专业摄像机4K拍摄模式下的性能对比与应用

典

型

体

验

中央广播电视总台

蔡 维

摘 要

本文对索尼PXW-Z280V和FS7MARK2两款专业摄像

摄4K视频，单片CMOS的有效图像元素3840×2160=829

机4K拍摄模式下的性能做了对比，对感光元器件、镜头参

万，光线通过镜头进入一块分光棱镜，将其转化成红蓝绿

数，实拍测得的分辨率、色散、噪点等方面进行了综合分析。

RGB三种颜色分量光，每种颜色分量光都由一片独立的

CMOS采集，光电转换成RGB三基色的电子图像信号，再

经过编码形成完整的电子图像信息，实现高分辨率、高灵敏

度和高动态范围的拍摄，据生产厂家介绍其具有“同一像素

4K

关键词

摄像机测评 PXW-Z280V FS7MARK2

的RGB基色像素映射在相同的空间位置上，没有假彩色干

扰，光利用率高，色彩还原准”等优点。且由于CMOS面

2018年底到2019年初，随着专业摄像机市场上专

积小，深景深，聚焦范围大，速度快，能够适用于各种需

业级4K摄像机的热销，各大生产厂商陆续推出了专业

要快速拍摄的场景，拍摄出深景深效果的高质量画面。

级4K机型的升级版本，其中包括佳能CANON EOS C300

FS7则配置了一片Super35mm Exmor CMOS，总像素

MARK2、索尼FS7MARK2、FS5MARK2及PXW-Z280V

数1160万，有效像素884万，分辨率4096×2160，能够拍

等专业手持摄像机。上述机型在新闻采集和影视制作前期

摄4KQFHD。 高分辨率，高灵敏度，低噪点，最重要的一

拍摄中运用广泛,拥有庞大的用户群并覆盖了各式各样的拍

点是由于Super35mmExmorCMOS 是基于电影胶片的尺寸，

摄要求。从新闻采集、民生到人物、专题、综艺等专业高

故FS7摄像机“可以直接使用35MM摄影机的镜头”。其

质量拍摄,这些都要求我们使用的摄像机不仅要拥有较高的

定位为“摄影机”，与使用1/2英寸CMOS的Z280相比，

图像质量,简单快速的操作流程及坚固可靠的机械性能，还

这两者不是一个级别。

要求具有较高的性价比，从而满足不同的拍摄题材的需求。

Z280的镜头为一枚最大光圈1.9、等效焦距为

其中较具代表性的是索尼公司生产的两款可以进行4K拍摄

30.3mm~515mm的变焦比为17倍的富士龙变焦镜头。FS7

的PXW-Z280V和FS7MARK2（简称Z280及FS7）。这两

则为可更换镜头式，套机配置了一枚18mm~110mm恒定光

款摄像机的应用范围有不同的定位，它们结构上的主要差

圈F=4的Sony生产的SELP18110G镜头。

别在于镜头的设计，Z280属于不可更换镜头摄像机，变焦

从镜头参数可以看出，Z280配置镜头的变焦比很大，

范围比较大，而FS7则属于可更换镜头摄像机，故

Z280便

长焦端等效焦距是Sony SELP18110G镜头的四倍多，但其

携性优势明显，但二者在图像质量上的差异就没有便携性

广角不如FS7套机镜头广。从Z280镜头的起始焦段为30

差异那么直观，究竟二者在图像质量上有没有差别，差别

毫米来看，其定位应为新闻摄影，这与摄影界通常将

35mm

有多大，这是我们希望了解的问题。

镜头定义为人文镜头一致。这一定位，将在之后的对比中

得到印证。

一 感光元器件及镜头参数的比较

二 分辨率、色散、

噪

点的对比

二者的感光元器件差别较大，是为了应用于不同拍摄

需求的摄像机。Z280配置了三片1/2英寸的CMOS，能够拍

笔者在同一环境条件下，同时使用这两台摄像机实

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拍，进行分辨率、色散、噪点的对比。首先设定摄像机的

三个焦距为拍摄条件的不变量，即摄像机的广角端、中焦

端和长焦端，当摄像机在一个焦距不变时，改变光圈大

小，进行一系列的拍摄，可以得到该焦点在不同光圈范围

下的图像拍摄效果，从而分析摄像机的分辨率、色散和噪

点，依此类推，如下所述。

1. 广角端

两台摄像机在光圈F4、F5.6时分辨率相差无几，都非

常优秀。但Z280的色散稍重，出现了轻微彩色干涉条纹，

在光圈F8以后减轻并消失，但彩色噪点在F8以后Z280摄

像机逐渐出现，并且在F11时因噪点的增加而分辨率有所

下降，到最小光圈F16时噪点变得有些多，但这可以通过

使用ND滤光片并放大光圈而得到改善。

FS7全光圈行程内除在F4时有轻微色散外，分辨率

在F11前基本保持一致，噪点随着光圈变小没有显著增加，

能够保持画面洁净，虽然画面在最小光圈F22时分辨率有

所下降，但依然可用。见图1。

2. 中焦（

Z280

50mm

进入最佳状态，从光圈

）端

F4开始到F8，分辨率

较广角端较大提升，在最大两档光圈处有能力和FS7一

较高下，但仍旧略低于FS7。色散较广角端有所减轻，

但在F4时仍比较明显。到了F11处，Z280无论是分辨

率还是噪点都不如FS7，F16时，画面出现了轻微的模糊

现象，

反观FS7的中焦端，除分辨率有所下降外，图像依然

较为洁净。Z280在减小光圈通光量下降之后，图像质量有

1

所下降，但在可接受范围。而FS7中焦端的全光圈行程中

图像则始终保持稳定、纯净。见图2。

三 实拍效果对比及分析

3. 长焦（

首先，Z280在三个焦段的不同光圈下与FS7的对比当

Z280占

110mm

据了镜

）端

头焦段较长的优势30mm~515mm，

中，无论在分辨率、色散、噪点控制都不如FS7，但Z280

110mm只是用到它总焦段的中部，Z280发挥出色，画质

重量较轻，体积紧凑，在常用光圈范围画质优秀。

优秀，前几档光圈时画质与FS7较为接近，在光圈缩小

由于其使用了三片式感光元件，相对FS7的感光元

后，Z280依旧出现了分辨率下降的问题，并且噪点也如

器件面积较小，因此可以在手持一体机这个小小的空间

期而至。

中，做出相较FS7更大的变焦比。感光元件越小，镜头

相比之下FS7的镜头范围已到最远端，光学素质已经

的变焦比就可以做得越大，故其可以实现人们所说“一镜

下降，出现了轻微的枕形失真，发生了对比度下降的现象。

走天涯”。

而

FS7的大尺寸CMOS在保持图像质量方面的优势发挥得

并且Z280所使用的这枚富士龙镜头在广角端拥有F1.9

淋漓尽致，除反差较之前的焦段有所下降外，分辨率、色

的超大光圈，极大地增加了其新闻拍摄时对复杂光照条件

散及噪点依然轻微领先Z280。见图3。

的适应性。同时，小感光元件可以带来较深的景深。由于

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景深较深，前后景一般都是清晰的，这样，在快速拍摄

PMW-EX280, PXW-X280经历了几次重大升级，其中，

时，就能迅速地完成对焦，故其出片率高，不会因画面失

“PMW”中的“M”指的是摄像机编码方式主要为MPEG

焦或照度不足而错失拍摄时机，达到快速拍摄的目的。这

格式，而“

PXW”中的“X”指的是索尼近年来的主推

在新闻拍摄以及真人秀等题材的拍摄中，有着非常重要的

XAVC格式。该项升级解决了MPEG编码方式码流不足的

实际作用。其紧凑小巧的机身及简单的操作步骤也为快速

问题，因MPEG编码方式最高只能达到50Mbps，而XAVC

抓拍提供了方便。

帧内压缩最高码率可以达到112Mbps。

此外，Z280具有人脸识别功能。在各种新闻、人物、综艺、

Z280的优势还在于其不但接口配置齐全，附件及扩展

专题等需要抓拍的场景中，经常会遇到运动镜头，需要摄

功能丰富，而且该系列摄像机性能稳定，结实耐用，尤其

像师及时移动跟拍，在复杂环境中再进行手动对焦调整难

是后来演变出的280系列，是一体机中的“机皇”，在业界

度较大，所以在这类题材的拍摄中，拥有人脸识别功能就

有着较高的口碑。

显得非常有用。因此，从以上特点来看，Z280是一款为新

其次，从对比中可以看出，FS7的价值取向更偏重于

闻等需要移动快速抓拍而设计的4K摄像机。

高画面质量，而不在于快速抓拍。

实际上，280这个数字对于索尼一体机系列来说属于

再次，从2016年将镜头卡口升级为锁定型可以看出，

主力机型，从最早的PMW-EX1，到后来的PMW-EX1R,

FS7令摄像师告别了单手换镜头的便利，原本简单的单手释

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放镜头的动作不得不变成需要先将摄像机固定在脚架上，

保持拍摄不中断的同时无缝转换ND

滤光片，而传统的ND

然后用双手完成更换和锁定，或者需要他人的配合以帮助则需要一档一档的拨，同时在切换的同时因会有黑影从镜

完成更换镜头。这显然会使更换镜头的速度变慢，并需要头前闪过从而必须终止录像。可变ND也让用户得以更容

更多的耐心，但这种卡口提供了更强的镜头承载力，可以易地保持光圈并控制景深。

令摄像师放心使用更重的大光圈专业镜头，并且FS7所提

FS7（MARK2）是索尼的一款明星摄像机FS7一代的

供的E卡口，能使用Sony高度成熟的E卡口系列镜头群及升级版，其前身就因其高性能和较高的性价比，曾在业界

相关附件。引起不小的热潮，在诸如纪录片、广告片、宣传片等题材

从实拍结果显示，FS7确实拥有优秀的锐度和纯净的拍摄中得到了广泛的应用。

度，这应部分归功于其使用了35mm超级CMOS传感器，

令FS7适合在风景、建筑、夜景等拍摄场合使用。从拍

四 结语

摄周期来说，FS7更适合较长周期的拍摄和制作应用，尤

其是纪录片和独立电影制作，由于大尺寸高质量的传感

通过这次对索尼两款专业摄像机的实拍对比，看到了

器的助力，为创意拍摄工作提供了非常多的高品质解决

在相同焦距及相同光圈拍摄条件下，两台摄像机的不同图

方案。

像质量效果，并且通过分析可以看出，这是两台摄像机不

FS7电子可变ND滤光片功能确实引人注目，该技术

同的设计初衷，它们有着不尽相同的应用场景，读者 可以

与大型传感器结合能够提供更大的曝光控制灵活度，用户

根据拍摄题材进行有目地的选择使用，也可以根据影视制

可选择预设或可变操作模式。在可变模式下，用户可以在

作的不同方向进行配置。

（上接第152页）

8

以上只是笔者的一些粗知拙见和基本设想。具体应用

以完成移动物体（对象）的实时跟踪，在现场制作中创造

还要结合具体需求，但在成本决定一切的社会中，简约而

复杂的播出运动，辅助地使用TECNOPOINT RUNING 云台

不减效可能是媒体人应该考虑的问题。

和Totems，BLACKTRAX 跟踪系统：可以提供自动的推拉、

摇移窗口，自动实时跟踪演播室或舞台上的移动物体，使

五

你在跟踪窗口的镜头，完美快速地形成节目播出。8K RIO

下一代的智能演播室现场制作系统

展望

通过与BLACKTRAX的合作可以全面提升系统的应用，在

演播室或舞台实时地自动跟踪移动物体，让你的镜头以帧

基于松下8K RIO 摄像机系统可以仅用一台摄像机完成

精度的准备就绪提供节目源，通过演播室智能技术步入现

演播室多视角的拍摄，如果同时使用BALCKTRAX系统可

场制作的未来。

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