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罗兰声卡以及iPhone7Plus长焦镜头为何无法工作

2020-01-08 16:20:47   来源:

今年iPhone 7 Plus的双摄像头升级是iPhone问世以来在摄像头方面最大的一次飞跃。iPhone 7的28毫米广角镜头现在配备了f/1.8的光圈,这让进入传感器的光线量直接增加了50%,另一个56毫米的长焦镜头则在改进图像质量方面有着数不清的应用。这两个镜头既可以同时工作,也可以单独工作,总之都是为了给用户带来最好的照片。

想要拍一张风景图?想要在阳光下拍一张人物特写图?还想要在阴凉处拍一张人物特写?所有这些都是通过对这个摄像头系统加以不同的组合利用方可实现。

我们实话实说:苹果原本的目的就是要将它设计成一个系统的,让其与相机应用互相配合使用,以最大程度弥补智能手机摄像头拍照存在的问题。智能手机摄像头尺寸只有DSLR或者专业摄像机的1/5,所以拍出来的照片肯定存在不足和析光差等。

比如上图都是在相机应用的“2x”设置模式下拍摄的,而只有其中一张是镜头在拍摄的过程中使用了长焦镜头,你能看出来是哪一张吗?

那是因为iPhone 7 Plus中的长焦镜头并不是一个真正独立的镜头。有了这个镜头,用户在明亮的光线条件下确实能够拍出非常好看的照片,细节非常丰富。

如果你不经常用相机应用在光线比较明亮的场景下拍摄照片的话,那么可能你使用到长焦镜头的时候并不是很多。

这是为何?

你使用iPhone拍摄照片的时候,图像信号处理器ISP就会执行几十亿运算以生成尽可能好的图像。这其中包括自动设置双摄像头系统的快门速度、ISO、曝光和色温等。

下图就是iPhone 7 Plus长焦镜头在2x模式下拍摄后直接从相机应用导出的照片。

iPhone 7 Plus的多摄像头系统其实给图像信号处理器带来了另外一个问题:到底该使用哪个镜头来拍摄?

以前iPhone只有一个镜头,图像信号处理器就不用做这么一道选择题,但是现在相机应用有的选了,它可以选择使用次级镜头和传感器来拍摄出更好的照片。

图像信号处理器会根据光线、对焦比例等条件自行确定是否应该同时使用两个镜头来拍摄,或者仅使用广角镜头或单独使用长焦镜头来拍摄。处理器的选择一般不会有问题,所以用户无需担心。

但是如果你想使用长焦镜头来拍摄,那么仅仅点击相机应用中的2x按键是不行的:图像信号处理器才是决定是否应该同时使用两个镜头或者使用广角镜头的一方,决定权不在用户的手上。

背后的技术

iPhone 7 Plus上的广角镜头和传感器在很多方面都和前代iPhone的相同,它有3.99mm的取景框架,可数字放大10倍,1/3.06英寸传感器。

这个广角镜头中的新变化就是光圈从f/2.2变成了f/1.8。光圈大小直接影响到进光量,数字越小,进光量越大,光线越多,你在昏暗的房间或者夜间拍摄时就能有更好的成像效果。另外广角镜头支持光学成像稳定,这样低光下的照片拍摄和视频录制将能有更好的体验。

它的最近调焦距离也比长焦镜头的更短(这样用户拍摄时可以更靠近物体,不会影响聚焦,对于微距摄影来说这是再好不过的了)。

今年iPhone 7独享长焦镜头和传感器:它配备了一个6.6mm的镜头,非常适合用于拍摄肖像照和特写。不过它的规格和主镜头——广角镜头不一样,并没有那么高。长焦镜头的光圈为f/2.8,没有光学成像稳定,传感器也比较小,为1/3.6英寸。

但是也不得不承认在iPhone这么薄的机身中,苹果还能够有办法把长焦镜头装进去,其实也是非常厉害的,而且还要在拥挤的机身内部为多出来的OIS系统或更好的光圈挤出空间,这也是一个很大的挑战。

只要有可能,苹果都会让两个镜头和传感器同时工作,同时拍摄照片,以相互弥补不足,从而拍出更好的照片。

广角镜头更善于聚焦?是的。长焦镜头的曝光和光平衡更好?没错。这是对iPhone图像信号处理器的工作(每毫秒进行数十亿次计算)进行的最简单精辟的概括。

iPhone长焦镜头的限制

可惜当拍摄2x照片时,长焦镜头硬件本身的限制会让用户无法在低光条件下拍摄出效果比较好的照片——这时候就需要iPhone的软件来发挥作用。

在发现这个问题之前有用户非常奇怪,为什么在餐厅里用iPhone 7 Plus拍摄照片时,长焦镜头的图像看起来和以前的iPhone拍出来的照片没有什么区别,但是看过元数据之后就明白了:他拍摄的照片其实是用广角镜头数字变焦2x拍出来的。

起初这名用户以为是操作错误,但是经过反复的测试之后他证实了自己的疑问:相机应用在低光条件下时,长焦镜头会将控制权交给广角镜头。

你自己想测试也可以,把手指放到广角镜头上,进入2x模式:如果你的拍摄地点光线比较亮,那么拍出的照片和平常没什么区别。如果你所谓的位置光线比怎么好,那么你可能看到拍出的图像上就是黑乎乎的一片,而那一片其实是你的手指。

如上文所说,使用哪个镜头来拍摄这取决于图像信号处理器。用户在拍摄照片时,它就会先“看”过两个镜头可能生成的图片然后再做决定,是单独使用广角镜头或单独使用长焦镜头,或者将两个镜头的成像结合在一起最好。

而在低光条件下,图像信号处理器则认定光圈f/2.8的长焦镜头因为没有稳定技术,而且传感器比较小,能够拍出的照片不如广角镜头的好,所以选择了使用广角镜头。

图像信号处理器的这个决定应该是没错的:用户测试使用ProCamera来拍摄,1/13快门速度,广角2x和长焦,结果如图(左边是广角镜头拍摄效果)。

相比之下,它的焦点更加清晰,这有一部分原因是长焦镜头需要的最近调焦距离比广角镜头的长。即使拍摄的时候用户已经试过调整距离,但最终得到的结果并不理想。

结语

此文并不是讨论长焦镜头是否有用。在光线充足的条件下,有了长焦镜头,我们确实可以拍出非常好的照片,即使你不是直接在2x模式下拍照,长焦镜头也会协助广角镜头给你拍出更好的图片。

测试之后用户认为对于使用相机应用或者其他社交媒体应用来拍照的一般用户来说,这没有多大的意义。

iPhone的图像信号处理器会选择它认为最好的工具来给你拍出最好的照片。和Instagram以前的正方形格式一样,2x模式能让用户以一个不同方式去合成他们的照片。

如果你喜欢使用长焦镜头来拍照,你可以尝试使用同时支持两个镜头的第三方应用——苹果提供API就是因为这个原因。像RAW和手动相机调整,这些特性是为那些刚接触摄影的人准备的,对于那些想要拍出好照片的人来说,他们的重点可能放在其他方面。

但是苹果的图像信号处理器是正确的:低光条件下用长焦镜头你是拍不出好图片的。没有图像信号处理器,而且光圈又这么小,它就不具备这个功能。

目前如果你想尝试使用第三方应用使用长焦镜头拍摄,那么你最好到光线比较明亮的地方拍摄,或者使用稳定器之类的工具。

罗兰 Roland Mobile UA UA-M10 USB 声卡测评报告

UA系列是罗兰比较有名的一个音频接口系列,趁着名声正旺,罗兰又推出了Mobile UA系列,目前只有UA-M10这么一款。所谓音频接口,是专业级声卡的另外一种叫法,更多强调的是I/O性能,几进几出这样的标注。Mobile UA 也被称为USB 音频界面,但它只是纯输出设备,简单说,它没有录音功能,只有模拟信号的播放功能。不管用什么称呼,我们这儿都将之归类到USB声卡,这种功能简单的设备,其实很符合声卡发烧友的口味。

UA-M10的体积108.2X65X16毫米,重量300克,比2.5英寸移动硬盘盒小一圈,供电也不麻烦,从USB取电,500毫安电流即可,并不需要额外的电源支持。便携性不是问题。外壳采用铝合金型材,表面喷砂处理,两头铝合金版封堵形成盒子,这种结构非常容易拆解。壳体上没太多按钮,只有两个音量控制键,两头各有一个3.5毫米的插口,一个耳机输出,一个是耳机和线性输出共用,另外还有一个Micro B的USB口,这是用于取电和数据连接的。

在壳体上方,有一条长条的开窗,工作状态时,USB状态符号会亮起,随着播放音乐信号的变化或者调节音量时,电平指示器也会亮起,指示灯的颜色变化和专业设备上指示完全一样, -6dB到顶值时会呈现绿色到红色的变化,看上去很专业。

拆解后看到关键的元器件。USB 音频控制器是罗兰自家的ESC2,包含了USB控制、音频I/O控制,还曾经是用于罗兰的某些电子乐器当中。综合搜索来的一些资料,这颗芯片很有可能是FPGA。根据官网的介绍,其采用了S1LKi音频引擎,这是一种类似于DSD中的1-bit DA转换的技术[Delta-Sigma Modulation],具有这种功能的DSP并不多见,这不是花瓶,而是实实在在的技术。DAC芯片AKM AK4414,这是一颗4声道DAC,信噪比最高120dB,最高采样规格为216kHz、32bit。支持DSD。耳机放大器部分则基于常见的TI TPA6120。在主板上还能看到电平指示器的LED灯珠阵列,这在声卡设计中并不多见,这是一个提升使用体验的设计,看着音乐和电平指示器同步跳动时就会有一种莫名的舒适感,国内厂商可以学习之。

UA-M10支持Windows和MAC设备,Windows 10下可以即插即用,驱动程序已由系统集成,其他系统需要额外安装驱动。作为一款专业厂商旗下的产品,支持ASIO也是必须的。

相比一般的声卡,它的玩法有些不一样,它可以通过驱动程序控制输出路径,实现4种接驳模式。分别是双耳机、耳机和音箱、主设备和监听、平衡输出。这也的设定还是满足硬件监听和多人监听的需求,应用场景大概是:拿着笔记本和UA-M10展示混音效果。作为家用的话,这些设定也派得上用场。例如双耳机模式,它并不是简单的并出一个口,而是走了一个单独的放大器通道。

从硬件到软件,UA-M10确实显示了来自专业厂商不一样的理念,所以,相当值得期待。

测试量化指标表现理想,但发现了一些无法体现在量化结果中的问题。在回放单一信号时,例如1kHz时,会出现“三角腿”,而理想的状态应该是信号的“根部”尽量窄,我们特意截了一张图让大家理解这种差异,这种差异代表着主信号出现了很弱的伴生噪声。这个锅是AKM的,我们在测试另外一款基于AK4414的设备时,也发现了类似问题,它会让声音变得相对糊。这个问题基本上与软件无关。除此之外,其他表现都非常出色。

实际听音中使用了AKG K701、威士顿W60、威索尼可GR07 MKII和睿韵DM210等。正如大部分专业声卡那样,UA-M10的声音取向也是中性,尽量做到无音染是专业声卡厂商共有的设计目标。得益于技术进步,它的声音比起早期的专业声卡尤其是USB专业声卡那种准确却偏单薄的声音,要更有凝聚力,更有密度。这得益于USB控制器技术的进步,早年USB接口甚至被视为专业声卡的一大障碍,而这些问题随着技术进步获得解决,在小小的盒子上已经实现更好的声音。

UA-M10的线性输出由于可以设定输出电平,它很方便和各种音箱组合,音色平白,具有整体不错的瞬态和动态表现,解析力表现也很上乘,但声音趋紧。耳机输出风格也类似,配合不同的耳机会有不一样,虽然其40欧负载可以提供158毫瓦X2的功率,300欧负载下也有44毫瓦X2,但受限于USB供电品质,驱动大耳机仍显控制力不足,表现为中大音量时高频变得毛刺感以及低频解析度下降,而并非声压不够,TPA6120在得不到最佳供电的情况下,确实也容易出现这样的问题。配合小耳塞则游刃有余,例如驱动GR07 MKII能获得整体比较均衡的听感。

这种不施加音染的设计,也能让DAC的优缺点体现出来。恰巧,我们最近也在使用几款基于AKM DAC的设备,它们都出现了一个共同点,就是人声相比CirrusLogic、TI等知名DAC芯片要略差,表现为形态感相对偏散,这几乎是基于AKM DAC设备的通病,而在AK4414如此,在更高级的AK4490上也有类似表现。这个问题,通过线性输出、耳机输出都能有所体现,当然,结合不同的设备,反应出来的程度也不一样。

对于UA-M10,我们持整体积极的评价,它具有中性的声音表现,比起数年前大部分的专业声卡更好听,而且这是在一个小盒子里实现的,技术含量还是相当高的。当然,受限于小盒子供电的不足,以及AKM的一些小问题,使得它的音质表现没有最佳化,但即便如此,在当前的USB声卡当中,UA-M10的表现也是可以算得上一流水平,它比创新E5明显更好且好得多,和乐之邦Monitor 06MX这样的怪物产品对比,音质不占上风,但胜在稳定性。UA-M10的稳定性出色,只有在切换接驳模式时可能[只是可能,不是绝对]失去响应,但这个功能并不常用,影响可以忽略。

剩下的就是价格因素,UA-M10的国内售价铁板一块,2380元,如果只是将其作为音乐欣赏用途,这个价位可以买到更好的替代品,所以不值得心动。但在美国则便宜不少,送测的网友是以70美金的代价购入,这就非常超值了,看来美国售价才更符合中国国情?所以,我们建议有兴趣的诸位考虑海淘,时不时的关注一下某亚马逊,或许会有惊喜。如果获得代价在700元人民币左右,我们都认为值得,我们设置一个带条件的推荐评级,700-1000元,Soomal给予Roland Mobile UA UA-M10 USB 声卡以推荐评级,700元下时,给予强烈推荐评级。

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