實現(xiàn)了更高層次的高速連拍和高感光度、高畫質(zhì)的一款魔幻機器。

※本產(chǎn)品已于2016年12月停售。    

后續(xù)機種為EOS-1D X Mark II

被認為不可能實現(xiàn)的目標規(guī)格

——此次發(fā)售的數(shù)碼單反相機“EOS-1D X”是專業(yè)級相機中的旗艦機型。研發(fā)項目是從什么時候開始的？

大島

具體的時間不太好說，但是專業(yè)級旗艦機型一般都是在舉辦大型體育賽事時進行同期發(fā)售。此次的產(chǎn)品當然如此，“EOS-1D Mark IV”時也是如此。

——“EOS-1D Mark IV”是高速相機。除此以外，專業(yè)級相機中還有“EOS-1Ds Mark III”這款高畫質(zhì)相機。此次的“1D X”是否兼具了高速和高畫質(zhì)這兩點？

樫山

的確如此。但是它不僅僅是將現(xiàn)有的兩個機型的性能結(jié)合在一起。它的連拍速度和畫質(zhì)都得到了升級。

大島

相比過去，它可以更高質(zhì)量地捕捉運動員或野生動物的充滿動感的定格瞬間，當然也可以將靜止的風景或人像拍得更美。這款相機可以高水平地滿足在專業(yè)級攝影現(xiàn)場的拍攝。

 ——研發(fā)時較先想到的規(guī)格是什么？

池田

必須能夠用35mm全畫幅1810萬像素CMOS圖像傳感器，實現(xiàn)較高12張/秒的高速連拍。在現(xiàn)有的專業(yè)級產(chǎn)品中，搭載全畫幅CMOS圖像傳感器的機型可以實現(xiàn)5張/秒的連拍，而搭載小型CMOS圖像傳感器的機型可以實現(xiàn)10張/秒的連拍，由此您也可以想象這次從研發(fā)一開始考慮的規(guī)格就有多高。

杉森

ISO感光度的設(shè)置規(guī)格也是從一開始就設(shè)定了非常高的目標。標準ISO感光度的上限為51200。而現(xiàn)有產(chǎn)品的較高感光度為12800，因此研發(fā)成員們發(fā)自內(nèi)心地擔心是否可以實現(xiàn)這一水平。

吉田

我也是有這種擔心的其中一人（笑）。

大島

哎呀，我也是。我甚至認為這種魔幻機器是不可能完成的。

改變新聞攝影的高速連拍、高感光度性能

吉田

12張/秒的連拍，顯然意味著在1秒之內(nèi)需拍攝12次，需要一邊控制自動曝光和自動對焦，一邊提取所拍攝的圖像并保存。與此同時，還要消除高ISO感光度下的圖像噪點。這具有非常高的技術(shù)難度。我們明白，這不是通過創(chuàng)新某一個關(guān)鍵元件就能解決的問題，而是需要對搭載的多方面技術(shù)進行重新研發(fā)。

大島

確實如此。對數(shù)碼相機進行如此規(guī)模的重新研發(fā)是很少見的。特別是電力系統(tǒng)的主要元件完全沒有沿用現(xiàn)有機型的設(shè)計，這一點真的非常少見。

——標準ISO感光度為51200，并且可擴展到204800的超高感光度，預計會適用于什么樣的拍攝場景？

原

可以用到很多場景中。比如肉眼幾乎看不到的黑暗事故現(xiàn)場，或者禁止使用閃光燈的室內(nèi)演出。由于缺乏光線，以現(xiàn)有相機無法拍到，或者即使拍到了，所拍攝的照片也無法達到可刊登到新聞媒體上的動作和顏色標準，這些變得可以拍到了。新聞攝影的范圍將顯著擴大。我認為EOS-1D X或許會發(fā)掘出更多新聞攝影的可能性。

高速連拍

將自動對焦感應器的對焦點增加到61點

——在實現(xiàn)更高速的單反相機連拍時，首要課題是不是反光鏡的升降控制？

大島

如果是35mm全畫幅相機，與快門聯(lián)動的主反光鏡必定會又大又重。相應地，位于主反光鏡后方并將光傳送到AF（自動對焦）感應器的副反光鏡也會很重。如果讓這兩塊反光鏡高速運動，肯定會產(chǎn)生抖動。我們將這種現(xiàn)象稱為“發(fā)作”，需要讓它安穩(wěn)下來，停止這種發(fā)作。

——“發(fā)作”這個詞很有意思。如何才能讓它停下來呢？

反光鏡減震裝置

大島

我們安裝了一個穩(wěn)定器（平衡器），以便在反光鏡碰撞時能有效釋放能量，另一方面我們加強了將它們很好扣住的鎖定功能。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，這種反光鏡減震裝置分布在兩處，但這次則在四處置入了經(jīng)過進一步改良的減震裝置。這樣的話，終于能夠達到12張/秒的拍攝速度了。雖然與現(xiàn)有機型的10張/秒相比，每拍攝1張僅縮短了0.017秒，但是這0.017秒之差，在結(jié)構(gòu)技術(shù)方面是非常大的進步。

吉田

我們團隊的使命是確保在12張/秒的運轉(zhuǎn)過程中，每張都能準確地完成自動對焦。此外，它不僅比過去更快，還有改善自動對焦性能的附加條件。這種性能就是將自動對焦感應器的對焦點由過去機型的45點增加到61點，在提高對焦精度的同時，結(jié)合從自動曝光系統(tǒng)收到的信息，自動追蹤拍攝對象的動作進行對焦。僅是像這樣提升自動對焦的性能就已經(jīng)花了很多的時間，因此自動對焦高速化的課題難度就更是加倍了。

——這個難題是怎么攻克的？

吉田

首先，通過提升自動對焦感應器的靈敏度來縮短對焦所需的光積聚于感光元件的時間。此外，我們還使用了更快的自動對焦算法，提高了相應電路的計算速度。這種改良研發(fā)工作是以千分之一秒為單位不斷提高各處元件的處理速度。

嗯。對于非專業(yè)人士來說，真是一項讓人一頭霧水的工作。

池田

極小的速度差異也會對規(guī)格產(chǎn)生重大影響。為了削減千分之一秒，眾多研發(fā)人員共同奮斗了很多天。

僅僅為了實現(xiàn)自動曝光，就搭載了圖像處理器“DIGIC 4”！

樫山

在實現(xiàn)這一系列的高速化中，各個領(lǐng)域都需要電。尤其是使用電機的結(jié)構(gòu)需要電，傳感器、微處理器以及電路也同樣需要電。然而電池容量是有限的，我們的團隊一直在努力省電，以便能多使用哪怕一分鐘，多拍哪怕一張照片，所以站在這樣的立場上，我們無法說出“請隨便用電”這樣的話。在耗電這點上，我們與各個領(lǐng)域的團隊都發(fā)生了激烈的爭執(zhí)（笑）。

原來如此。高速化也牽扯到耗電問題。話說回來，剛剛提到了自動對焦系統(tǒng)與自動曝光系統(tǒng)聯(lián)動的話題?！癊OS-1D X”的自動曝光好像也有很大的進步。

吉田

是的。我們搭建了一個很龐大的系統(tǒng)。我們在相機上搭載了過去無法想象的10萬像素的RGB測光感應器，以及用于其控制、測光以及自動曝光的圖像處理器“DIGIC 4”。

——真是一個豪華的組合！

吉田

我也是這么認為的。因此可以將圖像整體作為一個場景進行解析，甚至通過識別人臉和顏色來準確地確定曝光。這是佳能單反首次搭載的具有重大意義的功能。

采用約1810萬像素的全畫幅CMOS圖像感應器

——CMOS圖像感應器和圖像處理器這兩個核心技術(shù)是在高速連拍的同時實現(xiàn)高感光度、高畫質(zhì)的關(guān)鍵。首先，我想問的是此次搭載的CMOS圖像感應器。它具有什么特征？

樫山

由于它是35mm全畫幅，因此受光面積很大，除此以外，它還采用了微透鏡設(shè)計，每一個像素都能夠不浪費地聚光。另外，通過內(nèi)部電路的改善，將噪點抑制為非常少的程度，色階豐富。

池田

這款CMOS圖像感應器還具有如下特征：擁有約1810萬的高分辨率，同時支持高速讀取。具體而言，實現(xiàn)了現(xiàn)有機型的2倍即16個通道的讀取。這是高速連拍得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

——CMOS圖像感應器讀取的通道是指什么？

池田

它指的是單次讀取信號的像素數(shù)的單位。實現(xiàn)高速化有兩種途徑，要么縮短從一個像素中讀取信號所需的時間，要么就增加單次讀取的像素數(shù)，即讀取的通道。EOS-1D X通過增加通道大幅實現(xiàn)了高速化。

——原來如此。我的下一個問題與基于從CMOS圖像感應器接收的信號制造圖像的圖像處理器“DIGIC”有關(guān)。聽說在這次的“EOS-1D X”中搭載了兩個“DIGIC 5＋”？

DIGIC 5＋

杉森

“DIGIC 5＋”的處理能力大約是“DIGIC 4”的17倍。我們希望通過使用兩個“DIGIC 5＋”進行并行處理，即使在高ISO感光度下也能實現(xiàn)12張/秒的高畫質(zhì)拍攝。

——聽說“DIGIC”每個版本的可自定義的范圍都很廣，越深入構(gòu)建越能發(fā)揮能力。杉森先生，您的團隊這次也在這方面傾注了很大力氣？

杉森

是的。我們與研發(fā)“DIGIC 5＋”的團隊進行了密切合作?？梢则湴恋卣f，我們團隊這次充分挖掘了“DIGIC 5＋”的性能。

池田

這種既要較大限度地發(fā)揮“DIGIC 5＋”的性能，同時還要控制攝像系統(tǒng)的固件的研發(fā)非常困難。我感覺比起現(xiàn)有機型來說，研發(fā)水平一口氣提升了好幾個等級。

絞盡全部腦汁找到的消除噪點方案

——在不斷追求高畫質(zhì)時，如何消除噪點是繞不過去的問題。即使采用了低噪點的高性能COMS圖像感應器，隨著升高ISO感光度，噪點也會變得明顯。而“EOS-1D X”的規(guī)格是即使在較高可達204800這一令人難以置信的高ISO感光度之下也可以進行拍攝，因此“DIGIC 5＋”的噪點處理會不會也很難？

杉森

是的。我們采用了一種新的算法來處理噪點。關(guān)于圖像處理中的消除噪點，過度消除會造成分辨率下降，導致圖像色彩不鮮明，而消除得不夠又會造成圖像變粗糙。也就是說，如何平衡地消除噪點是一個難點。

——影響畫質(zhì)的噪點好像在電路中也經(jīng)常會出現(xiàn)。

樫山

沒錯。我們追求的是在多方面都實現(xiàn)高速化，因此控制機構(gòu)的微處理器、“DIGIC”、電機、電路等的內(nèi)部都是產(chǎn)生噪點的源頭。作為解決方案，首先考慮的就是采用受預計到的噪點源影響少的布局。其次，要在反復測試的同時逐一確定產(chǎn)生噪點的源頭，更換零件和布局。在此基礎(chǔ)上，對于順著電路線進來的噪點，可以通過插入濾波器來消除，而對于空氣中的噪點，則可以采用屏蔽密封來消除。物理措施只有這些，所以不可能徹底消除噪點。剩下的只能通過“DIGIC 5＋”來消除了。

大島

還有一個問題就是，熱量也會使CMOS圖像感應器自身產(chǎn)生噪點。如果進行高速連拍的話，元件的熱量會使內(nèi)部的溫度不斷上升。關(guān)于如何散熱的問題，各研發(fā)部門的負責人集思廣益，較終實現(xiàn)了目標。

在研發(fā)現(xiàn)場被傳承的優(yōu)良傳統(tǒng)

——“EOS-1D X”真可謂是數(shù)碼單反相機中的魔幻機器。您覺得是什么因素促進了其研發(fā)成功？

樫山

設(shè)立一個非常高的目標，為了達成這一目標，絕不允許妥協(xié)。這種研發(fā)傳統(tǒng)是我們成功的首要原因。

杉森

全體研發(fā)成員確實都懷有必須克服高難度目標的使命感。

樫山

　　這種使命感或者熱情，近乎是一種執(zhí)著（笑）。降低目標很容易，但是佳能絕不會這樣做。

——還有沒有其他發(fā)揮了佳能自身優(yōu)勢的地方？

大島

當然，不僅是以鏡頭為代表的光學技術(shù)，通過內(nèi)部制造感應器、圖像處理器等關(guān)鍵部件而積累起來的技術(shù)也都發(fā)揮了良好作用，但是更重要的研發(fā)優(yōu)勢是各個技術(shù)領(lǐng)域的合作能力。

池田

我也有同樣的感覺。每當我們遇到問題時，團隊領(lǐng)導就會立刻聚在一起討論解決方案。聚在一起的領(lǐng)導者都是各自負責領(lǐng)域的專家，因此我感覺可以充分達到合作的效果。

吉田

諸位前輩的技術(shù)積累和傳承下來的凝聚力支撐著今天的佳能。

——在此次研發(fā)中，剛好在完工時期發(fā)生的東日本大地震對研發(fā)的影響是不是很大？

大島

的確有影響。當時，我們因為不知道試制零件什么時候可以交付過來而不知所措。因為試制品的測試是不能省略的步驟。

樫山

尤其是電子零件受到了影響。有很多零件委托給了在東北地區(qū)有工廠的零件制造商。不過即使如此，我們還是設(shè)法消化了日程上的延遲。這要歸功于零件制造商的努力。

即使是這樣厲害的魔幻機器也只是通往下一個產(chǎn)品的中間站

——是這樣嗎？雖然你們遇到了非常嚴重的事態(tài)。但是，即使如此，“EOS-1D X”的發(fā)售日期也已經(jīng)確定。你們希望這一里程碑式的產(chǎn)品在市場上獲得什么樣的反饋？

吉田

我當然較希望“EOS-1D X”可以占領(lǐng)運動報道相機市場。

樫山

那樣較好不過了，無論怎樣，我們都希望能夠得到目光挑剔的專業(yè)攝影師的高度評價。沒有什么會比聽到很多專業(yè)人士說他們以我們沒有設(shè)想到的拍攝方式“拍到了這樣的照片”，或者“只有這臺相機才能拍到這樣的照片”等等讓我們更開心的了。

杉森

我想直截了當?shù)卣f，希望在佳能制造出下一個“超級魔幻機器”之前，它能一直被認為是較好的專業(yè)級相機。

大島

我也是這樣想的。不過，競爭廠商也不會沉默，即使是這樣優(yōu)秀的產(chǎn)品，我們確實也應該把它當作是通往未來的一個中間站，不斷升級。

池田

即使在市場上受到好評，我們也不能停止升級。專業(yè)人士追求的性能、功能以及便利性等，究竟該如何實現(xiàn)升級。這一命題始終不會改變。

因為，升級并不是為了技術(shù)，歸根到底是為了用戶。感謝各位在百忙之中接受我的采訪。

·　結(jié)尾簡評

同時升級高速連拍和高感光度、高畫質(zhì)的困難……。雖然“EOS-1D X”的研發(fā)團隊在較初面對這個困難時畏縮了，但是他們決不妥協(xié)，勇敢挑戰(zhàn)，較終達成了目標。雖然他們在各自技術(shù)領(lǐng)域中艱苦奮斗的內(nèi)容都不盡相同，但他們所傾注的精力和熱情無疑是一致的。從這次的采訪中也能窺見團隊成員的團結(jié)與協(xié)作。

·　采訪與撰稿

須田 忠博（Suda Tadahiro）

1955年出生于福島縣。原在通信社、出版社從事編輯、編輯制作經(jīng)營工作，后成為自由撰稿人。廣泛活躍于經(jīng)營類信息雜志以及轉(zhuǎn)職信息雜志領(lǐng)域。近年來常為門戶網(wǎng)站撰稿，技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)報告是其撰稿的主題之一。

·　此次“訪談”的研發(fā)人員