任何商业产品领域都讲求一个江湖地位,就相机而言,全画幅APS-C就不仅仅是传感器面积,在规格配置上也会因定位的关系而“被拉开”差距,毕竟这两者很大程度上还存在交错竞争的关系,手心手背都是肉。那么问题来了,如果是一个没有全画幅,而是以APS-C+中画幅为代表的品牌,在不存在竞争、各自都能全力发挥的情况下,APS-C又能做到怎样的水准?

我这个人最喜欢先抑后扬,那就先说说在工艺相同的情况下,APS-C哪些方面会受天花板限制而很难超越全画幅。主要就是暗光(信噪比)和风光(动态范围),因为从定义来看,信噪比是满阱信号/总噪声,前者由传感器画幅直接决定,而在弱光下开启高增益后环境自带散粒噪声成为主要噪声源,而散粒噪声信噪比为信号值的平方根,也就是信号值越大,信噪比越高。散粒噪声主要产生在像素内,由光生载流子和热载流子所产生,我们以程控电压调节(ISO)为中间级,散粒噪声就属于前端噪声,有:

不难看出当ISO增益较大时,输入信号总值的高低就决定了系统信噪比的高低,因此也不难理解画幅越大,信噪比越高的原理。信噪比特别是弱光信噪比是可以跨越商品定位的,低端APS-C在高感光度下信噪比也不一定会输给高端APS-C,同理,即便是非常强悍的机身,比如D850,在弱光信噪比也高不到哪里去,毕竟光生载流子属于绕不开的半导体特性(当然,高像素缩图输出的情况下可以很大程度挽回颜面)。
而动态范围的基本定义是满阱信号/零输入响应,也就是传感器本身自带的噪声,如果还是相同工艺的APS-C和全画幅,本底噪声的差别也相当细微,但总信号值的差距就比较明显,因此在基准ISO下,大底占一点起手优势,但不绝对,比如尼康D7500甚至可以跟自家老大D850一较高下(因为作为除法分母,一点点的变化也会大幅影响最终结果,比如100/2就大于120/3)。

不过这种事情到了今年新技术的A7S3推出后就会成为历史,当然这个是后话,A7S3我应该也会第一时间入手替换GH5S,到时候可以做一做测试。那么回到XT3上延续信噪比的话题,我用近万元的XT3对比2000元不到的佳能M100,看看两者在ISO6400下的弱光表现有何差异:

上图为XT3,下图为M100

有三个点需要注意:
首先是这两者的噪声表现几乎没有区别,即便价格差距达到了近5倍,这也正是同为APS-C的一个必然,回顾一下上面那道算式不难察觉到,在当大家为相同画幅,近似的14bitRAW输出(虽然CR2是有损压缩),但高增益下读取噪声被完全淹没,前端噪声特别是散粒噪声成为主噪声源,所以X-T3的高感原始成像并不会像有些人说的那样有什么明显的优势,JPEG的机内涂抹就是另外一个话题了,我相信大多数人还是愿意把主动权掌握在自己手里。
其次是即便在这种感光度下,依然可以明显看出X-T3的成像细节更出色,这是摘除低通滤镜+背照设计带来的高截止频率优势,除此之外X-Trans色彩滤镜也确实可以一定程度上缓解伪色现象,可以参考DPreview的对比图:

仔细看D7500和A6500图中黑底白字的下半部分,可以看到字体边缘出现了色环(这不是色差)。最后一点:我为什么要放完整的PS截图?仔细观察会看到虽然两张照片都是+1/25秒+ISO6400,看起来亮度也是一样的,但XT3的照片我拉了+0.65,也就是近2/3档的曝光补偿,而这也正是富士经常被口诛笔伐的一个关键点——ISO虚标。

ISO12800,1/20秒,F4,上图为EOSR,下图为XT3,亮度差别很明显

光学传感器的工作流程是捕捉光子、转化为电信号、放大电信号(提高ISO)、数模转换、机内处理。富士主要“虚标”的地方就是降低了电信号增益放大倍率,所以当手动设置时就会出现输出亮度比其他机型更低的现象,而自动模式就会降低快门速度(光圈优先时)或增大光圈(快门优先时),这样做的好处就是在“相同ISO”下,成像信噪比会明显强过同规格传感器,甚至战全幅。
不过“虚标ISO”是一顶比较大的帽子,关键点在于如何定义“虚”,首先要明确的是灵敏度数值与ISO是相关不相等的关系,后者基于前者,但不同点在于前者有具体的定义方式,但ISO没有,各大品牌可以自行标注。灵敏度的定义是度量传感器对光辐射的响应效率,灵敏度越高,成像系统所需的光辐射就越少。但目前对于灵敏度的测量方案却有很多种,其中ISO-12232标准和CIPADC-004标准较为常用,前者采用的是传感器饱和测量法,后者则是基于标准输出进行伽玛计算法,这里做一个简单的背景介绍吧。

上式中H是针对被摄物的传感器曝光值,即是传感器照度I与曝光时间的乘积,其中I又可以细化为:

T为镜头透光率,通常情况下假设为0.9,N为F制光圈值。而镜头成像圈存在边缘斜射的问题,这里就要引入渐晕因子(设为0.98)和余弦四次方(设为6度,也就是cos4(6度)=0.9783)进行细化:

将上式导入到第一个算式就有:

为了不显得很复杂,就只解读一下ISO-12232标准吧,在得到上式之后,物方照度对应的饱和照度为:

0.18为灰卡反射率,1.414为饱和反射率,物方饱和照度和饱和反射率的换算为:

这样就能计算ISO-12232标准的灵敏度了:

可以看到,灵敏度的定义有比较复杂的计算方法,会根据物方照度、饱和反射率等变量进行计算得出。但像CIPA给出的灵敏度算式是无量纲的,允许厂商自由标定最终ISO,饱和满阱的测定方法相对而言比较准确,但很多厂商都没有使用这一标准,不过一般同一套系统会用同一套标准,比较少有A品牌B机型与C机型灵敏度标准不一的问题,因此富士的做法其实没有什么好指责的,关键是大家别对它“战全幅”的话题以讹传讹,正常使用并没有问题。而如果要客观公正地对比同一灵敏度下的成像素质,就要保证每套系统的快门速度/光圈平方数值相同,ISO对等在跨品牌的情况下时常会成为变量而非共性值。
近年来对于富士的评价可以说是比较两极分化,抛开这些感性的话题不说,单看硬指标不难发现至少XT3是一台非常全能的机身。
首先它是一台速度机,机械快门下的连拍速度也有11fps,不裁切的情况下电子快门连拍可以到20fps,1.25倍(1660万像素)裁切时可以到30fps,均可拍摄未压缩14bit文件。

电子快门模数转换读出速度在1/40秒左右,比不上索尼A9堆栈式传感器的1/160秒,但XT3的快门组合自由度很高,有完全的机械前后帘(同步速度1/250秒)、完整的电子快门,以及电子前帘+机械后帘,还可以交由系统按不同快门速度区间来划分快门类型,比如1/2000秒以内是电子前帘+机械后帘,1/2000-1/8000是机械,1/8000-1/32000是电子,这样从B门到1/32000秒快门都能直接使用,省去了菜单调节的麻烦。

其次它算是一台能拍好看照片的画质机,无低通滤镜的2600万像素X-Trans传感器解析力相当不错,前面提到了高感光度下XT3与入门级APS-C信噪比也基本无差,但这并不是在给它们划等号,毕竟在那种情况下唱主调的是环境自带的散粒噪声,回到散粒噪声信噪比很高的低感光度下,读取噪声等其他本底噪声成为主角,这时候高低端产品线之间的商业硬定位区别就开始显现了。事实上低感光度下本底噪声的控制能力也是影响信噪比的关键,以前佳能7D、索尼A900等机身低感光度容易翻车的症结也就出在这里。在低感光度下,XT3的后期处理动态范围明显强于佳能M100等入门级无反,而且有着很有意思的自身特色。
所谓的后期动态范围,也就是直方图两端,尤其是暗部的后期提亮幅度,14bit模数转换的上限既然已经确立,那么下限,也就是本底噪声的控制水平就直接决定了XT3的后期动态范围能达到怎样的水准,这时候就只需要合上镜头盖以基准ISO进行拍摄测试即可,因为没有信号输入,ISO增益倍率也最小,光生载流子导致的散粒噪声可以忽略了,与光辐射相关的非均匀性响应也可以忽略。还是以程控放大增益为中间级,前端就剩下了复位管噪声、像素固定模式噪声(相关双采样可消除)、暗电流、热噪声、闪烁噪声、列固定模式噪声(相关双采样可消除)、行随机噪声等,后端则依然有、热噪声、闪烁噪声、列固定模式噪声(相关双采样可消除),还有量化噪声、模数转换的数字读出噪声等等,简单来说,完全消除这些噪声是不可能的,比如降低热噪声就需要增大复位管面积或位线电容都会带来新的问题,而且大多数都需要工艺的继续更新才能逐步降低,比如暗电流,因此这不是一件说做就能做的事情,模拟电路设计上的折衷可以说是无处不在。
XT3的基准ISO是160,首先对比1/30秒的机械快门和电子快门。

上图为机械快门,下图为电子快门,均在ACR里曝光补偿+5(相当于把所有噪声和信号整体增益),并且为了方便目测噪声表现,又把对比度拉到-100。

很明显,同为1/30秒,电子快门的噪声更多,这倒是很正常的事情,有趣的是选择30秒长曝输出时:

上图为机械快门,下图为电子快门:

无论机械还是电子快门,噪声反倒变少了,但此时我已经关掉了长时曝光降噪功能,却依然出现这种情况,说明此项功能其实是默认开启,或者说只能手动控制一部分功能。不过这时候依然可以看到电子快门的噪声要稍稍大于机械快门,因此长曝或日常风光摄影需要实现性能最大化时候,尽量选择读取噪声更低的机械快门。
在日常拍摄情况下,XT3的后期动态范围调整能力算是中规中矩,暗部+4档曝光会出现一定程度的噪声,+3就很不错了,总体是明显不如D7500等强力APS-C,但依然不会出现偏色的问题,这点倒是做得很好:

另:此前看到一篇文章讲到电子快门会影响焦外成像,实测XT3上没有这个问题,就不单独放图了。
色彩是富士经典玄学之一,毕竟是胶片大佬出身,在这方面总会有一些优势。实际上在数码时代,色彩都是猜色算出来的,所以当大家都是14bitRAW的时候,比拼的其实就是色彩文件的算法倾向性而已。XT3有多种模拟胶片效果,其中有不少确实能让人引起舒适,标准模式Provia饱和度适中:

而模拟ETERNA电影胶片色调比较淡,有一些F-Log的感觉,适合拍一些有电影感的照片:

当然也还有鲜艳的Velvia模拟:
不过我是不太鼓励大家迷信所谓XX色彩,因为这是一个比较主观的事情,真的想要色彩漂亮我的建议是买一台好显示器,因为往往这才是瓶颈。PS:XT3有相当高的改红外相机潜质,长波段下对焦像素不会形成横纹,机身内也没有内藏式红外LED,表现比CNS三巨头的当家全画幅无反都要更出色,这也算是个意外收获吧。
第三,XT3的机械相机式操控和耐用性都很“专业”。其实富士即便是在胶片时代的35mm相机除了宽幅的TX系列(也就是哈苏贴牌的Xpan系列)之外也就只有一些袖珍相机了,主攻方向还是在120中画幅上,比如GA645、GW690、GX680等等系列,定位比较老法师,而作为复古范儿老司机,机械操控是是一张必打牌,XT3几乎所有核心参数都可以通过机械转盘或旋钮来进行调节:快门速度、感光度、曝光补偿、测光模式、连拍模式、对焦模式、光圈值……机身上也有很多功能按钮来实现直观操作。除此之外还有VG-XT3竖拍电池手柄,2块电池高压输出时又可以小幅度减缓拍摄延迟并增快对焦速度,而且就算是没有带手柄,4K/24/25/30p的单机最长拍摄时间也可以到29分59秒,比起XT2的10分钟限制要靠谱很多。
XT3的防护性做得也还不错,小雨中实测拍摄没有什么问题,各舱门都有比较好的密封措施,旋转机构件间隙小,同样也有内密封设计,属于相对来说比较耐用的机身。
F-Log动态范围很广,实测可达11.2EV(这时候就不得不放弃仅9EV的ETERNA模拟了,但要求不高的情况下ETERNA模拟使用更简单)。2.00版固件支持HLG4KHDR,也就是广播电视端适用的直出HDR,在认证显示器上直接播放拍摄内容就会看到HDR效果,而且新固件可以一边记录F-Log,一边连接外置显示器以胶片模拟效果预览。