知识大普及：专家全方位解密双模DV

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知识大普及：专家全方位解密双模DV

来源： eNet硅谷动力发表日期：2008-08-25 我来说几句

双模存储，这种之前没有任何DV厂家尝试过的存储方式，目前已经成为佳能HF、FS系列DV最为吸引消费者的特性。虽然每个DV生产厂家都希望生产出小巧、轻便的DV，但佳能并没有因为追求机身的小巧而放弃对性能的追求，在推动全新存储方式的同时，依然不断坚持续写着高性能小型化DV的传奇。　　让人好奇的是，佳能的DV开发团队是一支怎样的开发团队？他们是怀着怎样的理念研发出佳能产品的呢？他们的目标又是什么？本文，参与佳能HF、FS系列DV开发的各个领域专家将为你全方位解答佳能双模DV的先进性。　　（一）为用户提供最高画质　　佳能DV以高解像度和有张力的彩色显像为特征，所拍摄下的画面并不是被还原的“现场”，而是有故事情节的“画面”影像。一般情况下，高端机型都能达到这种水平，价格低的产品却很难实现。但是，佳能的DV产品，无论价格高低，都能拍出“画面”效果。作为老字号的相机生产厂家，佳能对这一点始终要求严格。

佳能统括开发中心主任研究员石井芳季　　佳能统括开发中心的主任研究员石井芳季先生表示，为了在双模DV中体现这种设计思想，佳能在DV设计中坚持两点始终不变。　　第一点，产品系列不同而品质始终不变。从商用机XL H1到民用机，佳能都是通过各开发团队紧密合作开发而成的。专为商用机XL H1开发的技术，也被应用到了民用机上，决不会因为价格便宜而有所差别。当然，商用DV追求色彩的真实性，民用DV追求色彩绚丽，不同的画面感觉用不同的色彩显像方法，但是基本的性能完全一致。　　第二点，DV的核心部件始终由佳能研发。在佳能的DV中，不仅仅是镜头，CMOS图像感应器和图像处理器也都是本公司研发设计的。而且这些设计不套用传统样式，专为配合数码摄像机设计，组合后可以最大限度地发挥其特性。　　如果DV厂商做不到第二点，肯定就会由于优先某个参数，而牺牲其它部件功能。“我们自己研发核心部件，使之最大限度适用于整体系统。我们认为，为用户提供最高的画质是DV生产厂家的最大责任。”石井芳季表示。　　（二）还原记忆中的绚丽色彩　　使用过佳能DV的人都会有这样的体会，即色彩绚丽。经过数年之后再现过去拍摄的影像时还能够还原跟自己记忆中的色彩相近的颜色，这个秘密就在于佳能长年不断研究的“记忆色彩”之中。　　人们在进行色彩记忆时，有一种容易记住更深、更鲜亮的颜色的倾向，这就是“记忆色彩”。在照片的世界里，人们早就发现了这一原理，而佳能把记忆色彩的概念融入到动态影像处理系统中，可谓是一项了不起的研究。　　石井芳季先生表示，佳能自1997年发布的DVC一号机开始，就一直以“也可以完美拍摄静态图像的摄像机”为理念。2001年左右，佳能在DV上搭载了100万像素以上的CCD和高速影像处理器，开始使DV静态图像模式的成像等同于数码相机成像。“这种改变不仅仅是静态图像成像，同时也汲取了数码相机的优势之处，运用了其记忆色彩的概念。” 　　石井芳季先生认为：“由于DV和数码相机的播放环境和设备都不一样，对于记忆色彩的设计目标值也有所不同，因此必须针对双模DV重新设计目标值。当然，这也需要运用数码相机中的经验技术。” 　　（三）提供优质的成像技术　　佳能DV对于动态画面和静止画面采用不同的记忆色彩数据处理方法。特别是佳能高端机型HF系列，在拍摄动态画面的同时，还可以拍摄2M像素的静态画面。HF系列能同时并快速对动态和静态两种图像数据进行处理的处理器就是DIGIC DVII。负责此设计的统括开发中心室长服部雄一郎先生为我们揭开了DIGIC DVII的秘密。知识大普及：专家全方位解密双模DV

佳能统括开发中心室长服部雄一郎　　服部雄一郎先生认为，把CMOS图像感应器、CCD等感光元件读取的影像信号，通过不同的处理方法得出美丽影像，就是DIGIC DVII的任务。“佳能把相机生产厂家常年积累的画面处理经验技术和数码信号处理技术相结合，不断研发高画质、高性能的DV。” 　　在佳能DV中，无论是高端的XL H1还是FS系列中价格最低的FS100，都搭载了同样的DIGIC DVII。“一般来说，处理器的性能越高，随之成本和耗电量都有所上升。因此DIGIC 　DVII采用了最先进的半导体技术，以求解决这个课题。相信大　家从市场上对XL H1的好评中不难看出其在专业领域中的领先优势。当然，镜头或传感器不同，所产生的画质也有所差异。无论哪种相机，佳能都希望能提供优质的成像经验技术。” 服部雄一郎先生表示。　　（四）尝试高倍率镜头设计　　FS系列在光学变焦方面实现了37倍高倍率变焦。过去，虽然有与数码变焦并用超越40倍的变焦镜头存在，但是纯光学变焦37倍的镜头设计却是佳能的首次尝试。对于此次尝试，负责这种高倍率镜头设计的镜头开发中心室长堀内昭永先生为我们揭开了秘密。知识大普及：专家全方位解密双模DV

佳能镜头开发中心室长堀内昭永　　谈及高倍率镜头设计的初衷，堀内昭永先生表示：“人们如果能看到很难见到的事物会非常感动。在高端系列DV中，虽然有可以配用我公司的单反EF镜头，但如果配用600mm高倍率镜头的话，实际上能有4300mm的效果。用它来拍摄月球，一定能清楚地看到火山口。我看到这种景象就会非常地感动，同时也想把这种感动让更多人能够亲身体验。” 　　不过，虽然有对长焦距镜头的憧憬，但消费者在广角镜头方面也有很大一部分需求，如何使这二者共存是一件相当艰巨的工作。　　对于这一问题，堀内昭永先生表示：“在FS系列中，最小的广角为35mm Film，经过换算的话约为41mm。如果想在广角的基础上添加高倍率的话，就将变成单纯的高倍率镜头，比较困难。起初广角镜头的设计和普通镜头不用高倍率，因此并没有考虑到高倍率变焦的问题。如果像数码相机那样3~4倍变焦就可以的话，可从28mm开始；但就DV而言，最小也需要10倍变焦。用同一款镜头采用10倍变焦，肯定会导致影像拍摄失败。即使通过降低画质，或者接受画面扭曲等情况下，可以加大变焦倍率，但我们肩负着镜头生产厂商的责任和使命，也不能允许这样的问题出现。” 　　（五）实现45倍优化变焦　　FS系列摄像机具有37倍光学变焦功能，而且还新增了45倍的优化变焦功能。这种不降低画质且高倍变焦的技术，究竟是什么呢？　　堀内昭永先生表示，普通的数码变焦，只是用电能来提高像素，因此变焦倍数越大，画质损失的就越多。而优化变焦是配合光学镜头运动，连续改变感光元件读取范围的一种技术，不会增大用电量。　　“原本FS系列的感光元件就要多于摄像机的必要像素，这样广角端也可更广范围的读取影像，能够更为广角的取像。以前的技术只偏向于广角端方向，这次尝试挑战了感光方向。　将连续变化的画像数完美地进行缩放的技术虽然是企业机密，但这是需要通过DIGIC DVII的高速处理来实现的。” 堀内昭永先生先生表示。　　随着变焦的提高，DV的摄像是否会用于更多的用途呢。堀内昭永先生表示：“在佳能产品中，45倍变焦就是最高的了。虽然不知道将来会发展到多少倍数，但我想一定会根据用户的需求不断提升。比如：拍摄足球赛场上球门前攻防的场景，这时候一定会想用高倍数变焦吧？如果此刻拥有45倍变焦的话，就可以从观众席上，拍摄到活跃在赛场上运动员们的细节了。” 　　（六）令人期待的感光元件CMOS 　　佳能从2006年上市的首款高清摄像机HV10开始，采用了受人关注的新一代高端摄像部件CMOS。另外，佳能还率先自主开发了具有动态画面用HD全画素CMOS。就佳能CMOS的开发，佳能设备开发本部室长高桥秀和先生进行了详细介绍。知识大普及：专家全方位解密双模DV

佳能设备开发本部室长高桥秀和　　一般来说，如果使用生产存储卡的通用CMOS生产线，就可以批量低成本生产，所以很多厂家都朝着这个方向发展。为此，市面上充斥着低质的CMOS传感器，CMOS质量差、价格低的印象也逐渐固定下来。　　不过，高桥秀和表示：“从潜力方面看，无论是CCD还是CMOS都是硅片，所以两者的共同之处就是，只有注入的那部分光可以产生电子。因此，如果能够减少噪音，那么从理论上来说是可以否定CMOS低画质的说法的。相反，因为可以在像素部位放大信号电荷，所以在噪音进入之前，如果放大信号的话，就可以实现比CCD更高的S/N。另外，从原理上来说，不会出现污点也是其特征之一。从理论上说，是可以实现低耗电量以及CCD同等以上的S/N的，所以我们开始了研发。” 　　不过，目前装载CMOS的佳能DV就仅局限于HD，还没有应用到SD。高桥秀和表示：“SD原本所需的像素数就很低，即便是CCD，其耗电量也没那么大。因此，即使采用CMOS也发挥不出HD般的优点，包括其他公司在内没去尝试应用到SD，大概就是出于这个原因吧。CMOS确实具有同时纪录动态画面与静态画面这一优点，但是能够发挥其优势的还是进一步高速化发展的HD。” 　　（七）小型、便捷的设计　　佳能HF、FS系列采用了内置存储器，以此实现了惊人的小型化。但如果DV太小的话，反而不易使用。技术进步的背后，是追求恰到好处的设计。我们为此采访了综合设计中心的田中千冬先生，正是他监督设计出了这些系列小巧外观与简便操作完美结合的机型。知识大普及：专家全方位解密双模DV

佳能综合设计中心田中千冬　　田中千冬先生表示，由于内置存储器没有机械驱动结构，所以DV和数码相机的构造基本是相同的。这样一来，就可以做到和数码相机差不多的大小，剩下的就只是使用方法上的区别而已了。当缩小体积变成可能的时候，我首先考虑的是到底哪个才是最合适的形状。　　“首先从用户角度来看，摄像不如拍照那样普及。通过进一步缩小机身体积可以使拍摄变得更轻松，这就是设计的关键。”田中千冬先生表示。　　“手持DV长时间拍摄，这是可能的。但像数码相机那样，只需瞬间摆好姿势的样式未必适合长时间拍摄。如此想来，应该有其他适合拍摄动态画面的形态与大小。“田中千冬先生对当初的设计思路进行了详细的描述。　　“于是，我们考虑以人手为基准，并试想了各种可能性。但因为想突出佳能相机镜片的优势，所以强调了包括镜片在内的镜筒部位。手握镜筒便可以进行一连串的操作，因此，与先前的DV相比，把柄（包括尺寸感在内）更接近于理想形状。” 　　此外，佳能推出的双模DV不仅配有握带，还追加了腕带。对此，田中千冬先生表示：“我想体积的缩小应该会让拍摄变得更自由。随意取出轻松拍摄。握持方法也不局限于传统模式，可以尝试各种各样的方式。因此，采取自由握持的构造也成为了必然。” 　　（八）实现超乎想象的轻小化　　FS系列实现了惊人的小型化，但更让人震惊的则是其轻便性：单个机身约260g，即使装上电池也就310g左右，实现了与数码相机一样的轻便性。这不仅仅是体积小了重量自然就变轻这样简单的事。关于轻便化的重点，整个系列的设计指导者，DCP第二开发中心室长山本幸夫先生进行了解释。知识大普及：专家全方位解密双模DV

佳能DCP第二开发中心室长山本幸夫　　山本幸夫先生表示，摄像机里面有着镜头之类无法削减重量的部件，因此只能在此基础上进行设计。“最初我们是以250g为目标开始制作，但结果还是超出了10g左右。可是我们认为，这般大小装上电池大约310g，尺寸和重量都是恰到好处的。” 　　“轻便化的重点，其实是降低耗电量。因为如果耗电量大的话，就必须在内部设置散热装置。但是如果发热少，就无需散热用部件，也就能够实现轻便化。” 山本幸夫先生介绍道。　　山本幸夫先生表示，DIGIC DV II处理器和CCD传感器比较容易发热。“DIGIC DVII是采用最前沿的半导体技术来装载高性能引擎的处理器，我们使其在任何拍摄模式下都不去启动没有使用到的区域，最终将耗电量控制在1.9w，这样一来，使用标准电池就可以连续拍摄3个小时左右。而CCD是温度一升高就会产生噪音，所以我们在公司里制定了？度之内的标准，以此为目标来推进设计。” 　　（九）隐藏着的重点——快速启动　　此次佳能的HF、FS系列DV具有一些共同特点，其中一点是从接上电源到进入拍摄状态之间的启动时间很短。传统摄像机为了克服启动缓慢的弱点，设置了待机模式，佳能新系列里面也有待机模式，但是无需使用就可以做到快速启动。　　山本幸夫先生表示，这两个系列为了发挥内置存储摄像机的特点，以重视高速性为理念。“一般摄像机在启动时，需要复位镜头、调节光圈、自动测光，但是依次完成整个处理过程，需要3~4秒的时间。我们对此进行了改善，做到了同步处理，在镜头复位的同时调节光圈，使HF系列的启动时间缩短到了1.8秒。由于FS系列是高倍镜头，所以在镜头复位的时候要花点时间，但也只要2.5秒。” 　　在山本幸夫先生看来，佳能DV待机模式成败的关键在于，实现待机模式下的电力消耗与启动时间的完美统一。“一般，从打开面板到摆好姿势大概需要1秒钟左右的时间，为了能在这1秒钟内完成启动，我们一直在努力寻求一个好的平衡点，比如保持镜头位置不变、一直开着电源等。另一方面，我们把待机模式的电力消耗控制到平常拍摄模式下的一半左右。” 　　（十）各种模式均能实现高画质　　DV是用来压缩录制影像的，因此具有高画质、长时间等各种可供选择的模式，而各个模式的背后却隐藏着诸多的努力。　　石井芳季先生表示，通常录制时间与图像质量之间存在着二者择其一的关系，但为了减轻因压缩导致的图像下降程度，佳能DV考虑到视觉特性，独立开发了编码器控制的运算法则，尽可能地避免了因压缩导致的画质下降。　　“关于画面质量，我们对各个录制模式进行了调试，力求达到最佳效果。因此，无论在任何录制模式下，佳能DV的图像质量都优于其他公司的产品。”石井芳季先生表示，“虽然AVCHD的比特率低于HDV，但是为了保证高清晰影像的解像能力不受破坏，我们开发了编码器控制的运算法则。其结果是，在12Mbps模式下，达到了毫不逊色于HDV的图像质量。而且自HF10起搭载的17Mbps全高清录制，其模式下的图像质量凌驾于HDV之上。”

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