ミラーレス革命

7月23日月曜日、キヤノンは最初のEOS-Mミラーレスカメラを発表した主要な写真メーカーの最後でした。 紙の上では、新しいカメラには優れた特徴がありますが、それについてはお話ししませんが、ミラーレスミラー全般と、特にそれらを作成できるテクノロジーについて説明します。



私たちは、写真作成における別の革命を目の当たりにしています。 最初のミラーレスカメラは5年前に登場しましたが、すでに従来のデジタル一眼レフを大幅に移動させることができました（アジアでは、その販売はデジタル一眼レフの販売と同等でした）と同時に、カメラ付き携帯電話がソープディッシュ市場を破壊するのを助けました（昨年の売り上げはわずか40％減少しました）。



同時に、インターネット上の適切な技術情報の粒は、マーケティング操作と素人っぽい空想の厚い層の下に埋もれています。 啓発したい人にお願いします

カメラの設計

カメラは、撮影者が撮影パラメータを決定するのに役立ちます。 通常、これは主に露出補正（シャッター速度、絞り、ISO感度）として理解されますが、ここではフレームのジオメトリについて説明します。



写真家は、レンズの特定の画角とカメラの位置で、フレームに入るものを正確に見る必要があります。 この問題を解決するために、 2番目のレンズまたは別の光学ビューファインダー（ 場合によっては 交換可能 ）を備えたカメラなど、さまざまなカメラ設計が依然として使用されていますが、その画角はメインレンズの画角と一致します。



しかし、20世紀で最も人気があったのは、可動式または半透明のミラーとペンタプリズムを備えたSLR設計でした。これにより、写真家はファインダーでカメラのレンズを通過した画像を観察できました。 撮影前に、ミラーが上がり、画像がフィルムまたはマトリックスに直接落ちます。







写真がデジタル写真に移行することで、マトリックスから画像を常に読み取り、スクリーンまたは電子ビューファインダー（同じビューファインダー、その中に小さなスクリーンがある）にブロードキャストすることが可能になりました。 ミラーの必要性はなくなり、デザインが複雑になり、費用がかかり、スペースを占有するため、その運命は過去の結論でした。 このデザインは最初に「石鹸皿」で思い起こされ、その後、ミラーレスミラーと呼ばれる大きなマトリックスと交換可能な光学系を備えたより深刻なカメラに移されました。

どんな機械でも最高の部分はそうではないことをエンジニアは知っています。開発する必要はなく、費用はかからず、最も重要なことには壊れません。 唯一の問題は、特定の問題を解決するための「詳細な」技術の成熟度です。 この時点で、ハブに関する投稿は終了している可能性がありますが、ほとんどの写真家やマーケティング担当者はエンジニアではなく、インターネットにはミラーレスミラーに関する神話や恐怖物語がたくさんあります。 それらについてお話します。

フォーカス

コンピューターの3Dグラフィックスでは、デフォルトで、z軸に沿った観察者からの距離（「深さ」）に関係なく、すべてのオブジェクトが画面上に等しく鋭く表示されます。 実際のカメラでは、Z座標が特定の深度間隔（R ₁ 、R ₂ ）にあるポイントのみが鮮明に表示されます。これは「 被写界深度 」と呼ばれます。 ポイントがこの間隔から離れるほど、画像内でよりぼやけます。 これは、アート写真で需要があり、視聴者の注意を被写体に集中させ、できるだけ詳細に表示し、前景と背景をぼかす必要があります。 写真家は、レンズのレンズをフォーカスリングで動かし、絞りを変えることにより、R ₁とR _2を変更できます。



以前は、距離スケールがレンズに適用され（図では下から2番目）、フォーカスリングには、オブジェクト（下のスケールの中心マーク）と、絞りに応じてシャープに描かれたスペースの深さ境界（中心の両側のペアマーク）が含まれています：







一眼レフカメラマンを使用すると、事前に被写体までの距離がわからなくても、ファインダーを覗いてリングを回転させ、「目で」文字通り焦点を合わせることができます。



ミラーレスミラーでは、この手動フォーカス方法は、画像の任意の領域を拡大する機能、 フォーカスピーキングモード、およびフォーカス中の画像安定化によって大幅に改善されます。



オートフォーカスを実装するには、電子センサーを一眼レフカメラのミラーに配置します。 これらのセンサーは、単一のポイントから発せられるが、レンズ内をさまざまな方法で進む光線の位相を測定します。 位相が一致する場合、ポイントにフォーカスがあります。 そうでない場合は、位相差から物体までの距離を推定し、この距離でレンズを再焦点合わせします。 いくつかの連続した近似では、レンズの焦点を多少正確に合わせることができます。



フェーズオートフォーカスは高速で、焦点が合っていないオブジェクトを追跡できます。 しかし、可能な焦点の数は位相センサーの数（最大数十）によって制限され、一般的にはあまり正確ではなく、特に系統的なエラーを起こしやすいです。 センサーはマトリックス上ではなくミラー上にあるため、位相オートフォーカスは体系的に「前方」（フロントフォーカス）または後方（「バックフォーカス」）の間違いを犯す可能性があります。これは、特定のカメラの特定のレンズを微調整するか、 ）パラメータを手動で設定するソフトウェア修正の導入。



ミラーレスミラーでは、別の原理が伝統的に使用されます。オブジェクトのエッジがプログラムで強調表示され、これらのエッジが最もコントラストのある焦点レンズユニットの位置が求められます。 コントラストオートフォーカスは非常に正確で、フレーム内の任意の場所に焦点を合わせることができます。 たとえば、写真家はタッチスクリーン上で指でポイントを指すことができます。また、目と顔を区別する認識アルゴリズムによって、および顔のグループ（写真家の親s）から選択することもできます。 良好な撮影条件では、コントラストオートフォーカスは高速ですが、最悪の場合、カメラは距離の全範囲を完全にスキャンする必要があり、これは十分に長いです。 さらに、動いているオブジェクトを追跡する際に、コントラストオートフォーカスが体系的に誤っています。



実際には、これらの2つの原則は互いにうまく補完しています。



最新のDSLRのほとんどは、ミラーが下がっているときに位相検出オートフォーカスを使用し、ミラーが上がっているときにコントラストAFを使用します。



記事の冒頭で述べたCanon EOS-Mなどの多くのミラーレスカメラでは、マトリックス上に直接配置された位相センサーにより、フロントフォーカスとバックフォーカスの問題を回避することで、オートフォーカスのコントラストが向上します。



最初のミラーレスカメラのオートフォーカスは本当に遅いものでしたが、これらは成長の問題でした。

レンズとマウント

真面目な写真家にとって、レンズの総コストはカメラのコストの数倍です。 同時に、各マウントまたはメーカーのアライアンスには、純粋にマーケティング上の理由から、独自のバヨネットマウント（レンズとカメラのマウントコネクタ）があります。 技術革新により、マウントは定期的に変更する必要があります。もちろん、以前の規格の光学に投資した人々は銃剣によって認識されます。 もちろん、メーカーは古いレンズを新しいカメラに装着できるアダプターを製造していますが、完全な性能を維持できるとは限りません。



ミラーレスミラーに切り替える場合、マウントの次の変更が本当に必要です。



まず、ミラーの放出により、作業セグメントが減少します（バヨネットのエッジとマトリックスの間のカメラ内部の距離）。 作動距離を短くしても、望遠レンズやポートレートレンズには影響しませんが、通常のレンズ、特に広角レンズの設計は大幅に簡素化されます。

たとえば、FTマウント（作動距離40 mm）用のライカD Summilux 25mm 1：1.4レンズは、1,100ドルの価格で510グラムの重さです。 双子の兄弟Leica DG Summilux 25mm 1：MFTマウント用の1.4（作動距離20 mm）の重量はわずか200グラムで、費用は550ドルです。



第二に、オートフォーカスの動作には乗り越えられない違いがあります。 古いフェーズのオートフォーカスは、いくつかの大きなレンズの動きのために設計されています。 コントラストAFには、距離の範囲全体をすばやくスイープできる小さなステップが含まれます。 オートフォーカスエンジンだけではありません。 レンズは、可動レンズブロックの重量とその可動範囲を最小限に抑えるように設計する必要があります。 このため、アダプターを介してミラーレスミラーにマウントされた古いミラーグラスは動作しますが、動作は遅くなります。



第三に、メーカーはその瞬間を捉えて、色収差や歪み（樽/枕）などの歪みを補正するタスクを、これらの補正が困難で高価なレンズから、プログラムで行われるカメラプロセッサーに移しました。 これにより、レンズのコストを削減するか、特定のコストで、 ザイドルの収差グループからの他の歪みを削減し、画像の品質を向上させることができます。



別のことは、メーカーがまだミラーレスレンズの下でレンズを完全に再計算することができていないことです。 そのため、現時点では、はい、ミラーレス光学系の問題には解決すべき場所があります。

フレームサイズ

写真の夜明けに、各メーカーは自分の台紙だけでなく、彼自身が製作する予定の彼自身のフィルムフォーマットも発明しました。 ugさはライカ（旧ライツ）によって止められました。ライカは標準の35 mmフィルムフィルムを取り、それをキロメートル単位で製作し、その上にフレームを横方向から縦方向に展開しました。 写真家は一緒に「ブランドとドルで投票」し、他のすべてのメーカーにこの基準の受け入れを強制しました。



現在、36x24 mmのサイズは、「フルフレーム」、「フルフレーム」、または単にFFと呼ばれています。



デジタルに切り替えると、面積がほぼ1000 mm ^2の FFマトリックスを作成することは非常に困難で費用がかかることが判明しました。 したがって、より小さいマトリックス（1.5〜2倍）のカメラが最初にリリースされました。 マトリックスの対角線の減少係数はクロップファクターと呼ばれ、日常生活のカメラ自体は「クロップ」と呼ばれていました。 トリミングされたカメラにフルフレームレンズを取り付けると、マトリックスは形成される画像の中央部分のみを認識します。 徐々に、メーカーはレンズのラインを更新して、トリミングされたマトリックスのフレームワーク内でのみ画像を形成し、フレーム全体をカバーできないようにしました。これにより、レンズはよりシャープでコンパクトで安価になりました（いずれかを選択してください）。



後に、ライカ、キヤノン、ニコン、およびソニーは、依然として、プロ用カメラの最も高価なモデルにインストールするためのFFマトリックスの生産をマスターしました。 そのようなマトリックスのみが、 6桁の 価格タグを備えた既にリリースされたプロ用レンズの可能性を完全に明らかにすることができました。 トッププロフェッショナルがデジタルに切り替えることを奨励したのは、これらのFFカメラでした。



一般的に、プロ用カメラは、アマチュア製カメラとは異なり、マトリックスだけでなく、戦車の信頼性、多数のコントロール、多数の特別なモードと機能を備えています。 しかし、大衆の心の中では、フレームサイズだけが重要であるという説が、FFがデフォルトで「クール」であり、作物が「be食」である理由です。 これにより、企業はFFレンズを、撮影機器にあまり詳しくないトリミングされたカメラを持ったアマチュアに販売することができましたが、将来的に予算のFFカメラが登場することを望みました。



本日リリースされたすべてのミラーレスレンズは、マトリックスをトリミングしており、ミラーレスマウントの技術的パラメーターから判断すると、ペンタックス以外のメーカーは、マウントを再度変更せずにミラーレスミラーレスレンズを製造することはできません。 なんで？



理論的には、2つのカメラを同じテクノロジーでサイズの異なるマトリックスと比較すると、大きなカメラの場合、ノイズの低減、実際の解像度の向上、および達成可能な最小被写界深度の縮小が期待できます。 しかし、これはすべて実践とはかけ離れています。



理論的には、FFマトリックスのピクセルが大きく、個々のピクセルに多くの光子が入射するため、ノイズの低減が実現します。 実際には、FF行列の線形ピクセルサイズは、曲がったものよりも15％-25％だけ大きく、センサーを製造するための同じ技術を使用すると、ISOの増加はほとんど意味がありません（1/3-1/2ストップ）。



理論的には、指定されたピクセルサイズに対して、FFマトリックスはより多くのピクセルを持ち、そのため解像度が高くなります。 実際には、実際の解像度はマトリックスではなくレンズによって長い間制限されており、回折限界はまだ遠いため、マーケティング上の考慮に関係なく作成されたカメラの実際の解像度は、マトリックスのサイズ（合理的な制限内）に依存しません。



これは非常に強力な声明ですが、独立した研究所によるテストで確認されています。 そのため、DPReviewによると、オリンパスE-M5ミラーレスミラー（16メガピクセル、クロップ2）の解像度は2800 LW / PH （ライン）です。 FFミラーCanon 5D Mark III（21メガピクセル、クロップファクター1）-同じ2800 LW / PH ; ミラーレスSony NEX-7（作物1.5、24メガピクセル） -3400 LW / PH ; FF DSLR Nikon D800（作物1、36メガピクセル） -3200 LW / PH 他の研究所も同様の結論に達します。 解像度を含め、すべてが対数ストップ（1ストップ= 2回）で測定される写真では、テスト結果のこのような小さな違いは実際には重要ではありません。 最も重要なことは、フィルムカメラがそのような巨大な解像度を夢見ていないことです。しかし、細部まで写真を見るためには、巨大なプロのモニターかA2以上の印刷が必要です。



被写界深度に関しては、マトリックスのサイズや絞り値など、多くの要因に依存します。 特定の絞りを使用すると、FFカメラの被写界深度は実際に小さくなり、暗い予算のレンズでも背景をぼかすことができ、ゴミの背景に対して「傑作」を撮影できます。 しかし、逆のことも言えます。クロップのシャープネスの深さが指定されると、絞りが広く開かれ、そのためシャッタースピードが遅くなり、 回折限界がさらに大きくなります。

おわりに

ミラーレス設計により、同じ品質の画像を使用してカメラをわずかに小型で安価にしたり、品質をある程度低下させてカメラを大幅に小型で安価にしたりできます。 登場の夜明けに、ミラーレスグラスは2番目の経路に正確に沿って進み、トップソープディッシュとエントリーレベルのDSLRの間に挟まれ、最終的に両方を置き換えました。 それらは常に着用するために購入されました。カメラが小さければ小さいほど、適切なタイミングで写真家と一緒にいる可能性が高くなります。 時間が経つにつれて、ミッドレンジDSLRと競合するようになったより高度なモデルが登場しました。



今日、唯一のセミプロカメラがリリースされました-Olympus E-M5。 ビューファインダー、天候保護、オプションのバッテリーグリップ、そして最も重要なのは、適切なレベルの（まだ完全ではない）レンズセットです。 2012年9月には、2番目のカメラがリリースされる予定です。PanasonicGH3は、オリンパスと同じマウントを使用しています。 実際、最初のミラーレスシステムを作成したのはこれら2社でした。micro4/ 3はDSLRの生産を終了し、「アマチュア」レベルのレンズをフルラインナップし、 ライカ 、 カールツァイス 、 ボイトランダーの支援なしで「プロ」の形成を完了しました-定規。



富士フイルムは非常に興味深いシステムを入手しましたが、高価ではありますが、これまでのところ3つのレンズしか持っておらず、そのうちズームは1つではありません。 彼はミラーレスとサムスンのためにデジタル一眼レフの生産を担当しましたが、良好な性能特性にもかかわらず、ミラーレスのものは今のところ大きな需要がありません。



他のメーカーはそれほど急進的ではなく、いまだに2つの椅子に座ろうとしています。そして、急成長するミラーレス市場に参入し、アマチュアデジタル一眼レフのラインを事前に殺しません。 キヤノンは率直に寝坊した。 ニコンは、多くの興味深いソリューションを備えたミラーレスカメラをリリースしましたが、クロップファクターは通常の1.5ではなく2.7です。 ソニーはフラッシュと融合し、ペンタックスは伝統的に古き良きKマウントを保持しており、出力でミラーレスミラーの厚さが不十分でした。



いずれにせよ、現在存在するすべてのミラーレスミラーは、財布の厚さが異なる愛好家や、ポケットに入れて携帯するためにカメラが必要なプロを対象としています。



プロのセグメントでは、ミラーレスの可能性は不透明です。 カメラのサイズを小さくすることは、多くのコントロールの削減につながらない範囲で専門家にとって興味深いものであり、スタジオの写真家にとってはまったく問題ではありません。 彼らは、すでに入手したレンズとの互換性の点で価格にのみ興味があります。 私が言えることは、多くのプロはまだミラーとオートフォーカスなしで距離計を使用しています。 今日のFF DSLRが最終的には「目利きのために」同じニッチを占める可能性があります。



主流では、デジタルカメラのアナログ制御要素であるミラーは、単に廃止される運命にあります。 GPS、YouTube、Facebook 、そして避けられないアンドロイドを備えたミラーレスが代わりになります。