很久才能实现。
从DiGiC4看未来DC处理器发展
不光是佳能,如今其他厂商也逐步意识到数码相机性能的竞赛除了体现在像素、感光元件素质、机身设计、镜头光学指标等方面外,一款相机采用的核心处理器以及与其相配套的处理电路也是非常关键的。所以在佳能有了DiGiC处理器后,松下立即开始主打“维纳斯”引擎,索尼开始有了碧昂斯,奥林巴斯则推出TruePic处理器,尼康则推出EXPEED整体处理概念,就连一直靠埋头改进SUPERCCD设计的富士也推出了号称“人品爆发”的RP引擎。
和电脑用CPU主要以运算速度为衡量指标的竞争方式不同,数码相机上的各种处理器、引擎一方面要不断提升自己的运算能力以应对日益庞大的像素开销和高清视频编码压力,同时也不断的在诸如人脸识别、阴影辨识、动态追踪等方面进行改进。另外,一直困扰着数码相机用户的高感光度画质问题,也随着富士F10的出现而展开一条新思路——原来因为面积小而先天不足的消费DC高感光度画质问题并不是绝症,在感光元件工艺与特性暂时没有得到大幅度提升情况下,如果你有了一个出色的降噪算法和一个足够快的处理器,你同样能够获得“看起来很纯净”的高感光度照片。
有人预计在进入2009年后,各大DC厂商之间已经持续了大约2年的这一轮像素竞赛将又一次进入一个相对平稳的缓慢增长期(上一次停顿出现在以佳能PRO1、索尼F828为代表机型的800万像素时代),而此时各家厂商的竞争焦点将重新回到画面质量上。展开来说,就是看谁的相机在高感光度下的画面最纯净,谁的画面细节最丰富,谁的色彩最真实(或是讨巧),还有一个就是谁的视频拍摄能力最强大。而影响这些竞争的决定性因素只有两个:感光元件和处理器的性能。
由于目前事实上只有少数几家厂商(佳能、索尼、松下、富士)垄断了感光元件的生产与供应、所以DC厂商们想要在这种竞争中取得领先地位就一定会在处理器(引擎)的开发上下大力气。即使你拥有了不错的感光元件,但是如果你没有能够充分发挥这个感光元件性能的处理器与配套电路,那么最终的成像效果很可能就不如同样使用该感光元件(CCD或者CMOS)但在处理器和电路设计方面更胜一筹的产品好。前段时间我们曾经怀疑索尼a900和尼康D3x采用了同样的CMOS,但两款相机在高感光度(ISO 800以上)下的画质差异或许就证明了这个问题。
可以确定,2009年的数码影像竞争重点之一就是各家厂商的处理器性能之争。我们在未来一定能够看到拥有更高处理速度、更大数据吞吐能力、更强降噪、更优化曝光甚至是更加省电环保的新型影像处理器出现。佳能的前三代DiGiC处理器都是差不多每隔两年升级一次,不知道下代DiGiC 5处理器是否能够打破这种更新频率,在2010年中,甚至是2010年初就带着一大批佳能新品杀到我们面前!
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