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[分享] Olympus E-System (4/3 system)

話說前輩們強力的勸敗......哦,不,是分享之下,小弟也為 E-1 動了心,這段期間四處爬文做功課,不料用功過了頭,E-1 竟然賣光光了!看來只好期待傳說中的 E-3 出現了。只希望不要太貴才好!

國外跟對岸都有類似的文章,但看起來總覺得有那麼一點不通順,是語言差異上的關係吧!趁機整理起來也可以釐清自己的一些觀念,日後也可以用來參考。也在此跟大家分享。


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(Flash from www.olympus-europa.com)

整理一下最近收集到 Olympus E-System (4/3 system) 的一些資料。

4/3 (FourThirds) 系統跟原有的數位單眼相機系統 (DSLR) 最大的不同,除了 FULL FRAME CCD 的尺寸之外,就是在於光線入射進來到 CCD 的角度。4/3 的全幅式 FULL FRAME CCD (18 x 13.5mm) 跟像是 CANON 1D 之類的高階單眼相機的的 FULL SIZE CMOS (36 x 24mm) 感光元件的全片幅並不相同,FULL SIZE CMOS 的大小跟傳統相機的底片是一樣大的,也因此名正言順的以全片幅名之,但 4/3 的 FULL FRAME CCD 所指的全幅指的並不是感光元件的 size,而是感光元件的設計方式,底下會做詳細說明。




(Flash from www.olympus-europa.com)

先從 4/3 CCD 尺寸來講,成像的畫面比例會是跟傳統 135mm 底片機的 3:2 不一樣,會成 4:3 的比例,另外大部分的 DSLR 採用的 APS-C CCD (24 x 16mm),大約是傳統底片大小的 3/5 到 4/5 之間,因此換算成傳統底片的焦段通常要 x1.5 到 x1.6,視各家系統的設計而定。4/3 系統的 CCD 大小約是傳統底片尺寸的 1/2,所以所有鏡頭接上來焦段都會乘以兩倍,也就是說 14-54mm 的鏡頭實際上工作的焦段會是 28-108mm,而光圈大小會改變(會變就神奇了)。




(Pic from www.olympus-europa.com)

關於這一點焦段會乘以兩倍這件事情再補充一下,假如在拍攝野生鳥類時,通常需要背所謂的大砲,也就是長焦距的鏡頭,然後跋山涉水、翻山越嶺到人煙稀少的地方拍攝,此時對於體力來講就是一項考驗了。以 500mm 來做例子,APS 系統的使用者所搭配的鏡頭,至少要 300mm 左右,而在鏡頭組成的鏡片,焦段需要越長,鏡片、鏡身、相關對焦系統就會變得越大越多(不然怎麼叫大砲呢?),而對於 4/3 系統的使用者來說,這就是一項利多的消息,因為 4/3 的鏡頭接到機身上,焦段會自動乘以二,如此需要 500mm 的焦段,實際組成鏡頭的鏡片群組只需要用到 250mm 即可,相對來講重量也就會變得比較輕了。這樣是不是很迷人呢?




(Flash from www.olympus-europa.com)

先前提到的全片幅設計,在這邊用圖片輔助做說明。市面主流的 DSLR 大部分使用的 CCD 為 INTERLINE CCD,也就是說 CCD 不是整片都可以接收光源,並且在 CCD 中間會有很多 INTERLINE,用作傳送資料,因此在同樣尺寸大小的感光元件條件下,FULL FRAME CCD 就能擁有更多的色彩。4/3 系統的 CCD 所使用的是 FULL FRAME TRANSFER CCD,沒有 INTERLINE,光源轉換成的資料會經由 CCD 底部的 photodiode 傳送,因此可以達到全幅受光的效果。由於兩種 CCD 構造的差異,傳遞資料的方式也不同,所以雖然 4/3 的 CCD 比 APS-C 尺寸的 CCD 小,但是接收到的光線並不會比 APS-C SIZE CCD 少。












FULL FRAME TRANSFER CCD




底部的 photodiode 傳送接受到的資料




INTERLINE CCD




INTERLINE 傳送接受到的資料



(以上圖片擷取自 E-System Advantages )



4/3 system 是一個創新的系統,跳脫了傳統五菱鏡的設計,減少了光線在機身內部的折射次數,除了角度的改變之外,也能讓攝影者看到更明亮的觀景窗,在取景過程更加輕鬆順利。另外就光線入射的角度來講,對傳統底片相機來說,底片是平面的,光線透過鏡頭進來投射到底片上一定是均勻垂直的,而 DSLR 是透過 CCD(CMOS) 感光元件來擷取色彩,元件表面會有如同球狀的受光面積而折射的問題,所以要設計成讓光線如何避免這種誤差成為重要課題之一。

4/3 system 的出現在光線折射的方式也與原有的 DLSR 不同,如下圖上半部所示,光線透過鏡頭進來,投射到感光元件的 wide-angle 可能會因為折射角度而出現失真,4/3 system 開發的構想亦是為了解決這個問題,改變鏡片群組構造、縮小 CCD size,讓進來的光線能夠與感光元件成垂直角度入射,如此還原最真實的色彩,使照片更為立體才是 4/3 system 所追求的。若光線稍有偏斜的話(下圖下半部),CCD 的角落邊緣就可能無法受光,出來的照片可能會產生暗角、色彩不均、色偏......等等的狀況。




(Pic from www.olympus-europa.com)

因此理論上就同樣的條件下,如同樣的機身、鏡頭、相機的 CPU 和軟體設定、正確的曝光與對焦......等等拍攝條件都一樣之下,FULL FRAME TRANSFER CCD 可以帶來三大好處
1. 更高的曝光寬容度
2. 更高的動態範圍
3. 更少的雜訊

當然,這些只是理論值,一台傻瓜相機交給大師來拍,一樣不是一個暴發戶拿著 CANON 1D 可以比得上的,不過這種創新的設計,確實能讓照出來的相片增加許多色彩飽和度,普遍的說法是照出來的圖檔不需經過太多的後製,及可以得到相當不錯的效果,也許只是 Olympus 家用戶的自我安慰,但筆者認為您何不親自去體驗看看呢?




參考資料
wiki 數位單眼相機
E-System Advantages
Olympus E-System
4/3 SYSTEM 詳細研究報告
小弟收集的 4/3 SYSTEM HEMIDEMI 書籤



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如以上內容有錯誤還請前輩們不吝指正,感謝!
2006-09-15 16:56 發佈
真棒的分享! 讓大家多瞭解一點 4/3 系統的特色! 太好了!
很棒的文章
直的推薦
將物理光學深入淺出, 清楚的表達4/3系統的概念
受益了
真的受教了...

說真的,對於系統的好壞與否!始終都存著一份濛濛懂懂的知識!
不過話說回來!每次看到E家的發色就讓人心癢癢的......
唯一讓我心有二意的就是....E1...
小弟也是身受O家的毒害..所以把30D給賣了..轉向O家...結果也是用功過了頭..在台灣買不到E-1...結果還是透過可以幫忙在日本代購E-1的賣家..請他代標日本YAHOO的E-1新品..不過那裡好像也不多..幸運的還是讓我買到了一台新品..
lhat1217 wrote:
先從 4/3 CCD 尺寸來講,成像的畫面比例會是跟傳統 135mm 底片機一樣 4:3 的比例..


135底片的長寬比例是3:2,跟4/3的4:3不一樣。除了4/3系統之外其他DSLR也都是3:2。
據說135的3:2規格是Leica率先使用的。至於4/3為什麼要用4:3,有一種說法是4:3剛好也是一般電腦螢幕的長寬比。

使用4/3系統的困擾之一就是照片沖洗的規格與以往不同。

lhat1217 wrote:
...也就是說 14-54mm 的鏡頭實際上工作的焦段會是 28-108mm,而光圈大小會改變(會變就神奇了)。


應該說:4/3鏡頭的14-54mm,其視角等同於135系統的28-108mm。光圈值是光圈孔徑除以鏡頭焦距的倒數,實體焦距不變光圈值當然也不會改變。事實上這應該是4/3最有利的特性之一,因為焦距短、成像圈小,光圈可以作的比較大。在135系統要達到視角28-108mm、光圈有F2.8~3.5、體積不大畫質還要好,應該是很困難的事。不久之前Olympus也做出了視角等同於70-200mm F2.0的鏡頭。

然而事實上4/3的片幅比率與135不同,所以這個2x的視角轉換到底是以什麼為基礎而算出的呢?我也不太清楚。

lhat1217 wrote:
...跳脫了傳統五菱鏡的設計,減少了光線在機身內部的折射次數,除了角度的改變之外,也能讓攝影者看到更明亮的觀景窗,在取景過程更加輕鬆順利...

前面講的應該是Olympus E300/E330系列,以及Panasonic L1、Leica digilux 3所採用的設計,捨棄傳統的五稜鏡而重新設計光路,使得機身的觀景窗結構不會突出一塊。E330/L1/digilux 3也因設計而得以再光路中額外使用一片ccd擷取影像,做出DSLR前所未有的live view功能。

但說到4/3的觀景窗,實在是乏善可陳。因為片幅縮小之故使得4/3系統的觀景窗天生就沒辦法做到135系統那樣的大小(除非使用放大倍率>1的設計,但目前尚未出現),而E330因為有live view,觀景窗更為複雜,也因此更為暗沉。就個人試用的感想來說,與其他家APS-C的機種比較,4/3的機子的確都有觀景窗大小/明亮度稍遜的缺點(除了E1)。

我一直的疑問?
既然4/3認為需重新制定鏡頭鏡片組,
這樣才能達成4/3光線直入的想法,
為何又一直做那麼多轉接環來轉接各家135鏡頭???
peellden wrote:
使用4/3系統最大的困擾可能就是照片沖洗的規格與以往不同。(恕刪)


這個不是問題。現在的數位沖印店都有對應6 x 4.5的照片選擇,要是自己用
相片印表機,也比較沒有相紙尺寸的問題。
ruby6436 wrote:
我一直的疑問?
既然4/3認為需重新制定鏡頭鏡片組,
這樣才能達成4/3光線直入的想法,
為何又一直做那麼多轉接環來轉接各家135鏡頭???


你的觀察可能因果顛倒了。FourThirds系統的鏡後距離(Flange Back Distance)
非常短,比135系統的鏡後距離要短,所以FourThirds系統只要加上轉接環,就有
很多的鏡頭可用。另外,這些轉接環並不是FourThirds系統做的,只是它具有這項特色。

135系統鏡頭接上FourThirds系統後,因為成像圈比較大,所以中央畫質較好的
部分可以應用在FourThirds系統上。

FourThirds系統重新設計鏡頭的原因除了光線直入之外,還根據CCD的特性設計
鏡頭的解析度。就像當初135系列的鏡頭是專門為底片設計的是一樣的。
peellden wrote:
135底片的長寬比例...(恕刪)


錯誤及筆誤已修正,感謝前輩指教。

關於焦段成以兩倍一事,就我找到的資料是說,4/3 的 CCD 約是 135 底片大小的 1/2,所以同樣的焦長換算到 4/3 系統上會是 2 倍,文中第三張圖(第一、二是 flash)有說明。

因為對於鏡頭的焦長換算也不是十分清楚,如果有前輩可以更明白的說明就在好不過!
Plurk:www.plurk.com/little_hat/invite Blog:little-hat.blogspot.com
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