Kim工房:相机,与神同行!SONY 索尼 XZ Premium 手机 评测(续)

2017-12-17 17:45:59 72点赞 115收藏 113评论

序:揭开手机摄像头的神秘面纱,让超常发挥的XZ Premium来证明,什么“底大一级压死人”根本就是伪命题!

Kim工房:相机,与神同行!SONY 索尼 XZ Premium 手机 评测(续) 

欢迎来到Kim较瘦手工课,今天接着搞索尼超旗舰手机Xperia XZ Premium,看看掌握CIS核心科技的索尼,在旗舰手机的相机部分怎么做到超常发挥!


关于XZ Premium其他方面的介绍与评价,请自修之前的课程《Kim工房:矛盾共生,信仰漂移!索尼XZ Premium手机评测》,此处不再赘述,本篇只谈相机部分。 

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本文概况:

〇、Exmor家族

一、规格解毒

二、App体验

三、功能演示

四、成像对标

五、样张分析

尾巴、与神同行

全文9000多字,图片52张,请耐心学习。


〇、Exmor家族


承前篇所述,索尼集团不仅在消费领域霸气侧漏,在专业领域更是当仁不让,尤其是CMOS图像传感器,在供应链上游基本处于垄断地位。CMOS图像传感器(学名CMOS Image Sensor,昵称CIS,也叫感光元件),是将光信号转变为电信号的传感器,被广泛应用于相机、摄像机及监控设备。


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▲索尼家的CIS又称为Exmor(没办法,牛逼的东西都有名号),早期的Exmor为传统的前照式(FSI)结构,目前仍主要用在大底数码相机(单反、无反、高端DC)上。


▲2008年,索尼推出Exmor R,即背照式(BSI)结构,通过将金属连接层转移到基板下面,从而获得更高的受光效率。起初,Exmor R仅用于小底相机(低端DC、手机),近两年开始向大底数码相机(例如A7R2和D850)进军。


▲2012年,索尼推出Exmor RS,即堆栈式(Stacked)结构,它在背照式的基础上,通过将电路板转移到感光层下面,并替代原来的基板,从而进一步提升受光效率。Exmor RS同样始于小底相机,今年已登陆大底无反(黑科技A9)。


除了物理结构上的进化,近年来Exmor家族还积极将相位对焦(PDAF)与图像缓存(DRAM)集成到CIS上来,一方面强化相机的对焦能力,一方面提高图像数据的处理效率。


以目标市场来看,Exmor又可以细分为三类:Camera即各类数码相机和数码摄像机;Mobile即各类移动智能终端;Industry即工厂自动化与安防监控


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然而,不管哪种物理结构,也无论哪类目标市场,不管画幅大小,也无论像素高低,索尼的Exmor统一命名为IMX系列,仅靠后面三位数字来区分,非常神秘,毫无规律。厄,你基本无法从这三个数字直观辨识出,CIS产品的新旧、好坏和用途,不过它们本来就是面向专业领域(供应链),型号是否直观不重要。


所以……这里也不会向大家科普IMX362和IMX378到底谁更好,感兴趣的机友可参考wiki的Exmor族谱,看个热闹。毕竟,最终成像不完全由CIS决定,即使采用同款CIS,不同手机的照片也会天差地别。


一、规格解毒


概括来说,一台手机拍摄照片的整个过程,主要包括四个关键环节:镜头、CIS、ISP和软件。最终的成像质量,也是四个环节共同作用的结果,哪怕只有一个环节掉链子,照片就会整段垮掉。


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镜头决定光圈、焦段和OIS(光学防抖)。光圈代表进光量,多多益善,越大越好,目前手机最大光圈为F1.5(三星W2018)。焦段代表视角,通常主摄像头的焦段在24mm至28mm之间,越广画面冲击力越大,但也越不好控制,且边缘画质可能不理想。光学防抖没啥好说的,基本聊胜于无,它能大大提高弱光下的拍摄成功率与成像画质,不过索尼偏偏不爱用。

注意,与数码相机的光圈不同,手机的光圈是固定值,例如F1.7就只能是F1.7,它不会在强光时收缩到F4或F8,本月发布的三星W2018应该算业界首款可变光圈的正经智能手机(貌似这个系列也不太正经)。


CIS决定画幅(传感器尺寸)、分辨率(最高像素)和拓展功能。有时候还会提到画面比例和单像素尺寸,它们都可以通过画幅与分辨率数据转换而来。拓展功能包括对焦技术与图像缓存,前者最新的特技就是Dual Pixel(三星旗舰机标配,对焦风驰电掣),后者最新的黑科技就是高速图像缓存(首发于IMX400,用于XZ Premium)。


ISP(图像处理器)早已被集成到手机主处理器中(例如骁龙835上的Spectra 180 ISP),所以现在很少提及,不过随着AI热度的升温,其他图像相关的协处理器也开始崭露头角(例如骁龙845主打AI的Hexagon 685),广义来说,ISP应该是手机里参与图像处理的所有处理器的统称。


软件很好理解,其外在形式就是用户操作的相机App,友好性、功能性与流畅性就是App的评判标准;其内在形式就是控制整个拍摄过程的参数与逻辑,比如曝光倾向、色彩风格、降噪策略和特效强度等直接影响缺省出图画质的因素,也是最需要手机厂家花心思的地方,八仙过海各显神通。


至此,故事暂告段落,下面有请本期主角索尼当家旗舰XZ Premium。索尼非常孤傲的坚持着前/后单摄像头,前置1300万/22mm/F2.0/无补光灯/无OIS,后置1900万/25mm/F2.0/闪光灯/无OIS,如此单薄的规格,即使放在2016年的同级竞品面前,仍低调得可怕。好吧,既然是索尼的主场,那么索性抛开双摄不谈,仅就主摄像头做个简单比一比。


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从2015年的Z5系列开始,索尼就将旗舰手机所用的CIS藏私,IMX300(首发于Z5)和IMX400(首发于XZ Premium)都是索尼手机独享私货,概不外卖。这两款CIS最大的特点就是,画幅大+像素高+冗余设计,满满黑科技,就不卖给你。


画幅通常是对成像影响最大的因素之一,索尼故意把1/2.3英寸的CIS留给自家旗舰手机,只给友商提供1/2.5英寸甚至1/3英寸的规格,好一个田忌赛马。然而讽刺的是,占尽天时地利的索尼手机,成像质量别说碾压友商,就连追平友商都十分勉强,堪称负优化的典范。


像素一直是索尼热衷的数字游戏,不管是RX100系列过犹不及的2000万像素,还是手机CIS上激进的2300万像素,索尼都在固执的输出“像素越高越好”的价值观。甚至为了发挥高像素的片面优势,宁愿在数码变焦与电子防抖上奇技淫巧,也不愿选择变焦双摄、光学防抖与多张合成这些正道。


冗余设计是这两块CIS的最大亮点,它们是原生支持4:3和16:9两种画面比例,而不是通过裁剪来实现,因此能充分利用成像圈内的所有像素。这项独特的设计,无论在手机届还是相机届都可谓凤毛麟角,手机届的代表是诺基亚Lumia系列,相机届的代表是松下LX100。


以Z5的IMX300为栗子,这块CIS的物理像素为2500万,在绿色的成像圈内,4:3时(红色矩形)输出像素为2300万,16:9时(蓝色矩形)输出像素为2000万,图片源自GSMArena。


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然而,尽管IMX300/400的画幅看上去很美,但骨子里却是难以驾驭的野兽。一方面,过高的像素密度导致单像素尺寸偏小,在IMX300上像素仅1.1μm,单像素受光效率远低于1.4μm的竞品;另一方面,过大的CIS尺寸导致镜头模组的设计空间被压缩,在确保手机轻薄与摄像头不凸起的前提下,只能将镜头光圈缩小至F2.0,同时放弃镜组内的OIS。于是乎,强光下索尼手机或许尚可一战,弱光下基本就底裤输光。


事实上谷歌的Pixel系列已率先垂范,相机规格从Pixel的1/2.3英寸“升级”至Pixel 2的1/2.5英寸,是的你没看错,在画幅稍稍妥协之后,Pixel 2从光圈到防抖再到画质全方位提升(DxOMark得分:Pixel=90,Pixel 2=98)。或许,这就是索尼移动应该虚心借鉴的地方,CIS的片面优势不等于相机的整体优势,均衡的配置+科学的算法+广泛的适应性,才是相机的本质。那啥,XZ Premium的DxOMark得分我就不说了,没眼看……


显然,常年高举像素大旗的索尼也开始意识到,大像素往往比高像素更实用,所以IMX400终于将像素调低至1900万,XZ Premium/XZs更是自Z1(2013年)以来Xperia旗舰机像素首次低于2000万!不过老实说,这个像素调低的步伐还是略小,或许1400万像素会更理想。


所幸IMX400的提升不仅于此,它被索尼誉为“业界首块集成图像缓存的三层堆栈式手机CIS(The Industry's First 3-Layer Stacked CMOS Image Sensor with DRAM for Smartphones)”,关键词是首次引入手机CIS的图像缓存,类似的黑科技最早应用于索尼RX100M4(2015年),这回算是索尼内部资源共享的成果。简而言之,图像缓存能大大提升图像数据的采集速度,配合越来越强大的ISP,能实现更快的照片连拍、更高的视频帧率(即慢动作)并改善果冻效应。


不出意外的话,2018年度IMX400与骁龙845的联姻(我有说是XZ2么?),会给Xperia旗舰的相机带来更丰富的玩法和更卓越的成像,当然前提是,索尼移动能不能上点心……


二、App体验


不小心又跑题啦!下面再次有请本期主角XZ Premium,就先从应用的层面谈起,看看它的相机好不好用&有啥功能。打开相机App,第一印象是简约,但把玩一阵之后,我决定把后面的“约”字收回一半!

本期评测相关体验均基于港版官方固件47.1.A.5.51版本,特此声明!

以下涉及方向的描述,主要基于竖屏状态的情况,请以截图为准。


Xperia相机有三种模式,缺省为自动照片模式,左边是手动照片模式,右边是视频模式,以左右滑动方式进行切换。什么?你说视频模式右边那个“特效模式”?想太多,那货根本不是Xperia相机的内置功能,稍后再解毒。


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相机主界面有三个固定的快捷按钮:左上角是闪光灯(照片模式)或手电筒(视频模式),点击图标后展开菜单项;左下角是设置,点击图标后仅展开基本菜单项,必须点击“更多”才会展开进阶菜单项;右上角是前后摄像头切换,点击图标或主界面下滑均可触发切换。


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诚然,主界面的交互逻辑还算清晰,但上手体验却简洁有余简约不足。首先,主界面居然有三个与当前拍摄行为无关的滑动手势(左右滑动&下滑),当用户进行触控对焦(即自行选择对焦区域)时,很容易因误触而导致拍摄模式切换。其次,前后摄像头切换属于低频操作,其实点击图标切换就足够,下滑也能切换完全是画蛇添足,其他手机通常将上下滑动定义为曝光补偿,显然比前后切换更实用。其三,设置菜单不是一次性完全展开,还要再点击“更多”才会继续展开,实在有点简洁过头,反而让操作更繁琐。


手动模式时,快门键左侧会呈现“手动参数”快捷按钮,点击图标后展开熟悉的五个参数项,但是,不能实时显示当前自动ISO与自动快门数值!这完全不像是一个数码相机大厂的画风啊!视频模式时,快门键右侧会呈现“慢动作”快捷按钮,点击图标后切换为慢动作模式。我就纳闷,这俩快捷按钮忽左忽右的是啥审美风格?左手右手一个慢动作?


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据不完全人肉统计,三种模式下的设置菜单项目如下,仅供参考。如果你找不到HDR开关,或者找不到预测拍摄,甚至无法连拍,那么多半是姿势不对。

快捷,指主界面就能修改的项目;基本,指点击菜单键缺省展开的项目;更多,指点击更多后继续展开的项目;通用,指更多之后三种模式通用的项目。

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乍看这套相机的功能还挺专业的,得益于IMX400在图像数据处理上的硬件优势,XZ Premium确实在预测拍摄、对象跟踪、连拍以及高帧率视频方面表现畅快,但论及专业性却还欠点诚意。首先,IMX400居然不用来做多张合成,简直暴殄天物,难道索尼打算留着当牙膏?其次,专业模式居然不支持对焦点与测光点分离,要知道连努比亚都已经做到“对焦/测光/白平衡三点分离”,我就问索尼你怕不怕?其三,如此细致的设置菜单项,居然漏掉“降噪控制”,而且HDR强度也不能调整。


吐槽暂告段落,再来看看本该是第四种模式的“特效模式”,该模式的主界面有四个特效可供选择,不过图标排列略显松散。点击图标就会打开相应的特效相机,其中“AR效果”与“创意效果”还需要选择子模式,那么问题来了……在特效相机界面(下图右),无法通过返回键切回相机主界面(下图左),必须要点击左下角的特效图标,它才是逻辑上的“返回”功能,如果本能的点击导航栏上的返回键,就会直接退出整个相机App!


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这是为什么呢?按下多任务键你就真相啦,原来特效模式下的四个特效相机,根本不是Xperia相机的内置功能,而是四个独立App。换句话说,当你在特效模式主界面点击“AR效果”时,并非切换到Xperia相机的AR特效功能,而是跳转到另外一个App!诚然,将特效相机从Xperia相机中解耦(独立),有助于特效功能的快速开发与适配,但多个App之间的怪异跳转,无疑让整个相机充满割裂感,这种感觉甚至从UI蔓延到UE。


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不信你看,第二个特效“创意效果”的界面,是不是让你一脸懵逼?竖屏状态时,上方是被挤压成梯形的效果预览图,下方是左右滑动并选择的创意效果,可是完全看不懂都是啥创意!


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一不小心把手机转成横屏,哇,每个创意的标识才浮现出来,难道这是隐藏的解密游戏?不过,效果预览图能不能恢复正常比例?而且,初始界面只提供选择创意&效果预览的功能,还得点击弯箭头才会进入拍摄状态,如果需要重新选择创意,就要点击快门键上方的毛笔图标切回初始界面。这些都不是重点,重点是“创意效果”的交互逻辑与Xperia相机(三种标准模式)相差了半个地球,很容易让用户迷茫。


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最后两个特效的界面要简单得多,不过UI风格仍与Xperia相机(三种标准模式)有明显区别,比如脑门上的图标。“有声照片”名副其实,就是一张带几秒钟录音的静态照片,不过时间窗口有点难掌握,要练习几次。“全景”没啥好说的。


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小结:XZ Premium的整个相机体系,由一个看似专业的Xperia相机App搭配四个松耦合的特效相机App构成,UI风格缺乏统一性。Xperia相机的主界面看似简洁,实际体验并不理想,某些操作过于繁琐甚至容易误触,尽管设置项目眼花缭乱,但专业性仍有待提高。特效相机的操作略显繁琐,且需要一定的学习成本,其调用的只是Xperia相机的简化版,并没有丰富的设置项目,其定位上更偏向娱乐性。


三、功能演示


哇!IMX400耶!有美颜功能么?没有。有虚化模式么?没有。那你演示啥……确实没啥好演示的,简单过一下吧。


首先来看看这块CIS的冗余设计,在照片模式(手动/自动)的设置菜单里,有四种分辨率可供选择,19MP(5056*3792)就是4:3的原生分辨率,17MP(5504*3096)则是16:9的原生分辨率,另外两个12MP分别由19MP与17MP缩图而成。看图更直观,两种比例的画面风格与视觉冲击还是有区别的,视题材自行选择就好,这可是索尼旗舰手机特殊福利。


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其次是这块CIS的第二福利,高速缓存带来更大的创作空间,诸如对象跟踪(即追焦)、连拍和高帧率视频(即慢动作)都是意料之中的进化,唯独“预测拍摄”充满惊喜。注意,预测拍摄仅限自动照片模式,且不能手动强制触发,而是由Xperia相机自动侦测并触发,套用今年的时髦用语,称之为AI都不为过。


预测拍摄的原理并不复杂,简单说就是利用高速缓存,以队列形式实时保存着四张连拍照片(一秒钟以内),并遵循先进先出的原则滚动更新。当用户按下快门键的瞬间,队列关闭(停止更新),系统会对缓存的照片进行智能比对,判断拍摄对象是否发生运动。如果对象保持静止,则不触发预测拍摄,相机直接输出队列最后一张照片,整个过程与正常拍照一模一样;如果对象发生运动,则触发预测拍摄功能,相机将输出队列里的四张照片,并聚合到最后一张照片在相册里呈现。


在相册里浏览预测拍摄的照片时,缺省只会看到最后一张(即第四张,按下快门瞬间拍摄那张)照片,但画面会浮现“选择最佳照片”标识,点击后将展开预测拍摄的四张照片。整个预测拍摄的过程,无需人工干预,智能化程度非常高!所以,从我家狗娃的样张上可以看出,这个功能最适合用来临时抓拍,因为精彩瞬间稍纵即逝,通常在按下快门霎那,已经迟了零点几秒。是的,我要拍这组样张的时候,狗娃是第一张的神态,等我按下快门已经是第四张的结果。


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其三是手机标配的HDR功能,由于手机CIS画幅较小,宽容度并不理想,因此HDR早已成为标配。从样张看来,XZ Premium的HDR疗效并没有超出预期,尽管高光区域的曝光过度和细节丢失获得明显改善,但是暗部区域没有任何变化,而且相机设置里也未提供HDR强度的调整功能,显然索尼有点任性。


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其四简单演示一下特效模式里的“AR效果”,选择面具子模式,变张老虎脸。此时,画面会固定在1080*1920分辨率,即16:9模式,所以不难猜测,AR效果就是1080p视频模式+特效实时渲染,所谓拍照其实就是单帧截图。嗯,玩具不解释。


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最后要谈谈XZ Premium右侧边下方的实体相机键,这颗按键有双重定义:在开启相机App时,它是“相机键”,即两段式的快门键,可以设置为单张拍照或连拍;在未开启相机App时,它是“快速启动”键,长按可触发特定功能,包括启动相机、启动并拍照、启动并录像或关闭。


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诚然,这颗实体按键对拍照还是有一定帮助,尤其是横屏状态下,会有使用数码相机的操控感,如果将快速启动设置为启动并拍照,那么更可以在息屏状态下快速抓拍(偷拍?)。可是竖屏状态下,就不那么愉快啦,因为这颗按键恰好位于左手小指的握持区域,偶尔会误触到它,比如在相机主界面突然无法触控对焦,往往是因为实体相机键无意中被左手小指半按下……


小结:就功能体验而言,XZ Premium显得棱角分明,有些功能做得诚意十足,有些功能做得偷工减料,有些功能干脆不提供,就连充满设计感的实体相机键,也是形式稍大于内容。代表手机CIS新高峰的IMX400,在索尼闭门造车的搞机态度下,完全无法火力全开,芝麻开门,索尼,你以为现在还是2015年么?


四、成像对标


鉴于XZ Premium发布于2017年2月(实际发售已经是2017年5月),考虑到索尼手机一贯“惊人”的成像表现,就不拿2017年的同级别竞品来欺负它啦,这里请出2016年度成像标杆iPhone 7 Plus作为参照物。


下面选取四个场景,让XZ Premium与iPhone 7 Plus互相伤害,两者均使用原生相机App,自动模式+缺省参数。在硬件规格上,XZ Premium画幅更大、像素更高、焦段更广,iPhone 7 Plus光圈更大、带OIS。

左:XZ Premium,ROM=47.1.A.5.51,港版

右:iPhone 7 Plus,ROM=11.1.2


场景1:室外正午多云


伤害真的有点大,如果说iPhone 7 Plus的照片是多云,那么XZ Premium就是阴天,显然索尼的测光算法存在问题,或许它试图保留更多的高光细节,但整体画面已明显欠曝。


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放大到原图(即100%)来对比,XZ Premium的天空显得有点脏,特别是建筑物的边缘已出现伪像,整体画面很粗糙,完全没有体现出大画幅+高像素的解析力优势。相比之下,iPhone 7 Plus的成像干净且精致,树叶的细节更是栩栩如生。


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场景2:室内正常照明


XZ Premium曝光不足的问题依然存在,色彩也不如iPhone 7 Plus鲜活明快,玻璃门上倒影的细节,更是iPhone 7 Plus清晰可辨。


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原图对比基本延续场景1的战况,XZ Premium的ISO已拉到500,噪点非常明显,但解析力上却毫无优势,iPhone 7 Plus倒是保持着干净的画风,只是解析力略有下降。


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场景3:室内弱光


两者曝光终于一致,想想也是,弱光下XZ Premium再欠曝的话,画面真心没法看。办公室顶面的隔板,iPhone 7 Plus出现高光溢出,XZ Premium反而控制得不错。


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原图对比毫无悬念,没有OIS的XZ Premium已经飙升到ISO1600,别再强求什么细节,几张白纸都糊成一块。两者的降噪策略都倾向于消除彩色噪点,不过在传真机的表面,XZ Premium仍有少许彩色噪点。


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场景4:虚化


这里的差距并不大,XZ Premium的虚化能力稍逊一筹,焦外过渡也不如iPhone 7 Plus自然。


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小结:原本以为,缺少OIS的XZ Premium顶多是弱光下吃亏,强光下应该能尽情展现大画幅+高像素的解析力优势,对标结果证明,我还是太年轻。一位掌握CIS核心科技的数码影像行业资深老司机,拿着独家秘制的高规格IMX400,却交出与身份不符的基础成像,这,就是传说中的“负优化”。


五、样张分析


相机评测至此,Kim较瘦也不知道该说些什么……索性让XZ Premium自己用样张来解释一下吧,所有照片均为自动模式,部分使用触控对焦,仅缩图并加Exif标识。


第一组:白天


白天或光照充足的情况下,基本延续成像对标的测试结论,XZ Premium的测光非常保守,虽然能尽量保留高光细节,但画面整体欠曝,色彩沉闷缺乏通透感。它所搭载的RGBC-IR传感器,尽管听起来很牛逼,但实际上对自动测光和自动白平衡帮助不大,室外环境白平衡偏暖,室内环境白平衡偏冷,两头都不讨喜。


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第二组:晚上


晚上或弱光的情况下,XZ Premium测光还算靠谱,高光区域也控制得不错,但由于ISO飙升以及索尼招牌负优化,画面涂抹感非常严重,基本没啥细节可言,只能缩图欣赏。


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通过样张Exif不难看出,弱光下XZ Premium的安全快门与自动ISO的规律:第一阶段,当快门大于1/50秒时,会大幅拉升ISO;第二阶段,当ISO达到800时停止拉升,转而增加快门时间;第三阶段,当快门达到1/16秒时停止增加,转而继续拉升ISO。


尾巴、与神同行


常言道,背靠大树好吃瓜,但是Xperia手机的背后却是一整片森林(索尼集团)!一方面索尼在数码相机(尤其是无反相机)市场独霸一方,另一方面索尼在CIS(尤其是手机CIS)行业垄断上游,甚至还将最先进的CIS留给自家旗舰手机,这些优势都是其他手机厂家所不具备的。因此按常理说,Xperia旗舰手机的成像画质应该在DxOMark天梯上一骑红尘,最起码能领先竞品一两年都不为过。


然而那个特立独行的索尼移动,却偏偏不按常理出牌,别说领先竞品一两年了,毫不客气的说,Xperia旗舰手机的成像已然落后竞品一两年……我只想问一句:时间都去哪儿了?

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最后,用古龙小说《圆月弯刀》里的一句话,来形容Xperia旗舰机的成像,最合适不过:纵使神刀在手,也无法成为刀中之神。


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