大疆禅思Zenmuse X5R云台相机评测

　　全球专业航拍界在最近迎来的一个好消息是，无人机领军企业DJI大疆创新的Inspire 1 RAW航拍无人机以及禅思Zenmuse X5R云台相机在让业界翘首期待了差不多半年之后，终于在上个月正式发货了。等待的过程是虐心的，但相比拿到机器后的惊叹，却是微不足道的。仔细研究了一段时间后，笔者现在有了些许底气来撰写这篇评测，谈谈大疆这款现象级产品的主要亮点，也算是抛砖引玉，因为这款产品非常值得业界去关注和探讨。

  　进入正题之前先简要回顾一下过去。大疆的INSPIRE 1是目前最具影响力的航拍四轴无人机，这里面有三个关键的时间节点：

·2014年11月，大疆发布四轴无人机INSPIRE 1，标配 Zenmuse X3云台相机
·2015年10月，大疆发布INSPIRE 1 PRO/RAW，搭载Zenmuse X5/X5R云台相机
·2016年3月，大疆INSPIRE 1 RAW和Zenmuse X5R云台相机正式出货

　　在INSPIRE 1发布后长达1年的时间里，笔者一直在质疑这台四轴无人机的市场定位，毕竟搭载1/2.3传感器的X3相机的画质距离商业拍摄需求尚有一定差距。在禅思Zenmuse X5云台相机发布后，一颗4/3的心脏终于让所有疑问得到了完美的解答，而同时发布的具有电影机规格的Zenmuse X5R只能用疯狂来形容，再次证明这家公司创新的基因，而搭配Zenmuse X5/X5R的INSPIRE 1注定在四轴的历史上拥有里程碑的地位。

　　大疆官网里面的这个页面（点击进入）显示的是三款相机的规格比较，由于篇幅关系不粘贴在本文当中，有兴趣的可以自行研究。

  　从官网上的规格参数表看出，X5R相比他的前任X5，其强大之处在于4KP30的Cinema DNG支持。Cinema DNG是Adobe公司推出的用于电影拍摄的格式。这种格式存储无损压缩的Sensor RAW数据，仿若胶片，为后期调整处理提供了理论上最大的调整空间。

  　从网上X5R的介绍页面（点击进入）来看，这款以“原生视觉 纤毫毕现”为广告词的航拍相机确实有其惊艳亮点，概况一下主要卖点为：原生4K RAW、12.8档动态范围、M4/3传感器、镜头兼容性、与DJI GO应用程序的配合；无线跟焦器配合等。

　　从上述这些产品亮点可看出，大疆有涉足专业电影机行业的野心，而X5R则是他们迈出的第一步，通过将具有电影机规格的云台相机与自家飞行平台整合，创造出全球首款最轻的可拍摄无损RAW视频的航拍一体机。

　  在X5R的众多亮点中，本文先来选择笔者近期研究最细致的外观、传感器和CinemaDNG后期工作流这几个环节展开探讨，这款产品的其他特点，留到之后慢慢说。

·X5R的外观设计

　　大疆的研发实力和其他航模公司或运动相机公司不是一个量级的， X5R并非简单采用某些新品厂商提供的通用平台设计并稍微改变外观就标榜自身为全新创造的产品，无论从该系统架构到机身外观设计，都体现了大疆对于产品的用心。

　　X5R的系统方案应该是Ambarella A9芯片和FPGA的混合架构设计，因为A9芯片的规格(点击进入)既不支持SATA接口，也不存在支撑高达2.4Gbps的RAW数据的外送接口，所以X5R的系统设计是如何做到RAW存储这一点让笔者捉摸不透。

　　与禅思Zenmuse X5相比，X5R的外观发生了重要改变。主机分拆成两部分，处理器和存储设备挪至云台的上部位置，镜头后端只剩下感应器，可以认为这一设计既减轻了云台负载的重量，又屏蔽了处理器和存储器给感应器带来的电磁干扰。

·外观效果如图：

　　有趣的是，笔者从网上搜索样图时，还无意发现X5R配OSMO的样品图，看来，X5R除了能完美搭配Inspire 1以外，还可能兼容OSMO手持增稳云台，这无疑是为电影工作者于不同拍摄场景中提供了更灵活的专业拍摄器材选择。

·一些国外网友贴的INSPIRE 1 RAW航拍工作照：

·X5R的传感器

　　大疆这款X5R云台相机应该采用的传感器和X5相同，都是一颗Type 4/3规格的1600万像素CMOS传感器，官方宣称来自索尼，像素大小在3.7um。传感器是相机画质的核心，因此传感器的硬件设计在整个硬件设计中极为重要。

　　从国外网友发的X5R拆机图可以看到，传感器板硬件设计简练有效。板的正前方是一颗M4/3规格的传感器，其背后没有任何电子元器件，并且用厚厚的硅胶将热导至外壳，在传感器正前方有滤光片(IR filter)和光学低通滤镜(OLPF)。

·以下是网上能搜到的国外（土豪）网友贴的X5R拆机图：

　　X5R的传感器据称是来自SONY的IMX159，与Panasonic GH4采用了相同的成像核心。下图分别是X5R的传感器板与Panasonic的GH4拆解传感器板，从封装方式以及传感器边缘的金线位置可以看出两块传感器的一致性。所以有网友根据X5的镜头来自Panasonic 15mm/1.7贴牌，就认为相机由Panasonic代工，这一谣言不攻自破。

·继续上国外网友贴的拆机图：

  　其实对于这款传感器的硬件性能指标，我们可以通过借鉴DxOImage提供的数据进行评析。DxOImage是一家法国的相机评测公司，旗下的DxOMark逐渐成为影像领域的权威评测机构。DxOMark的评测会根据产品定位和功能的不同，分为Professional和Mobile两个组别，其中的Professional测试针对的是RAW图像，即可以看作是Sensor的评测。我们以与X5R使用了相同传感器的GH4为参考，了解一下IMX159的评测表现。

·DxoMark专业评价如下：

　　IMX159这颗传感器的综合打分甚至超过了Canon EOS 750D的APS-C传感器，主要表现在色彩和动态范围这两项指标。而ISO指标看，IMX159的低光性能超出SONY神机RX100M4越2/3档，但比装备APS-C传感器的Canon EOS 750D的差1/3档。值得一提的是，大疆官方称X5R具有12.8档动态范围，和DxOMark的评测一致。

3. CinemaDNG后期工作流

　　大疆的X5R采用了电影行业的开放标准——Adobe CinemaDNG工作流。CinemaDNG是一个Adobe公司提出的开放编码格式，试图为数字摄影机提供一个公共开放的RAW编码。如名字所示，Cinema DNG上是基于DNG的，DNG是单张的RAW图像，为广大摄影爱好者所熟知，所以Cinema DNG的后期处理主要是基于DNG单帧的流程。

　　DNG单帧文件中包含时码轨（time code）、色彩矩阵以及元数据（meta data），可以直接用Adobe的Lightroom/Photoshop查看，也可以用免费的共享软件如UFRaw或者XNView等等查看。Cinema DNG是基于DNG单帧的序列，所以剪辑方面被Adobe Premiere CC和Adobe AfterEffects所支持。

　　调色方面，现在大部分主流的商用DI软件支持Cinema DNG，比如Davinci Resolve、 Adobe Speedgrade、Scratch、Adobe After Effects可以直接对Cinema DNG进行调色和校色。

　　大疆官方给出了基于DJI CineLight软件的工作流程示意图。DJI CineLight作为对接飞行器和主流电影工作流的桥梁，支持三种导出格式，有Apple ProRes, Cinema DNG和TIFF序列。其中Cinema DNG还区分兼容PRCC的Cinema DNG和普通的Cinema DNG。

　　其中，DJI CineLight对TIFF序列的支持，是为了兼容DPX流程。DPX是在柯达公司的Cineon文件格式发展出的基于位图(bitmap)的文件格式，它是数字电影和DI工作中最重要的文件格式之一。有多种应用软件支持DPX格式，如 Flame, Combustion, Shake, Maya, Fusion和Avid DS等等。

·官网的X5R工作示意图：

　　虽然ProRes编码器被广播等商业拍摄所广泛采用，甚至许多电影和电视剧采用ProRes格式拍摄，但严格来说他不符合电影级后期流程的要求，不满足许多好莱坞一线摄影大导演们的“越RAW越好”的要求，因为ProRes编码的是YUV数据。而从传感器原始数据到YUV数据的转换过程需要经历多次的运算环节，无可避免地会对画面质量产生不可逆的损失。

·可以提升色彩重建的质量

　　传感器记录的数据格式叫Bayer格式，每个像素只能记录一个色通道的信息，要获得三个色彩通道的数据必须用某种插值算法来重建，这种插值算法叫做demosaic.

·CFA采集示意图：

　　由于相机硬件的可实现性，demosaic无法做到像电脑工作站那样的高质量重建，会出现一些画质损伤，例如下图所示的色彩摩尔纹。色彩重建时，低质量的算法会有细节损伤，而高质量的算法可以提升锐度。

·COLOR MOIRE示意图：

·避免画质损失的示意图：

·可以避免白平衡和色彩还原错判带来的画质损失

　　类似ProRes, Cineform和H.264这类编码器，都是针对YUV数据进行编码，传感器数据经过色彩重建后，需要做色调映射和色彩还原，已经RGB转YUV之后，才能进行编码。严格地说，这些步骤都存在画质损耗。以Cineform为例，为了尽可能的保留传感器记录的动态范围，许多设备一般采用LOG色彩模式来存储Cineform。而Cinema DNG是类似线性的；在直接回放的时候，Cineform的宽容度看起来更高，DNG会更低。但是本质上二者的宽容度是基本上一样的，只是LOG更符合人眼的体验，也更适合现场判断曝光，但同时有一定转换损耗。

　　Cinema DNG采用了Color Matrix之后，因为Color Matrix是线性的，所以可能会使得本身没有过曝的部分显得过曝，本身阴影部分的细节显得丢失，但是实际上没有丢失，只是因为线性的Color Matrix的缘故。而LOG之后的Cineform则不会存在这样的“问题”或者视觉误差，这也是为什么大部分高端的摄影机都是采用LOG化的素材，因为LOG化的素材更符合人眼、更不会造成视觉误差、更容易判断曝光的准确性。

　　笔者留意到大疆官网上提供了CinemaDNG的样片以供下载（点击下载），猜想他们是想让用户自由体验CinemaDNG后期调整空间的想象力。

　　因此，笔者借用一帧其官网提供的X5R的CinemaDNG样片来表现X5R的后期空间，可以看到高光和阴影的细节在后期处理之后完美的表现出来，令人震撼。

·样片处理前后的差异：

处理前

处理后

　　仔细查看处理后的图，天空中高亮的细节一览无遗，而岩石上的色彩表现细腻。或许这就是为什么许多好莱坞一线摄影大导演们有“越RAW越好”的要求。

　　可惜的是，DJI CineLight目前仅支持MacOS。对于Windows系统，用户需要使用DJI Exporter进行Cinema DNG的导出，然后使用Davinci或者Adobe AE/PR等第三方软件。值得一提的是Davinci Resolve Lite目前是免费的。

Davinci Resolve Lite样片下载链接：点击下载

下面是DJI CineLight的MacOS版本界面，工作流程与导出选项的示意图。

·CineLight界面：

·CineLight工作流程示意图：

·CineLight 导出选项展开示意图：

点评：

　　从上述图中可知，CineLight界面简洁，支持对素材的快速预览以及导出，而支持的导出格式也覆盖了主流的ProRes格式。用户可以根据特定需要选择最适合当前视频处理条件及拍摄任务需求的格式进行导出。

　　而笔者同时也关注DJI CineLight的DNG序列导出与支持的覆盖范围究竟如何，于下文主要针对DNG sequence与 DNG sequence with PRCC做了实际验证。

　　笔者通过一段时长51秒的4KP25视频和1080P25视频做验证，比较X5R的码率和存储容量，并做兼容对比。

Cinema DNG与兼容PRCC的Cinema DNG容量示意图：

Cinema DNG与兼容PRCC的Cinema DNG码率示意表：

Cinema DNG与兼容PRCC的Cinema DNG的软件兼容示意表：

点评：

　　从上述图表可以直观地看出一段仅有51秒、分辨率为4K的CinemaDNG格式视频的文件体积达到了11.73GB，而同样时长的1080P视频只有4.02GB的文件体积。

　　而通过计算发现，PRCC兼容的CinemaDNG在4KP30时，采用16位对齐的无压缩数据，其码率高达450MB/s。而是否PRCC兼容在1080P模式下两者无差别。

　　对于软件兼容方面，如上述表格所示，能支持DNG sequence的主流编辑软件导入编辑，并且还有ProRes导出格式，整个的DNG序列后期工作流程是十分便于用户制作，无需再度转化，即可编辑所需效果。
4    X5R样片赏析

大疆官方的X5R调色对比样片：https://www.youtube.com/watch?v=BoqUhCA3y_k

笔者的X5R 调色对比样片：http://v.youku.com/v_show/id_XMTUzMjAzMTc4NA==.html?from=y1.7-2

其他用户拍摄的样片：http://v.youku.com/v_show/id_XMTUxMTAzOTcwOA==.html

（注：视频网站播放的是压缩后的视频，并非4K）

·结论

　　大疆的X5R是一台叹为观止的航拍用设备，笔者从这台设备的测试过程中得到很多有趣的发现。

　　禅思Zenmuse X5R可以看做是这家公司涉足高端电影市场的试水之作，其竞争对手不再是GoPro等运动相机，而是直接升级为ARRI、Red和Blackmagic Design等传统电影级别摄像机制造厂商；

　　X5R以微单相机的体积和重量，拍摄出了高端电影机规格的惊人画质，是顶级航拍的首选，而且还有可能搭载到OSMO手柄上实现手持增稳，性价比非常高；

　　X5R会带来高端航拍市场的新玩法，从此S800和S1000搭载GH4或者A7的传统装备可能被体积更小、画质更专业的Inspire 1 RAW取代；

　　诚然，大疆的现阶段产品还有很多地方需要完善，作为电影机，丰富的接口和扩展设备是必不可少的。X5R缺少音频支持、缺少SDI口、缺少监视器支持，可以说整个生态链才刚刚起步，让我们拭目以待。