三步两桥走天下
真正的自由，不在能知，乃在能行
当我们听到“单反”这个名字时，总会将之与成像质量好相联结。早期属于专业摄影领域的产品，随着成像技术的成熟，单反开始走入寻常百姓家。当手机和便携式傻瓜数码相机无法满足当代用户对拍摄质量甚至创作的要求时，单反相机就成为很好的选择。
不过许多用户在渴望拥有单反的同时，除了对其体积较大所凸显的“专业性”感到无可奈何之外，似乎并不了解何为单反，以及单反相较普通便携式数码相机好在哪里。近些年来，无反数码相机的涌现又让用户们一头雾水，便携式数码相机、单反、无反甚至单电究竟是什么意思，他们之间又有怎样的不同。
这次，我们就来简单谈一谈以无反为代表的普通数码相机与单反数码相机在技术上究竟有哪些异同，相机未来的发展趋势又将走向何方。
什么是单反
单反的全称是“单镜头反光相机”。单反并非数码时代的产物，早在胶片时代就已经存在。随着照片载体走向数码化，单反也随同进入数码时代，现在我们所说的单反通常都是说数码单反相机。
单反的特点就在“单”和“反”上，其实随着主流相机普遍采用单镜头取景成像，“单”的概念已经不是那么重要，而“反”则体现了这种相机和其他相机产品的本质差异。
在单反的内部结构中，有一个反光镜和用于反射各种光线的五棱镜，这些将外部光线通过物理反射送达取景器的反光镜和五棱镜成为单反相机取景的主要部件，也是单反与无反或其他便携式数码相机的最大差别。
通过镜面反射最终让人眼能够在相机的取景器中观察到被摄物体，这种取景器被称作光学取景器。是否拥有光学取景器也可以认为是单反与其他消费级便携式数码相机的最大差异之一。
至于单反的这个“单”字，它所体现的意义也很好理解。这得从相机的成像原理说起——大部分初中物理都及格的朋友应该对小孔成像原理有个大概的了解。相机的成像与小孔成像基本相似，只是相机在构造上更为复杂一些，但整体框架是一致的。
从示意图不难看出，单反数码相机的感光元件前方有反光镜遮挡，所以如果要让画面在感光元件上产生投影（或更准确地说是接收光信号），那么反光镜必须首先抬起——也就是说，当反光镜放下时，这面反光镜将被摄景物的光线反射到上方的五棱镜，并最终到达光学取景器和人眼，此时反光镜起着取景的作用；当反光镜抬起时，光线直接抵达感光元件，此时可以完成相机的成像过程——虽然取景和成像在单反上是两套系统，但它们都是通过一个镜头进行的，光线只有在通过这个镜头后，相机才能进行取景和成像。
所以我们将利用单个镜头完成取景、成像过程，存在反光板和光学取景器的数码相机称作数码单反相机。
单反相机结构示意图
反光板特写
了解其他机种
有朋友可能会问，既然有单反相机，那有没有双反相机呢？还真是有。早期单反尚未成为主流的时候，还有双反、旁轴等多种相机。比如双反就在相机正面配备了两个镜头，其中一个镜头用于取景，另一个镜头用于成像；旁轴也是如此，不过旁轴相机并不存在反光板结构。这也是为什么当把单反的镜头盖盖上时，取景器什么也看不到的原因。而旁轴，即便主镜头被挡住，也不影响取景器观察，因为光路不同。
后期单反成为主流的根本原因在于，单反相机基本做到了所见即所得，通常人眼在光学取景器中观察到的景物，即是最终成像的景物，因为取景和成像完全通过一个镜头完成。而双反和旁轴等相机，由于取景、成像光路有差异，最终成像往往与人们在取景框中看到的有出入，逐渐被时代所淘汰。目前双反相机已经完全退出历史舞台，旁轴联动测距相机则依然有一些贵族品牌在生产，如德国的徕卡。这类相机在改革后期一定程度上消除了视差，而且还拥有单反无法比拟的优越性。例如对焦精度更高，机身更小巧，且拍摄时没有反光板抬起放下的动作，不会产生反光板升抬噪音，也减少了相机抖动等。
徕卡M9一类的旁轴联动测距相机价值不菲
双反相机拥有两个镜头
电子取景的发展
2006年，著名相机品牌奥林巴斯发布了一款型号E-330的单反相机，这是一款具备划时代意义的相机。内部反光板采用非传统侧翻结构，另一方面这款单反还支持电子取景。不过在此需要说明的是，E-330并非首款支持电子取景的相机，电子取景相机的出现比E-330早了十多年，但电子取景器出现在单反上还是首次。
前面我们提到，单反是一种支持光学取景的相机，这也是单反与无反、便携式数码相机最大的差异所在，并且也谈到了单反取景和成像所见即所得的特性。那么无反和便携式数码相机是如何取景的呢？什么是电子取景呢？
奥林巴斯E-330是首款支持电子取景的单反相机
M4/3系统将感光元件尺寸缩小至4/3"，且去除了单反的反光板结构，改进了法兰距等参数
M4/3系统与全画幅单反相机感光元件尺寸对比
2008年，奥林巴斯和松下联合发布了一种名为Micro 4/3格式（简称M4/3）的相机标准。松下在当年年底推出首款M4/3标准的相机G1，这台相机的特色在于大胆地去除了反光板和五棱镜结构，但相机镜头仍然是可以更换的。这款相机由于去除反光板，已经不具备单反的特点，因此无法再称作单反相机。
既然没有了反光板，如何实现取景呢？在取消反光板之后，光线可直接照射到感光元件上，G1就通过实时读取感光元件的图像数据实现在相机后背LCD屏幕上取景。这种直接使用感光元件将光信号转换为电子信号并实时输出到屏幕（或电子取景器）上的取景方式就是电子取景。G1的这一取景形式也是基于奥林巴斯E-330单反的前期准备。
随后的几年中，多家相机制造商纷纷推出类似结构的可更换镜头电子取景数码相机。
2010年，索尼对原有单反相机的结构进行了改造，首先在保留反光板的前提下去除了上方的五棱镜，反光板改用半透明半反射材料，当被摄物体光线入射后，一部分光线可被反射到对焦系统，另一部分则直接透射到感光元件上，进而实现电子取景。另外这块半透反光板是固定结构，按下快门时无需再抬起反光板，因为反光板本身就透光——索尼将这种结构的相机称作单电。
松下G1是首款M4/3系统相机，成为跨越单反和便携式DC的一款相机，但体积并不小
索尼的半透镜技术应用于A系列的单电中，去除了五棱镜结构
同年，索尼也和其他厂商一样推出了去除反光板与五棱镜的可更换镜头数码相机，索尼将之命名为微型单电，简称微单。其他厂商也纷纷将自家这种不含反光板、五棱镜，但支持镜头更换和电子取景的相机称为微单。
后来，民间和媒体对“微单”、“单电"这两个词汇进行了混用，微单和单电一度可以同时用来称呼这种可更换镜头但没有反光结构的数码相机。另外索尼的单电相机仍在市场上流通。
NEX即是索尼的微单系列，从结构中不难看出在去除反光板和五棱镜后的精简性
无反与单反间在感光元件尺寸上存在差异，无反受限于体积无法使用过大的感光元件
不同机型在结构上的差别
当代几乎所有主流的消费级便携式数码相机，以及手机摄像头都采用电子取景的形式。从理论上来说，电子取景才真正达到了所见即所得，而光学取景仍然存在视差，并且无法观察白平衡、亮度等实时情况。下面在谈到两种取景形式的优劣时，我们还会谈得更多。
通常，对相机有所了解的人都认为单反和无反的差异根本就在如上所述的取景方式上，这话说得没错，但实际上单反和无反在主要结构方面仍有各种差异，构成这些差异的本质直接体现在相机的体积上。
相机的本质工作是拍照，拍照所要达到的目标自然是越来越好的图像质量。但要获得较好的图像质量，往往要以牺牲相机体积和便携性为代价的。当相机出现在家庭、旅游、生活纪录等场合时，便携性就显得尤为重要。无反正是试图平衡便携性和成像质量二者状态的中庸之道。
业界如此迫切地将单反内部反光板和五棱镜结构去除，正是基于消费用户对便携性和图像质量的共同追求，单反相机中最累赘的结构无非就是五棱镜和反光板。
无反的这种变革带来取景方式的差异化。那么电子取景相较光学取景是否处于弱势呢？至少就现在的形势来看，并不尽然。实际上我们在讨论电子取景和光学取景的优劣问题时，并不仅仅是针对无反和单反两种相机进行的探讨，也可视作对单反与消费级便携式数码相机差异的探讨，并且从这一点也可基本了解相机未来的发展趋势。
电子取景发展早期的劣势比较明显，由于电子取景需要相机内部的感光元件与图像处理器实时工作，并且需要在屏幕上较为迅速地显示给用户看，这对感光元件和图像处理器来说本身就是个不小的任务，所以我们不难发现早期的电子取景数码相机及手机在取景时存在较为严重的时滞问题，甚至严重到可能发生几秒的延迟，取景屏幕上的图像卡顿无比。
不过自无反崛起后，这一问题已经几乎不存在，但内部电子器件的取景过程仍为不停工作状态，所以在耗电方面是比较厉害的，至少单反光学取景是完全的物理结构，理论上不存在耗电的情况。而且屏幕显示质量的好坏实际上也会影响拍摄者对图像取景的判断，在外界过亮的环境下，LCD屏幕的不可读性也是电子取景的弱点，之后无反相机在单反光学取景器的位置换上EVF取景器，用眼睛靠近才能观察电子取景内容，有效地避免了这一问题。
但电子取景也有光学取景无法比拟的优势，首先去除反光板和五棱镜显然可以让相机变得更小。重点优势还在于进行照片拍摄时没有反光板升抬的机械动作，既不会产生噪音，也不会产生因反光板升抬导致的机器震动。
机背屏幕取景时，无需用眼睛靠近取景器就能看到整个取景内容，另外特别的可翻转屏幕设计，更是让拍摄者可将相机置于任何特殊角度进行拍摄，查看取景屏幕上的内容毫无压力。
另一方面，电子取景在直观性上更到位，除了能实时地观察取景效果，了解色彩、亮度、白平衡，还能在屏幕上显示直方图、辅助线等方便用户构图、测光的参考内容，有预见地拍到用户预想中的画面，这些是单反的光学取景无法达成的。
实时电子取景的潜在优势远不止这些，在取景过程中完成对焦和测光才是电子取景存在的根本之道。
许多无反相机的机背LCD屏幕是多向旋转设计，便于变换拍摄角度
索尼SLT-A77单电与NEX-7无反在体积方面的差异
单反与无反测光方式的差异
我们经常听到拍照的人说“曝光”一词，比如“这张照片过曝了”“这张照片曝光不足”。曝光即是说，感光元件（或早期的胶片）接收到外界光线入射的量，这个量多了少了都不好。曝光过度会让整个画面太亮，而曝光不足则会让画面过暗，这两种情况都会导致画面的细节过分丢失。
曝光量是由许多不同参数组合而成的，比如外界光线的强弱、快门的速度、光圈的大小、焦段的长短、感光元件本身感光的能力等。确定这些参数应当如何设置，测定光量的多少，这个过程就是测光。
对于不是特别崇尚构图效果的普通用户来说，如何将画面真实地纪录下来是拍照的首要任务。要做到这一点，测光和对焦是照相过程中最需要关心的问题。
要做到这一点，测光和对焦是照相过程中最需要关心的问题。
对于消费级便携式数码相机来说，测光过程可由相机傻瓜式的完成，无需用户干预，所有曝光参数的设置也无需用户关心。但许多情况下，这种智能的拍摄方式会让手动拍摄的乐趣大减，而且对某些场景也将无能为力，比如逆光拍摄，可能让前景中的人物一片死黑。
要拍出令人满意的作品，获得合适的曝光量是第一步，否则无从谈起照片的艺术性。当用户尝试自行对光圈、快门速度等参数进行调节时，相机内部的测光系统就会起到至关重要的作用了，即便曝光参数的设置由相机自动完成，测光的准确性也尤为关键。
不同曝光量的照片。正确的曝光应该能够兼顾亮部和暗部细节
单反的测光系统
相机出现的早期，测光是个相对人工化的过程，摄影师要了解所需拍摄场景的光线亮度，就要用到外部的测光仪器，通过测光仪器的示数结合摄影师的经验，得到正确的曝光参数，并且设置最终的光圈、快门等值。这种测光方法不仅麻烦，而且相当不准确，毕竟所测光线是进入镜头的层层镜片后才最终抵达胶片的，外部测光器显然无法考虑镜头对进光量的影响。
后来，单反相机中出现了TTL内测光系统，即是在五棱镜后方位置安上一个专用的测光感应器。前面我们已经谈到，五棱镜的作用是将被摄物体的反射光线经多次反射后送达光学取景器。在这里，五棱镜还起到了分光的作用，一部分光送至光学取景器，另一部分则送达测光感应器。测光感应器的原理可类比为现在手机正面普遍都有的光线感应器，通过光线感应器对环境光亮度的测量，手机屏幕的亮度也能智能化地调节。
TTL测光系统通过类似的方式，推算出相机主感光元件的受光量，以便用户能够以测光系统的示数作为参考，手动调整曝光的各项参数。所以单反数码相机的光学取景器（或者肩屏和主显示屏）中，图像下方总有一个曝光参考读数，此读数根据进入镜头影像的不同亮度实时发生变化，热爱体验手动操控相机乐趣的用户即是以测光表为参考确定曝光所需的正确设置，确保不会过曝或曝光不足。
TTL测光方式相较早期的外部测光的优势是比较明显的，由于测光感应器位于相机内部，不仅方便，而且是对光线经过镜头后的测光过程，加上测光感应器所处的环境与相机的主感光元件所处环境相同，得到的测光结果更为准确。
但这种测光机制实际上也存在很大的弊端。首先测光系统独立于成像、对焦甚至取景系统之外，导致单反整体的内部构造变得更为复杂。其次测光感应器和光学取景器之间离得很近，光学取景器实际上是个透光的小框，这些漏光可能影响测光感应器的工作。当然，现在的单反大多同时具备光学取景和电子取景的能力，为了让测光系统工作更准确，当相机使用电子取景照相时，用户可手动关闭光学取景器，避免漏光的问题。
另外，许多单反的测光感应器只能感知亮度，无法识别色彩，所得结果很容易造成最终成像某些色彩的高光溢出。最后测光感应器和主感光元件毕竟还是不同的个体，所测光量和最终主感光元件受光量总会有所出入，导致可能存在的曝光误差。
单反屏幕上的曝光尺
TTL内测光系统，五棱镜分光至测光感应器
佳能EOS 7D单反采用的iFC 63区双层测光传感器
无反的测光系统
其实就无反和普通便携式数码相机来说，测光并没有单独成为一套系统，内部也没有像单反那样复杂的测光感应器装置。测光过程完全由相机主感光元件和图像处理器完成。
这一点与无反内部没有反光板结构和自身取景方式有很大关联。在没有反光板结构的情况下，光线直接照射到感光元件上，感光元件将光信号转换为图像信号实时输出到屏幕及图像处理器中，由图像处理器对这些图像信号进行分析，并且最终得到正确的曝光设置——这就是无反测光的整个过程。
由此可见，结合我们上面所说的内容，无反的测光、成像以及取景实际都是同一套系统。那么这种测光方式除了系统逻辑更为简单外，相较单反的TTL测光有何优劣呢？
通常情况下，如果我们要获得较为平均的测光结果，也就是最终所得照片每个位置都有较好的光亮及细节表现，那么就要求测光系统对画面分块测光。单反的TTL测光可以实现对整个画面进行分区测光，但即便是高端单反，测光感应器所能分配的区域也不过区区几十个；而无反相机由于采用主感光元件测光，理论上这种全数字化的测光方式可将测光区域细分到上千个，并且是可以实现的，索尼的NEX-5N就能实现1200区测光。
另外，用图像处理器对图像数据进行实时分析，可获得一些额外的参考数据，例如实时显示直方图，相较单反的曝光参考读数，这对用户手动控制曝光参数而言具有更好的参考价值。再者，由于采用感光元件测光，而感光元件又是最终的成像组件，所以所测得的光量也就完全等于最终成像的光量。
不过采用感光元件测光，主要缺陷与其电子取景缺陷相同。因为整个测光过程是感光元件和图像处理器反复不停转换数据、采样、分析数据、输出的实时过程，所以耗电情况是可想而知的，如果图像处理器的性能不佳，也足以影响测光的实时性，造成对拍摄过程的影响，这一点有时甚至是致命的。
就目前来看，在实际应用中，TTL测光方式已经相当成熟，而主感光器测光未来还有较大的改善空间。已有高端单反对TTL测光的缺陷进行了弥补。例如将传统测光感应器换为RGB测光感应器，使之实现对颜色的感应，配合图像处理器进行数据分析。
无反已经去除了反光板，直接使用感光元件和图像处理器测光
电子取景可实现实时显示直方图、构图辅助线等光学取景无法实现的功能
转自： 2014-01-21 大师教你单反摄影
