强悍的索尼1600w（深空入门单反选择与探讨）

曾几何时，各大天文论坛只要提到天文摄影首选单反必是佳能的天下，究其原因有如下
1、原始无机内处理RAW数据
2、天文摄影界最适合改装的机身结构
3、aps单反界最短法兰距要求
4、相对轻便及廉价的入门机型
5、天文周边配件齐全
6、佳能品牌的业界具影响力及知名度
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其中第一项对于天文摄影来说是最致命的，无法关闭机内处理则意味着无法获得最原始的数据，更要命的是默认长时间降噪会大大延长曝光时间（曝光5分钟还需再等待2分钟以上，才能拍第二张）。大约在2009年前，业界除佳能之外的单反却无一能关闭长时间曝光降噪,包括以下几款（不完全统计，所列出为本人确定无法关闭）
Nikon d60 d70 d80 d90 d200 d300
Sony  A700 A500
pentax k20d k200d  k7 km kx
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单反发展史
细心的朋友可以发现以上诸多要素中，也只有第一项是与天文摄影图像直接有关。
2008年是单反乱战之年，也是cmos分水岭之年。sony推出了新款1200w cmos传感器，没记错的话是用在了尼康D90上，这也成就了第一款支持摄像功能的单反。并把aps单反的最高ISO推向了6400，业界哗然，（要知道那还是ccd cmos平分秋色的年代） 佳能同期发布了50d，把像素之争推向了无可救药的深渊。

2009年sony发布IMX071 1600w CMOS。年底发布的自家的a580，宾得K5，尼康D7000皆是同一款。同年佳能发布1800w像素apsc旗舰7D，性能规格指标之高令人叹为观止。一场孰优谁劣的旷世粉丝持久战由此开打……

说到这里，你也许要问这与天文有什么关系？殊不知正因为此块cmos之强劲导致各大厂商纷纷放开降噪处理权限。上文提到的三款机型已可以关闭长时间降噪了（至少从表面上看是如此）
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现在就来讲讲今天的主角——SONY IMX071
IMX071是索尼推出的一款APS-C画幅CMOS影像传感器
性能卓越，画质不俗，受到很多厂商的青睐，在多款热销机型上被采用，下面盘点一下:
PS：不同相机的通道数，微透镜，滤色片排列，低通稍有区别，还有的加入了相位传感器，但都是源自IMX071：
尼康：D5100、D7000、Coolpix A
宾得：K5、K30、K5Ⅱ、K5Ⅱs、K01、k50
徕卡：X2
富士：X-PRO1、X-E1、X100s
索尼单反：A580
索尼单电：A35、A37、A55、A57
索尼微单：NEX 5N、NEX C3、NEX F3、NEX 5R、NEX6、NEX-3N
一共24款机身！

当然不同机身IMX071传感器细节上还是有区别的。
其中徕卡X2和富士X100s定制了微透镜，使边角成像更好。
富士的三款都在IMX071传感器基础上，增加了富士自己设计的X-Trans特殊排列的滤色片设计，无低通

这款1600w CMOS究竟有何能耐,竟能让如此之多的厂商青睐?
首先让我们了解一下几个重要评测参数
1、动态范围         在一次曝光中ccd能承受的最大不饱和及最小能感知光量区间，通常单位用EV（档）来表示，
2、QE                  传感器光电效应激发率，常用百分比表示
3、Noise              俗称噪点成因有很多：暗电流 热度 读出速度 电路设计等都会对其有影响。
2012年根据法国DXO实验室的测试，排名前十的单反如下：
1   Phase One IQ180 Digital Back
2   Phase One P65 Plus
3   Nikon D3X
4   Phase One P40 Plus
5   Pentax 645D
6   Nikon D3s
7   Pentax K-5
8   Sony NEX-7
9   Nikon D3
10  Nikon D700
11  Canon EOS 1Ds Mark III
12  Nikon D7000
13  Sony Alpha 580
14  Nikon D5100
15  Canon EOS 5D Mark II
16  Sony Alpha 850
17  Sony Alpha 900
18  Sony SLT Alpha 77
19  Hasselblad H3DII 50
20  Sony NEX-5N
结果非常意外，使用此块cmos的单反排名全部进20之内，部分机型得分高于全幅乃至中幅数码！
其中在动态范围项得分突出，部分机型低感近超过了动态范围14档！而佳能全幅最高机型仍在12档左右徘徊。
动态范围
动态范围越高的机型保留暗部/亮部的细节的能力越强。换句话说；动态范围在暗部差一档，那较好的
单反可以减少一倍的曝光时间，而获得同样的暗部信息量！


单反最高动态范围一般与ISO增益成反比，以尼康D7000为例iso每升高一档，动态范围下降也约一档。于是这就有了权衡（既不能iso太低使得曝光时间过长图像太暗，也不能iso过高导致动态范围丧失）


下面是一个很极端的例子，“大致讲的是欠曝10档的照片依然能保留大多数信息”
http://www.dpreview.com/forums/thread/2898398

During recent testing, our good man dgaies shot a series of ISO80 pushed samples. And I thought the 51200 exposure version was rather impressive to say the least.

According to dgaies , the initial image actually resulted in a 9.5 EV underexposure. Taken at ISO80 but metered at ISO51200.

And that resulted in a a little more than 10 stops in RPP to get it looking right(no clue why). If memory serves me right it was along the lines of:

+9.10 Exposure
+2.5 Compression Exposure

The Compression Exposure as used here acts as a sort of boost, though its real purpose is to compress DR. And the two sliders typically share eV values.

For those who are asking, the original frame was black. All black!

There was nothing to see at all. And since developers such as ACR or LR don't commonly extend beyond 6 stops in RAW, I didn't see much sense in posting the original DNG. However, if dgaies is up to it, I'm sure he can arrange something for file: 0091: 80/51200

Either way, here's what the screens look like:

Original:

                               
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ACR's Best Attempt

                               
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RPP Adjusted

                               
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QE
在http://www.sensorgen.info/ 公布的测试结果中，使用该传感器的单反QE普遍在46-48%，而同期佳能aps机型最高的也只有41%。写到这里我特意去找了一下冷冻ccd的qe
qhy8L ICX413AQ  60%  
qhy9   8300         55%
qhy11  11000      50%
16803                  60%
q22 icx694           78%

从中可以发现，目前市售apc单反与冷冻ccd在qe上有质的差距（佳能某些机型更低）。不过2013年的新款传感器已经将qe提升到了新的高度，同时d800 6d等全幅机型在qe上已与冷冻ccd处同一水平。
噪点
之所以推荐它是因为这款cmos的控噪也极其优秀，甚至已打败了某些全画幅单反。
同时暗部宽容度的问题在图中有很好的体现。
下面是一个很有意思的测试，拍摄照片是故意过曝或欠曝，再将其拉回正常曝光后的噪点情况：
原文摘自http://www.flickr.com/photos/alpi-costerni/5572392577/in/photostream/

对比机型5d2 iso200


对比机型k5 vs 550d


本人及论坛885645大侠测试的结果
ISO1600 曝光时间300秒 室温22度左右 相机内温度28度，450d制冷后大约3度
评测源文件如下（附赠Kx样张）
http://pan.baidu.com/s/15Rxpf
结论：佳能的噪点多以红色为主，当超过临界值后会将整个画面染红，后期处理难度颇大。而索尼芯片在这种情况下仍能保持较好显色性
相关讨论链接

单反温差25度的区别（重新更新）

重发佳能550D与450D的同环境对比测试，550D依旧获胜
重发佳能550D与450D对比测试【个人推论在87楼】
天文摄影1000D与450D噪点测试,550D,500D打酱油...
450D、500D、550D用于天文摄影的噪点测试
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最后，时代在进步，在各位纠结选择哪款机型作为天文入门机的时候不妨换一种思维,跳出佳能xxxd选择定式，出片好才是硬道理！

再解答几个大家关心的问题
1、用这款cmos的相机能获得原始的数据吗？

尼康方面：据我所知，尽管尼康单反可以关闭长时间曝光降噪，但是仍有Mod3的问题即对raw数据微处理。处理强度与d80年代比那可是小得多了，作为爱好者完全可以忽略其影响。

宾得方面：以k5为例，在iso3200以下可完全关闭降噪。3200开始即使关闭了降噪引擎也会介入，其表现形式为彩色噪点变成黑白噪点。所幸深空天文摄影iso1600也到顶了，可放心使用。

索尼方面：索尼使用该cmos的机器众多，但是真正适合天文的就a580一款，可关降噪，可放心使用（nex系列无法关闭降噪无快门线接口，A系列半透镜悲剧）

2、改机及周边配件会有问题么？
这个问题也曾困扰本人，巴德并没有生产宾得的改机滤镜怎么办。后来我硬着头皮根据传感器尺寸大小订了acf滤镜，事实上改机滤镜玻璃是远远大于IMX071的成像面积的，只要舍得拆肯定就能改。最后我也用上了改机版的k5。
周边配件1、内置滤镜 那是不太好搞的，这点也是佳能法兰距的优势导致的。
              2、快门线     买相机的时候注意机身需带快门线接口即可，如只带红外快门窗请三思。
              3、改制冷     除了佳能，别的品牌改制冷没有先例。我也曾想过拆过，但结构确实不适合改。

3、k5 d7000价格高，有没有廉价的选择？
在我看来 K30 a580目前新机价在3000左右，带快门线接口，是很不错的选择！
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展望：索尼今年推出了2400w aps cmos，在尼康宾得及自家的微单上广泛使用，从数据上来看性能依然强劲！下一个天文摄影机皇是不是它呢？让我们拭目以待……

沙发自己做，欢迎扔砖！

不看好24M型号的天文应用，高感和宽容度都有下降
当然除非你想用个高像素密度的机器代替巴罗的效果……

其实LZ有点做无用功，真的
有些人永远是不会理解这些的，也不会去用心钻研数字成像技术
而且你也妨碍了人家做冷冻机的生意，出力不讨好，何必呢
好东西不见得就一定要跟别人分享，好心也会遇到驴肝肺的

非常详细呀 配合图文并茂 很容易理解
我拍的照片偏红我可不可以这样认为 我的相机已改把滤镜拆了 日常拍照就是偏红的 还是就是我的制冷控制器显示屏显示的字体也是红色的 照片是在箱子里拍的 因为光源是红色的是不是也会照成这样？ 如果我理解错误了请指出

ecloud 发表于 2013-10-18 00:18

                               
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其实LZ有点做无用功，真的
有些人永远是不会理解这些的，也不会去用心钻研数字成像技术
而且你也妨碍了人家 ...

话也不是这么说的。GS做的是标准的对比测试，所有相机在同一起跑线，用数据说话，用样片说话。不管好多少差多少，事实就在眼前。而你在上一篇帖子里面，并没有给出真正的长曝光对比测试样片，只靠理论和嘴皮子，是不能让人信服的。而且关于深空摄影靠提高ISO来减少曝光，以及30秒出片的论调是极其错误的。还望有空多研究一下深空摄影的相关技术，不要把日常摄影的理论照作为深空摄影的理论。两者是有一些区别的。所以在这里，我非常支持GS这种实事求是的精神，俗话说事实胜于雄辩，实践出真知。

初来乍到，越来越感兴趣，曾经对摄影痴迷过一段时间。

什么器材都用过，K5是我的入门机，用过几年，号称神机。高感机内降噪，黑白噪点，仔细看有一些涂抹的痕迹。大概懂LZ的意思，没必要追求什么器材，适合最好。

我用便携数码机出RAW一样拍星空星轨，只不过后期的工作大一些。
至今还没有天文镜，正在学习中…

whyaaaning 发表于 2013-10-18 00:52

                               
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话也不是这么说的。GS做的是标准的对比测试，所有相机在同一起跑线，用数据说话，用样片说话。不管好多少 ...

   +1  
呵呵 ！妨碍别人做冷冻相机生意的话都说得出 有所指呀！不管说的是谁
还好我DIY的制冷相机只是自己用 这点在论坛里面早已说出 不然还真中招了

    还有就是为了真实的反映450D长时间曝光的颜色 我刚刚又拍了一张 300秒 ISO 1600  
   把制冷控制器显示屏用胶布盖住 窗帘拉上 再拍了一张 原图加百分百裁剪



  

K5党路过   强帖需顶

营养贴 不得不顶 谢谢了 收藏一下 改机应该是偏红的吧 偏红噪点可能是改机带进的 或许我说 因为没有对比

whyaaaning 发表于 2013-10-18 00:52

                               
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话也不是这么说的。GS做的是标准的对比测试，所有相机在同一起跑线，用数据说话，用样片说话。不管好多少 ...

请不要捏造别人的观点再加以批驳。第一我没有说过深空要拍30秒？我有这样的原话的话请您抓图为证。我在上贴只是手头上找不到其他2000边长的片子，只有两张30秒的。第二，至于提高ISO也是有语境的，而且真正的专业设备确实是用得很高的ISO，这个您有兴趣可以查查NASA的探测器上的CCD都是怎么用的。我没有兴趣没有时间去成天折腾设备评测来跟人抬杠，所以，所有抬杠贴我一律不回。这种东西在论坛上毫无意义，就像即便LZ有这么详细的评测内容，一样大部分人是不服的（不信咱们可以静静的看将来的回帖）。这种情况是中国论坛的常态。“我用的设备是最牛B的”，或者“我想要买的设备是最牛B的”几乎是所有人（不光是天文论坛）的心态。何必做伤害人家感情的事情呢，这就是我对本贴回帖的意思。信服不信服什么的，我不关心，也没有意义。每个人都有自己一套觉得很正确的理论。我既不做这个生意，又没想在这个小圈子刷存在感，为什么非要让别人信服我呢？做这个无用功，也没什么好处可拿
LZ是个执着的人，我挺钦佩，花了这么多的时间准备材料和码字。既然您赞同本楼，不知道究竟是不是赞同LZ最终的观点呢，呵呵

whyaaaning 发表于 2013-10-18 00:52

                               
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话也不是这么说的。GS做的是标准的对比测试，所有相机在同一起跑线，用数据说话，用样片说话。不管好多少 ...

另外，说道深空摄影的技术。我不知道现在这圈子里的人是好为人师呢还是真的有所造诣。
最近还正在研究一些问题，有很深的疑问，国内找不到相关资料和评论。
如果您可以给我解惑则最好了。
关于扣暗场这件事情，貌似暗场本身就有3种方式，究竟有甚不同熟优熟劣，或者有什么相应的应用环境？Nebulosity推崇的先做Stack后做RGB染色，有什么理论依据呢？Pre-RGB状态下的伪色点它是靠什么原理除去的呢？Nebulosity还推崇对Flat帧进行4X4甚至更大面积的混杂，这样的话那怎么跟Dark-Flat配？Dark-Flat还有什么意义？貌似不光Nebulosity也有其他软件这种论点。
先提这几个问题吧，望解惑{:soso_e100:}

请问楼主说的 A系列半透镜悲剧 是指什么？半透镜可以抬起来的啊？

gs2c非常棒！实践证明这块传感器已经成为天文摄影单反的首选。

whyaaaning 发表于 2013-10-18 00:52
话也不是这么说的。GS做的是标准的对比测试，所有相机在同一起跑线，用数据说话，用样片说话。不管好多少 ...

是啊，玩过制冷ccd的都应该知道深空摄影玩的是啥？是暗部细节，拼的是信噪比。对比暗部提亮的测试很有道理的。暗部包含多少细节，决定了天文摄影的效率。而究竟优化暗部还是亮部？这个问题不同厂商有不同的对策。c家的策略是最大程度优化近过曝区的细节，暗部的信噪比却不高，在最黑的部分是没有信号响应的。
而n系(包括nikon自己设计的传感器和索尼的传感器)，则是在人眼看不到的最暗部都能找到信号。

日常摄影时，这个问题影响不大，佳能的机器你就略微过曝一些，尼康的机器你就略微欠爆一些，都能得到好的画质。但在天文摄影中这个问题是致命的。你爆了1/1000s的片子，加一档曝光，暗部响应高了，曝光变成1/500s，无所谓的，可是你10分钟的片子再加一档曝光变成20分钟？显然已经降低了整体的曝光效率，人家索尼的传感器累计曝光4个小时的片子，佳能要5个小时才能得到相似的效果。

另外补充一点，ccd的ADC是外置的(这是某一次q博士说的)，泥坑用ccd的老机型噪点大，那是因为那时外部电路实在太糟。同一块传感器，d40噪点奇大，Q8L画质就非常纯净细腻(即使不开制冷)。所以不要认为“cmos就比ccd高感好”，相反，如今的单反，噪点特性是频域分布宽，后期一降噪全是色块(低频噪点)，缩图也难看。而ccd的噪点频域分布很窄，而且均为高频，稍微一降噪就看不到了。

还有关于冷冻单反生意的问题。其实机器谁家好谁家坏，玩多了自己心里都有数。如果未来n系，p系的机器成为天文摄影的中坚力量，那商家们自然会拿这些机器来做冷冻单反。对于商家来说，选哪家单反并不重要，产品有市场才重要。

885645 发表于 2013-10-18 00:27
非常详细呀 配合图文并茂 很容易理解
我拍的照片偏红我可不可以这样认为 我的相机已改把滤镜拆了 日常拍 ...

他说的这个是噪点特性偏红。

ecloud 发表于 2013-10-18 02:29

                               
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另外，说道深空摄影的技术。我不知道现在这圈子里的人是好为人师呢还是真的有所造诣。
最近还正在研究一 ...

呵呵。。。不觉得这里有哪些人是好为人师的，反而看到有人处处自以为是。
   这里没有什么理论家，也没几个专业天文摄影大师。大多数同好对深空摄影的理论也没有什么兴趣（包括在下），只不过是把前人的成果拿过来用罢了。数字天文摄影发展了这么多年，前人积累了大量的经验，而且也是通过诸多实践检验过的。当然，随着技术发展，总会有过时的东西，总会有新的理论出现。不过在新理论出现之前，请尊重前人的成果。因为它对大多数同好仍然具有指导意义。如果您有新的观点和理论，欢迎提出，并实践之。不要拿些几十秒曝光的“老三样”来说明问题，因为那样的照片的确什么也说明不了。当然您也可以说那些就是随手拍个风景啥的。。。呵呵，一个对自己的作品如此不严谨的作者，他创造的理论会是怎样的，在下不敢妄想。。。
   另外，所谓“我用的设备是最牛B的”，或者“我想要买的设备是最牛B的”几乎是所有人（不光是天文论坛）的心态。明显您对K5也是这个态度。其实这也没啥。关键是要出片子，拿事实说话。gs2c同好的作品很值得赞赏，的确可以看出K5在天文摄影方面的巨大潜质，而且为此做了严谨的评测。
  关于理论，在下的确不懂。如果您兴趣，推荐王维豪博士的《星野摄影》一书。里面倒是有许多理论性的东西（反正我是没时间去搞懂它{:soso_e112:}），也许对您有些帮助。

楼主就是偶像！{:soso_e179:}

好贴，收藏