對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

其實想做索尼A9和佳能1DX2對焦性能PK這個主題已經很久了,因為這兩臺機器在我手上也已經有相當長的時間,一開始沒做的原因是我並沒有在相同的主題下使用它們,即便它們都定位為體育和野生動物攝影主題。而最近A9升級了5.0版固件,而且我同時又入手了135GM來拍攝人像,正好與原本1DX2+135L的用途相重合,這才有了正式比較它倆的契機……

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

注意:這篇文章只比較A9和1DX2的對焦及其衍生體驗而不涉及其它。嚴格來說這其實也就是在對比片上對焦系統和分光二次成像獨立線性CCD對焦模塊的性能差異。此前一直沒用A9拍攝人像的一個關鍵因素就是它缺乏良好的人臉和眼部追焦機制,所以一直以來的索尼人像主力是A7R3,而5.0版固件正好就為它更新了動態物體觸控追蹤和人臉眼控識別……這恰恰是這兩大對焦系統的第一個區別:片上對焦系統可以有成百萬對對焦檢測像素,本質上是檢測點擴散函數的最小收斂值,通過升級固件的方式,把已成熟訓練的人臉、人眼點擴散算法錄入其中,就能實現人臉人眼識別,基本可以理解為數字化程度很高的對焦模式。而單反相機的獨立線性CCD對焦模塊,是通過檢測二次分光後的點擴散函數在極大值時空間位置,以此為依據來確定對焦鏡片的推動方向,而這個過程是以模擬的形式呈現,幾乎沒有辦法通過數字算法來後期加成。

換言之,單反的對焦系統上限基本取決於硬件端,而無反對焦的上限則更多取決於算法(當然,傳感器設計也很重要)。那麼,正式進入對比環節,一點一點來逐步梳理吧。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

首先來看相位差對焦覆蓋區域,無反的片上相位差對焦點與成像像素同等大小,所以可以做到非常小且幾乎可以完全覆蓋整個畫幅,單反的線性CCD因為是分光二次成像,只能利用入射光線的1/3左右來對焦,因此CCD上的對焦像素需要做比較大才能保證足夠的靈敏度,再加上一分為二的對焦光線也意味著對焦基線也必須符合配對原則,所以檢測線會受空間位置限制,對焦點相對少且覆蓋面積小(要做到幅面覆蓋且支持較大光圈,線性CCD的面積就要做得比成像傳感器還要大不少,這顯然是不現實的),在拍攝時

A9幾乎可以滿取景器追焦,對焦點而1DX2只能在有限的取景範圍內對焦,當然對於技術非常成熟的職業攝影師來說,這個差距是可以用經驗彌補的,但A9的門檻顯然要更低一點。

不過,單反的單個對焦點可以做不同方向的檢測線交叉,比如十字和X字,片上相位差對單個焦點只能做一個方向,目前所有都做的是一字型,所以在拍攝水平條紋時片上相位差會比較容易對焦失敗,而此時單反可以通過縱向或X方向檢測線來實現對焦,注意看下圖同一顏色的檢測線交叉點就是對焦屏上對應的米字、十字、一字對焦點:

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

當然,在實時取景模式下1DX2有覆蓋整個畫幅的全像素雙核對焦機制,這個設計其實就是片上相位差對焦設計的變式,理論性能上限還更高一些,但當把取景、對焦、成像全都壓在傳感器上時,也就意味著對讀出速度有著很高的要求,特別是既想要快速追焦和高速連拍的情況下,A9有臺積電16nm製程數字層的堆棧式傳感器壓陣,速度足以碾壓抬起反光板後的前照式1DX2。

接下來進行追焦性能測試,1DX2搭載135mm F2鏡頭,A9則選擇了135mm F1.8 GM,這兩者都是超聲波對焦馬達,速度都很快(畢竟只需要推動極少數小尺寸鏡片),如果硬要說135L時代久遠,那1DX2作為高電壓機型的高驅動力也能補上這個所謂的不足。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

我設置的拍攝環對象是一個懸掛於天花板飾吊鈴,目標的畫幅佔比不算小,背景與主體亮度反差較明顯,拍攝物距在1.5米左右(靜置吊鈴時),算是一個比較利於追焦的環境。在拍攝時以左右、前後以及畫圓等方式搖擺這顆吊鈴,搖擺起始位置相同,所以每次拍攝的擺幅(大約前後、左右各1米)和擺速不會有明顯差異(第一次單向擺動的時間是0.35秒左右,也就是峰值平均速度粗暴估算為12km/h),可以比較準確反應不同機身的追焦性能。

首先我採用的是中心追焦模式,也就是移動相機來追蹤吊鈴,使它儘量位於畫幅中心來進行連續追焦,其實這也是大多數飛羽或體育攝影會用到的拍攝模式。在這個模式下1DX2和A9都能比較準確地抓住擺動中的吊鈴,兩者的出片率基本是相當的。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

事實上在日常拍攝裡,兩者在這種追焦方式下拍攝確實也沒什麼區別,但當拍攝人像時就會有比較明顯的差距,A9的新固件可以很好的追蹤人臉,哪怕是側臉也能認出來,稍微正面一點就能迅速抓到眼睛,如果是拍運動中的人物,比如運動員或很活潑的小孩,這個功能會牢牢鎖定主體,非常好用,在這方面1DX2就要稍微遜色一點,特別是當主體一不小心跳出對焦區域後,再回來時就比較難找回了,而A9哪怕是主體離開取景器再回來,也會馬上找到眼睛,拍攝單一或少量人物時會很好用,人物一多也會找錯,需要通過註冊人臉信息來隨時瞄準你想要拍攝的對象。

第二個測試就是固定機位,讓對焦系統在對焦範圍內自動追蹤擺動中的吊鈴。這個對比測試的意義在於我們在拍攝不規則運動主體時,往往很容易脫離理想對焦位置(比如中心),這時候就需要在整個對焦範圍內都能積極響應,事實1DX2有比較複雜而具體的運動對焦模式可選,而A9相對簡單,只有對焦鎖定與響應程度的五檔調整,對於專業攝影師來說幾乎都能滿足各種主題需求,但前提是一定要熟悉各種模式的設定,比如穿過兒童滑梯密密麻麻的欄杆拍攝小孩時,用正確的跟蹤模式才能保證出片效率。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

實測結果為:無論前後、左右還是兩者結合的擺動模式,只要在對焦區域內,A9和1DX2對焦成功率基本相當,但注意,這裡有幾個比較明顯的差別:首先是前面提到的A9對焦範圍更大,所以取景限制相對要小不少。然後是連拍速度有差別,拍攝均設置為對焦優先,在吊鈴前後左右畫圓擺動時,A9可以全程全速拍攝,重複拍攝了5次,其中只有1次是半途跟丟了,但連拍速度沒有下降(雖然拍錯即是廢片),而1DX2則會出現猶豫,導致連拍速度下降,而且同樣的5輪拍攝,它有2輪都跑掉了。這個樣本或許比較小,實驗環境也不算特別周全,但至少是公平的……所以新固件的A9確實是相當厲害。

而且前面的測試還是建立在對焦系統自動選擇對象的前提下,A9的5.0新固件還可以手動設置追焦目標,AF-C模式下將對焦區域選擇為跟蹤:廣域,就可以觸控選擇對焦點了(這時候對焦系統實際上是從紋理、亮度等細節記錄對焦目標),這個模式下就算是讓吊鈴以更大幅度更快速度移動,A9也不會丟失目標,而且即便是目標在移動過程中短暫被遮擋,重新出現後也能準確重新識別,這是1DX2等單反對焦無法企及的。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

除此之外還有一點,在A6400的測試裡我提到過它在連續追焦時對焦點顯示延遲的問題,也就是看取景器你還以為跟焦失敗,但看照片其實是跟上了的,這就是傳感器輸出性能跟不上節奏的表現,而1DX2為代表的單反對焦系統也會有這個問題,因為放下反光板對焦+取景和抬起反光板成像有時間差,所以1DX2在固定機位自動跟焦快速移動物體時,對焦點顯示是有延遲的,但A9就完全沒有這個問題,主體跑得很快的情況下連拍,對焦點也能跟上。這是並不會影響實際出片,但卻會影響拍攝體驗的差異點之一。

無反做高速機型還有一個曾經飽受批評的槽點是取景器黑視問題,也就是電子取景器的幀間延遲問題,但實際上從A9開始,這個問題就已經不再是問題了,因為它的連拍速度很快,有20fps,而且取景器刷新率很高(120Hz),所以連拍時已經幾乎不會出現黑視,對不規則移動物體的拍攝也並沒有影響,從我這近1年的體驗來看,已經基本與單反光學取景器表現相當,弱光下還更好用

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

所以,階段性總結一下:在拍攝快速移動的物體時(想象一個500ml水瓶在你面前1.5米位置以接近12km/h速度飛過,跑過跑步機的朋友們應該知道這個速度一點兒也不慢,而且相機還要以至少14fps的速度抓拍它),索尼A9的跟焦性能大於/等於佳能1DX2,但注意這個領先是基於雙方都已經可以很好滿足專業攝影師需求的前提下,A9的綜合體驗會更出色一些,而且在關乎於高速拍攝的體驗細節設計上A9和1DX2也是各有優劣,比如5.0固件的A9支持連拍組回放,也就是每一組連拍你可以單獨看,而1DX2就只能混在一起。1DX2可使用CFast2.0存儲卡,標稱寫入450MB/s,而機身給出的寫入在200MB/s左右,A9最高支持UHS-II SDXC,標稱最高可到299MB/s,但機身只能到120MB/s左右,所以在大量連拍後1DX2的寫入時間要比A9短很多。

追焦的部分到這裡告一段落,接下來簡單比較一下弱光對焦性能,這其實是無反對焦的先天優勢項目,因為所有入射光線都可以用來進行對焦,而單反獨立對焦模塊則只能利用小部分光線,只能用超大的對焦像素去補償靈敏度,但亮度的降低是無法避免的。在一個ISO 6400,F2.0也需要1/30秒的光照條件下,A9和1DX2的追焦速度都會下降,像前面測試的吊鈴搖擺就沒辦法跟上了,不過慢速移動的物體還是勉強能追焦,

相對而言,A9的降幅更小,1DX2會更容易丟失目標

而當環境亮度降低到ISO 32000,F2.0也只有1/10秒的環境時,兩者的相位差對焦都無法工作,但區別在於A9會切換到反差對焦模式,而這也是為什麼在一塊這麼先進的傳感器上還要保留反差對焦的關鍵因素之一,1DX2此時只能抬起反光板來同樣使用傳感器反差對焦才能進行拍攝,否則就是無止境的拉風箱。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

還有一個不得不說的部分是對焦精度,從原理來看,獨立線性CCD對焦模塊是將對焦光線再次分光二次成像後,對比位置信息,對焦光圈越大,二次分光的間隔位置就越大,需要更大的CCD面積,這是有設計空間上限的,再複習一下這張圖吧:

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

所以1DX2也只是中心縱列5點可以利用對焦CCD相對更長的對角線來做X方向的F2.8斜向對焦點,其他方向最大隻能到F4。這也意味著目前的單反相機最高只能利用F2.8的對焦基線來進行對焦,

因為單反鏡頭是最大光圈對焦,所以最大光圈值大於F2.8的鏡頭只能湊合利用F2.8的基線來對焦,導致的問題就是對焦精度下降。當然,因為是利用鏡頭的入射光線來二次分光,所以單反鏡頭的對焦精度也受鏡頭球差、場曲等像差的影響,除此之外到成像傳感器和對焦傳感器的裝配光程公差也會導致跑焦。

片上相位差對焦因為對焦像素不需要固定配對,而且可以覆蓋絕大部分傳感器區域,所以對焦點沒有最大光圈的上限,再加上在相位差完成後還能用取點擴散亮度極值,也就是最準確的反差對焦來進行確認,所以無反相機的對焦精度可以做得很高。但說了這麼多,落到實際設計了就必須結合具體的對焦像素分配才能有效發揮,這一點其實A9做得並不好,它的對焦框沒有辦法像富士、松下等品牌機型那樣可以大幅調整大小(也就是一次使用多少個對焦像素),只能在固定的大中小號對焦框中進行選擇,在需要精確瞄準畫幅中非常小部分區域時,A9的單點對焦是不夠準確的

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

而1DX2的對焦像素雖然比較大,但比起A9的單點對焦框還是小不少,反而可以做到比較準確:

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

當然,很多時候日常拍攝會覺得相機對焦不準其實都是拍攝方式的問題,特別是景深很淺的大光圈人像鏡頭很容易出現對焦方面的問題,AF-S的情況下半按快門一個吸氣的位移就可以讓焦點飄掉。這也是人像拍攝時我會優先選擇A9+AF-C眼控

的原因,獨立線性CCD對焦系統沒有辦法做人臉識別,自動跟蹤的時候能不能選中眼睛就聽天由命了(事實上大多數時候都不能),所以人像,特別是半身和特寫是日常拍攝裡最需要精度的主題(體育與野生動物攝影因為距離的關係,很多時候正確對上主體就算成功,而且索尼也已經預告了A9的6.0版本固件還會加入動物眼部追蹤),如果從這個角度談精度,A9還是更強的選擇。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

然後說一說視頻對焦

,5.0版固件並沒有把強大的追焦性能使用到A9的視頻模式當中,只能以反差對焦來做AF-C,導致的結果就是響應速度大幅下降,比如追拍較快速度跑動的小孩,照片模式下的相位差AF-C只要能看到眼睛且快門速度足夠的話,就可以達到超九成的出片率,但視頻模式下雖然可以識別人臉,但因為主體移動速度快且不規則,基本上一直在苦苦追焦,特別是使用135GM這種淺景深鏡頭拍攝時,很容易拍完一分鐘下來臉就沒幾秒是清楚的……而且A9在視頻模式下的觸控對焦設計是“定點對焦”,指哪定哪,系統直接就切換為MF模式了,還得再在屏幕上點取消定點對焦才行。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

相對而言1DX2在視頻對焦上反而更聰明一點,雖然面對快速移動的人臉也是苦苦追趕,但至少它的觸控對焦邏輯是對的,可以指哪跟哪,非人像類追焦拍攝更加順手。

如果要說快速對焦和連拍帶來的影響,A9在20fps下只做了12bit RAW應該是很多人吐槽的地方,這也確實一定會降低它的量化噪聲信噪比,同時降低動態範圍等等,但索尼之所以敢這麼做的出發點應該還是它的主要對象是以“拍得到”為優先的職業攝影師,比如幾乎只拍JPEG的體育記者,12bit RAW帶來的負面影響微乎其微,換來的20fps卻實實在在能提升他們的工作效率。

順道說說,A9沒做20fps@12bit並不是傳感器的問題,4240萬像素的A99M2就可以做12fps@14bit,這個輸出數據帶寬已經超過了A9,而且A99M2還只是背照式而非堆棧式,事實上A9很大程度是被輸出電路帶寬給限制了,偏慢的寫卡速度就是表象之一,而這應該會是A9M2會著重改觀的一個方向。

對焦性能PK:新固件索尼A9對決佳能1DX2

總結一下,A9在我剛拿到的時候其實也有過很多問題,那時候我也覺得它並不能替代速度型單反相機的功能地位,但每一次固件升級都會帶來一些比較明顯的提升,這一次的5.0版直接就讓它實現了超越1DX2等主流體育機的重要一步,而且坊間傳聞今年夏天就會推出A9M2……也就是說它會直接與佳能1DX3和尼康D6正面對抗,考慮到線性CCD對焦模塊的進步空間著實有限,這很有可能就是全畫幅速度機的最後一次形態之爭,佳能尼康應該很快就會推出自家的速度型無反,併發力於下一個奧運年。

最後,還是那句話,在時下來看1DX2和A9都能滿足職業攝影師的對焦需求,這是一個強與更強的討論——基於我的長期使用經驗,從對焦的角度而言,我更看好無反的未來……


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