相機裡的攝影師 - Nikon場景辨識系統

"Nikon's Scene Recognition System represents a completely new concept whereby the camera makes this series of judgments as if it were the photographer's brain." 1



用D3超過一年了,總是有些心得,這次想跟大家分享的是隨著D3/D300的上市,Nikon所推出的一個新的技術"Scene Recognition System"(場景辨識系統),這是一個我覺得很重要,卻很少被討論到的技術創新。技術上來說, Nikon場景辨識系統是利用相機1005區RGB感應器所得到的色彩,亮度等資訊,在擷取影像前先加以分析每個場景,在快門打開的幾毫秒前,相機利用分析的結果,來決定最佳的自動對焦、自動曝光、i-TTL閃光控制及白平衡設定以提高精確性。

Nikon著名的1005區RGB感應器最初是在F5機身上面推出的,當時的功能主要是用來做區域測光,用更多的分區以及RGB分開測光來增加自動曝光的精確性,不過在Scene Recognition System推出後,這個感應器的功能就不只是當作測光,還能夠幫助自動對焦、、i-TTL 閃光控制及白平衡設定,試想一下,一台相機能夠先對將拍攝的每個場景做分析,再決定拍攝的設定,這不就像是一個攝影師在拍攝前,在技術層面上要做的決定? 一個可以在技術上,部份取代攝影師的智慧型功能,在相機的發展史上可以算是劃時代的科技,這到底是怎麼做到的呢?

"Simulation of judgements made by the photographer using a combination of advanced optical technology and data processing technology." 1

首先,Scene Recognition System最重要的兩個功能分別是主體辨識(Subject Identification)以及主體追蹤(Subject Tracking),利用1005區RGB感應器回傳的資料以及鏡頭回傳的距離資訊,系統可以區別出前景與背景,接下來系統可以根據前景的色彩資訊將人類皮膚辨識出來,利用這個資訊,當主題在觀景窗中移動時,系統就可以持續地追蹤主體,將這個資訊傳到自動對焦系統就可以持續對主體對焦,不管主體相對相機是平面或是垂直的移動,對焦系統都可以持續追焦,這就是所謂的3D-自動追蹤對焦系統。

利用上述兩個功能,Scene Recognition System可以進一步與自動對焦,自動白平衡,以及自動曝光這三個系統連結,來提高精確性,長久以來,相機科技雖然分別在提高自動對焦,自動白平衡,以及自動曝光的精確度方面已經有長足的進步,不過這些進步都是平行發展的,這次Scene Recognition System嘗試將這些系統連結起來,讓我們來看看這樣能達到什麼突破。

1.  3D-自動追蹤對焦系統:

剛剛已經有提到,Scene Recognition System讓Nikon新一代的相機擁有3D-自動追蹤對焦系統,讓我進一步來說明這個字面上看起來有點難懂的對焦模式,從D3/D300的觀景窗看出去可以看到51個對焦點,當啟動3D-自動追蹤對焦系統的時候,使用者可以先手動選擇其中的一個對焦點,半按下快門後,這個對焦點所涵蓋的影像物件就會被Scene Recognition System辨識為主體,就像是戰鬥機飛行員"鎖定"敵機一樣,這時候的對焦點就變成浮動的了,不管你怎麼移動相機,或是主體自行移動,對焦點都會持續鎖定在主體上,不斷地重新自動對焦,1005區感應器的覆蓋範圍甚至比 51個自動對焦點的還要廣,因此,對焦系統可以在幾乎整個畫面範圍內鎖定拍攝主體,只要主體一重新進入51點對焦區域,就會自動對焦。更進一步的是,由於D型或是G型的自動對焦鏡頭是可以提供距離資訊,面對快速靠近或遠離相機的主體,除了不斷地重新對焦外,對焦系統甚至會在按下快門瞬間"預測"主體在快門延遲的數十毫秒後會移動到哪個位置,而將鏡頭預先對焦到那個位置。

根據我個人的使用經驗,我覺得這個對焦系統是非常實用的,舉例來說:

  1. 先對焦再構圖: 以前前輩常常會教"先對焦再構圖",因為當時的對焦點不多啊,常常要先用中央對焦點對焦,在移動相機構圖,可是在景深很淺的時候,這樣'常常會造成主體失焦,尤其在高畫素的相機上更為明顯,因為焦平面在相機移動的時候,會整個偏移,這時候使用3D-自動追蹤對焦系統,先用任何一個對焦點瞄準主體半按快門後,就可以重新構圖,不管你怎麼移動相機,對焦點都會一直鎖定在主體上持續對焦,這樣就可以確保主體永遠是準焦的。
  2. 主體是動態的: 當要拍攝的東西是不斷移動的,傳統上我們可以使用連續對焦模式,像是Nikon的AF-C或是Canon的Predictive AI Servo AF,不過在這些對焦模式下的對焦點是固定的,只有當物體的移動時是接近或遠離相機 (垂直於焦平面)的時候才好用,當物體的移動的是在觀景窗中上下左右平移的時候,傳統的持續對焦模式是沒有用處的,這時候如果使用3D-自動追蹤對焦系統,在鎖定主體後對焦點就一直鎖定在主體上面。

總而言之,使用3D-自動追蹤對焦系統,讓我在拍照的時候,可以放心地把心思放在構圖上,甚至在主體持續移動的時候,也可以同時移動相機來取得理想的構圖,而不用分心去擔心對焦的問題。

2. 自動白平衡:

在以往,自動白平衡的計算是根據測光錶的資料或是額外的白平衡偵測器,不過這常常會出錯,為什麼呢?因為在複雜光源的情況下,相機並不明白所要拍攝的場景中,要以那個光源來作為的白平衡的標的,所以常常只能求取平均值來作為白平衡的色溫值,這樣當然常常出錯,要讓相機更加準確,Nikon的工程師採取的策略就是讓相機試圖去"了解"攝影師將要拍攝的影像,進而可以自動選取更加貼近攝影師所要白平衡的色溫值。這要怎麼做到呢? 原來Nikon的工程師建立了一個龐大的,根據1005區RGB感應器所得的場景資料庫,他們將相機連接到電腦上,進行數以萬計的模擬拍攝,將大部分可能會遇到的場景都拍攝下來建立資料庫,這樣一來當相機遇見某個類似的場景時,就有更高的機率能選擇攝影師所想要的色溫值。



3. 自動曝光:

Scene Recognition System會把場景中的較亮的區域辨識出來,將這個資訊傳送到3D 彩色矩陣測光 II (color matrix metering)以及i-TTL閃燈系統中,將對焦點資訊以及1005區RGB感應器所得的色彩,亮度等資訊綜合起來,Scene Recognition System同樣會即時地去比對內建的龐大場景資料庫,讓相機所選定的曝光值更加地接近攝影師所要的曝光值。



結論:

1. 場景辨識系統(Scene Recognition System)可以說是Nikon新一代相機的核心系統,以高速的運算晶片連結了1005區RGB感應器與自動對焦、自動曝光、i-TTL閃光控制及自動白平衡設定,搭配內建的數萬張場景資訊,以選擇出更加符合攝影師需求的拍照設定。

2. 這個系統分擔了攝影師在技術層面所需花的腦力並且大幅地節省操作時間,這在快節奏的拍攝場合十分地實用,可以讓攝影師專心地把心思放在攝影最重要的部份: 抓取決定性的瞬間,以及構圖。

3. 對於這個系統,我個人的使用經驗是蠻滿意的,Nikon的確進一步提升相機的性能到另一個境界,而不僅僅只是單純提高機身的機械性能,對於剛起步的技術當然還是有許多可以改善的空間,個人十分期待將來Nikon能繼續發展這個技術,讓這位相機裡的攝影師更加聰明,更加體貼。

參考資料:

1.http://imaging.nikon.com/products/imaging/technology/scene/19/index.htm
2.http://www.letsgodigital.org/en/16335/nikon-scene-recognition-system/
3.http://chsvimg.nikon.com/products/imaging/lineup/d3/tc/features/proven/

註: 本文章使用的圖片,皆引用自上述Nikon官方網站。

Photography of Zhiyi Xie
很專業的分析,小弟開了眼界,謝謝分享!!

5分送你。
感謝大大分享, 今天有充實了一下!
Shinyguy wrote:
由於D型或是G型的自動對焦鏡頭是可以提供距離資訊...(恕刪)


感謝大大提供如此詳細的資訊
想請問一下提供距離資訊是否只有原廠D,G鏡才有提供?
如果我的Sigma 50 f1.4
是否就會喪失此功能?

謝謝~~
Shinyguy wrote:
這時候使用3D-自動追蹤對焦系統,先用任何一個對焦點瞄準主體半按快門後,就可以重新構圖,不管你怎麼移動相機,對焦點都會一直鎖定在主體上持續對焦,這樣就可以確保主體永遠是準焦的。

...(恕刪)



跟大大請教一下, 全片幅對焦點不夠廣, 一旦對了焦主體平移出對焦範圍外, (常有的事, 尤其橫幅拍人構圖時) 這追焦功能不就用不上了?
FB:facebook.com/photographyeye
weechia wrote:
跟大大請教一下, 全...(恕刪)


聽他的意思好像是說只要被瞄到後
主體不要跑出景觀窗外的(即使超出對焦點範圍)
都能命中
不管他是前後左右上下跑都一樣

dc5325 wrote:
聽他的意思好像是說只要被瞄到後
主體不要跑出景觀窗外的(即使超出對焦點範圍)
都能命中
不管他是前後左右上下跑都一樣



試了一下,才發現D300有這功能


調到C

Auto Focus Area Mode selector(開CF蓋子上面那個)
選擇中間Dynamic-area AF


然後調整對焦點,對準景觀窗內任何一個物體
移動相機讓該物體在景觀窗移動,或是整個離開景觀窗再回景觀窗
都可以看到對焦點隨物體移動,當超出對焦點範圍再回來也是可以

雖然還是會誤判,不是100%準確,不過對我來說還滿實用的
MCC wrote:
當超出對焦點範圍再回來也是可以...(恕刪)


我之前用d700試過了, 印象中是跑出對焦範圍外就沒用了~
主要是拍人像時人都不會亂動,
其實根本不用追焦, 只要對焦點分布夠廣就可以自由選擇對焦點了.
FB:facebook.com/photographyeye
好文章,小弟就是喜歡N家的誠意十足~

想請問大大“3D跟蹤”和“動態區域”有什么不同?
weechia wrote:
跟大大請教一下, 全...(恕刪)

不好意思,我的表達能力不是很好,讓大家誤會了,當啟動3D-自動追蹤對焦時,相機是利用1005區RGB感應器來追蹤主體,所以幾乎整個畫面都可以追蹤到,不過能夠對焦的範圍就只有在51點對焦點區域內,只有當主體進入對焦點區域的時候,相機才會繼續對焦。
Photography of Zhiyi Xie
Blog: http://www.drzyx.com 相簿: http://www.flickr.com/photos/zhiyixie
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