下一代航拍无人机用M4/3相机提升画质！？[5iMX深度解读]

2015-8-4 18:37来源: Peter@5iMX

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当我们谈起无人机的时候我们谈些什么？

操控？飞行速度？战斗力...慢着，老兄，你说的是军用无人机吧?

当我们谈起民用无人机的时候，航拍画质恐怕是绕不过去的一个话题。

在笔者眼中，目前航拍无人机的相机可以分为两大“门派”。

其一是常见于四轴小型无人机上的”微型派“，特征是使用了美国安霸或类似方案、相机部分体积堪称微小——本派代表有Gopro HERO系列相机、大疆精灵3相机以及部分“山狗”；

其二是常见于六轴、八轴无人机上的“单反派”，特征是相机本身并不是为航拍设计的且体型较大，需要一台较大的飞行器才能将它带上天——本派代表有松下GH4、佳能5D mark3等等。

毫无疑问，前者具备轻量化、易上手、图像质量也还不错的优势；但在专业领域，目前还是“单反派”们的天下，尽管上手难度较高、装配较复杂。

在集成化程度日益提高的今天，主流航拍无人机有没有办法维持小型化、易操控优势，同时大幅提升画质？

或许借助M4/3系统可以做到。

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M4/3是什么？有什么优势？

熟悉影像器材的朋友想必都知道，常见单反数码相机无一例外都由35mm胶片相机演变而来——因“单镜头反光式”的特征而得名“单反”。数码单反相机的感光元件长宽比多为3∶2，其尺寸标示方法有所不同，一般用感光元件尺寸来区分类型。主要分为全画幅（接近或等于135画幅的28.1mm×18.7mm）、APS-H尺寸（28.1mm×18.7mm，镜头焦距转换系数1.3）、APS-C尺寸（23.6mm×15.8mm、22.2mm×14.8mm、20.7mm×13.8mm等，镜头焦距转换系数分别为1.5、1.6和1.7）——这些类型的相机通常具备单眼反射式相机一定会有的反光镜及五棱镜，法兰距较长，因而机身往往较厚。

可以说，感光元件越大，器材的画质就越好，图为常见的几种画幅感光元件大小对比。

2002年左右，奥林巴斯、松下开发出了“4/3系统”数码单反相机（感光元件尺寸17.3mm×13mm，长宽比为4∶3，镜头焦距转换系数为2.0），随后，这两家厂商又于2008年陆续公开了使用一种称为微4/3系统（Micro Four Thirds，国内俗称M4/3或三分之四系统）新设计的新相机结构。M4/3系统使用了4/3系统的感光元件规格，但突破性的进地取消传统单反相机一定会有的反光镜及五棱镜，直接以数码方式进行影像对焦；同时因为法兰距大大缩短而使机身变得比常规单反轻薄（原有4/3系统的机身与传统单反区别不大），同时成像质量接近单反相机（相对于一般”卡片机“而言）——听起来是不是很像大家熟悉的微单？两者确实有相似之处，但索尼主导的“微单”直到2010年才面世。

图上、下分别为常规数码单反相机（DSLR）与M4/3系统的机身结构，M4/3从传统的光学取景变为电子取景，法兰距大大缩短；在保留类似传统单反的许多装置(如除尘装置、低通滤镜等)的前提下，机身厚度可控制在传统单反的50%以下。

简而言之，M4/3是一个“可换镜头的小型数码相机”的新标准，依照这个标准生产的产品集可更换镜头、便携、成像质量堪与35mm架构单反相媲美这三大特点——请注意，是媲美，4/3系统的最大缺陷是为了缩小体积也缩小了CCD尺寸，成像质量（特别是静态图像）上与全幅仍有差距。但由于仍保留除尘装置、低通滤镜，再加上相机厂商优化相机设计、算法等因素，近年来M4/3系统相机（如松下GH4）在视频拍摄性能上甚至超越了很多旗舰单反。

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不甘没落的M4/3：借航拍打一场翻身仗？

从器材与感光元件的关系来看，相同像素下，感光面积越大，噪点水平就越低。而M4/3型图像传感器，正好在像素、控噪能力以及感光面积三方面达到了一个较为合理的平衡，但市场表现却一直说不上火爆，类似的产品如索尼微单的市场反响却不错，这是为什么？

一开始，阻碍4/3系统发展的因素主要有2个：机身及镜头的体系尚未完善和传统35mm系统用户的“怀旧情结”。经过五六年的发展，目前M4/3镜头体系已逐渐完善，更何况老M4/3镜头依然可以发挥余热，因此目前基本不存在镜头体系不够完善的问题。

M4/3镜头群，目前可用镜头并不少，涵盖的焦段也算全面。

至于35mm系统用户的“怀旧情结”，不少“怀”的都是35mm系统的超高细节表现能力与高ISO控噪能力。在这一点上M4/3确实有先天不足，因此有不少喜欢小型高画质相机的用户选择了APS-C画幅的索尼微单。在摄影圈，M4/3在正好处于一个”比上（全画幅）稍显不足，比下（卡片机、Gopro等）绰绰有余的“境地，在备机中点名率颇高。除了当备机，M4/3会因航拍无人机的发展而有新的可能吗？

有，M4/3在拍视频方面可是一把好手！

视频：BMPCC、GH4、5D MARK3视频拍摄画质对比

在BMPCC、GH4、5D MARK3视频画质对比中，前两者同属M4/3系统，在视频画质上纷纷碾压5Dmark3。

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航拍无人机厂商：用M4/3助力画质”大跃进”？

1、无人机厂商为什么要加入M43联盟？

不知大家是否还记得，今年2月份大疆与另一家国内光学厂商宣布加入M4/3联盟，当时奥林巴斯方面表示大疆会推出M4/3系统产品，但大疆不予置评。一时间业界有不少猜测，时至今日都没有定论。厂商的目的我们无从得知，但有一点是可以肯定的，厂商都希望在画质和体积之间取得平衡。

M4/3联盟是奥林巴斯主导的一个影像系统开放联盟，吸引了很多世界知名厂商加入。

2、M4/3与目前主流航拍无人机摄像机（含Gopro）对比

M4/3相机的感光面积为17.3mmx13mm，大约是目前航拍无人机中常见的1/2.3英寸型图像传感器实际感光面积的8倍。尽管和目前主流单反所普遍采用的APS-C尺寸图像传感器的感光面积（23.6x15.7mm）相比依然显得小了一些，但M4/3可以使相机的机身小得多。

视频：E1 4K Camera演示

能有多小？跟Gopro不相上下！去年JVC推出的GW- GBLS1 便是一例。而以上个月底5iMX报道过的国产E1 4K Camera(http://bbs.5imx.com/bbs/portal.php?mod=view&aid=128)为例，可以预见M4/3系统将在航拍器上有惊人表现——毕竟它采用的是与主流航拍器相近的安霸（Ambarella）A9方案，但图像传感器尺寸却数倍增加！

采用M4/3系统的E1 4K Camera（右）与Gopro（左）体积对比，注意看尺寸数值，虽然传感器尺寸是后者的4.4倍，但E1的体积与Gopro却相差不大，并可更换镜头。

更令人兴奋的是，由于M4/3系统是一个完全开放的标准化体系，有规定的感光元件的面积且对镜头卡口直径、成像圈大小、卡口到成像圈的距离等进行了标准化。因此只要符合4/3系统标准的镜头和机身，无论它来自于哪家厂商，都可以互相兼容——若你（如笔者）手头有来自松下、奥林巴斯或其它品牌的M4/3镜头，都可以用在你的航拍器上，岂不美哉？

3、集成M4/3相机：消灭"Z15+GH4"航拍组合弊端

"Z15+GH4"组合成本约28000元，大疆“悟2”有望将其斩于马下

在专业航拍机领域，器材成本一向居高不下，整套航拍机动辄几万、十几万。例如时下流行的”八轴+Z15+GH4“组合，光云台（14999元）加相机（约12000元）就要27000元左右——注意，这个价格不包含飞行器。更重要的是，松下GH4相机虽然也是基于M4/3系统，但其体积、重量和可控性（不支持远程APP操作）并非专为无人机航拍而设计，这使得整套设备不仅沉重，易用性也不好。

而如果让无人机厂商来开发基于M4/3系统的相机，那么5iMX可以预言它一定具备如下优势：

1.与三轴云台高度集成化的一体式相机系统（类似于现在的DJI“悟”）；

2.体积只比现在DJI“悟”的相机略大一点，而且可以更换镜头；

3.可以通过手机端（地面站）APP控制相机的拍摄及各种参数调整；

4.成像质量不输于GH4的4K画质，并且整套系统的售价大幅度拉低；

5.可以输出多种视频格式，包括RAW格式，后期创作空间前所未有。

据5iMX论坛网友透露，DJI下一代无人机Inspire（”悟2“）将集成M4/3相机，按照第一代Inspire的参考售价（17999）来看，2代产品价格不会高过太多，但画质的提升将是革命性的。如果传言成真，"Z15+GH4"航拍组合或将被拉下神坛，因为集成M4/3相机的无人机在保持高画质的同时价格有望更低，且上手容易、甚至相机控制功能更为丰富（这一点十分重要）！

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趋势展望

5iMX看来，下一代航拍无人机除了具备自动避障、操控更为简单以外，画质的提升一定是第一要位的。而M4/3系统刚好可以解决成像器件体积与画质之间的矛盾，寻求到一个绝佳的平衡点。

过去只有在相对专业的航拍领域通过相对专业的影像器材（比如5D3、GH4、BMPCC等机器）才能实现的画质，很快就会被实现到准专业、甚至消费级市场。或者说，是专业级的航拍画质很快就会飞入寻常百姓家了。5iMX将会和大家一起期待这美好一天的到来！