转帖】流言终结者 一起验证STM真的是速特慢吗

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流言终结者 一起验证STM真的是速特慢吗                               CBSi中国·蜂鸟网 作者：袁泽 责编：高帅 [原创] 2013年11月26日 05:47评论(13) 　　从去年开始，佳能先后推出了四款入门级别镜头。这四支镜头具备的一个相同特征是都配备了佳能新开发的STM步进式对焦马达。这四款镜头分别为：EF-S 18-135mm F3.5-5.6 IS STM、EF 40mm F2.8 STM、EF-S 18-55mm F3.5-5.6 IS STM和EF-S 55-250mm F4-5.6 IS STM。 佳能近来发布的配备STM对焦马达的四款镜头 　　STM马达提供了一种全新的对焦驱动系统，相信很多人会对STM步进式马达产生兴趣，好奇这款STM马达的特点和对焦速度是什么样的。那么今天，我们就为大家一一揭晓。 　　除了全新的STM步进式对焦马达对焦系统之外，佳能目前的镜头对焦驱动系统还有三种：环形USM超声波马达、微型USM超声波马达和DC马达。下面我们对其进行简单的介绍。 环形USM超声波马达： 　　1987年，佳能推出的EF 300mm F2.8L USM镜头首次内置了环形USM超声波马达。USM超声波马达的工作原理是通过将转子的超声波振动转化为转动的动力来源。由于人耳无法识别超声波，所以USM超声波马达在转动时是相当安静的。 超声波马达结构图 　　另外，超声波马达还具有高扭矩、可以在任何位置瞬间停止的特点。环形USM超声波马达同时具备高速对焦和安静拍摄这两个特性。现在，各厂商都推出了自己的超声波马达对焦镜头产品，进一步佐证了佳能推出环形USM超声波马达的前瞻性。 微型USM超声波马达： 微型USM（中）和超微型USM（右） 注：EMD——电磁光圈。佳能的EF卡口镜头光圈收缩由镜头内的EMD电磁光圈机构来完成。 　　佳能在环形USM超声波马达的基础上推出了更适合小型镜头的微型USM超声波马达。相对于环形USM超声波马达，微型USM超声波马达进一步缩小了体积。不仅如此，佳能还推出了体积仅为微型USM超声波马达一半大小的超微型USM II超声波马达。 DC马达： 　　DC马达在工业上已经得到了广泛的应用，具备较高的性价比。佳能的一些入门级别镜头采用了DC马达驱动对焦系统。DC马达对焦速度较快，但是对焦时的噪音比较大，在拍摄视频时会将对焦的噪声录入视频，这也是DC马达的主要缺点。目前，佳能开始逐步在入门级镜头上使用STM步进式对焦马达取代DC马达。 　　上面我们介绍了目前佳能除STM步进式马达之外的三种对焦马达。接下来我们来对佳能新推出的STM步进式马达进行详细的介绍。 ·STM对焦马达介绍 　　接下来我们简单地介绍一下佳能的STM步进式对焦马达。STM步进式对焦马达的工作原理是通过电磁脉冲驱动的马达，可以精确地控制移动的位置。之所以叫“步进式对焦马达”，是因为STM马达工作时是通过人眼极难察觉的不断逐步前进直至给定位置的镜组移动方式，从而实现流畅的对焦。 　　传统的DC马达则是通过电机带动对焦镜组移动。DC马达在工作时，推力的大小会发生变化，会导致对焦镜组的停止位置发生改变，从而影响对焦精度。STM步进式马达不存在这样的问题。另外，由于STM步进式马达的转速远远低于传统DC对焦马达，所以工作噪音也更小。 STM+齿轮型单元（上）和STM+导螺杆型单元（下） 　　目前佳能的STM步进式对焦马达有两种形式：EF 40mm F2.8 STM采用的是STM+齿轮型单元；而EF-S 18-135mm F3.5-5.6 IS STM镜头则配备了STM+导螺杆型单元。这两种STM步进式马达驱动系统具有不同的工作原理。STM+齿轮型单元的工作原理和传统DC马达驱动系统类似，是通过STM步进式马达带动齿轮环移动对焦镜组。而STM+导螺杆型单元中步进马达的导螺杆上刻有螺纹，步进马达转动时会驱动对焦镜组沿着导向杆前后移动。STM+导螺杆型单元不需要减速机构，有效地降低了对焦时的噪音。 　　STM步进式对焦马达驱动系统的另一个特点是镜头的对焦环和驱动系统之间没有机械联动。对焦环实现了电子化，从而实现了单次自动对焦模式下全时手动对焦（FTM）功能。在手动对焦或全时手动对焦时，转动对焦环会命令步进马达工作，带动对焦镜组向相应的方向移动。但是这也带来一个问题，就是镜头在断电情况下，转动电子对焦环不会有任何效果。 　　STM步进式对焦马达的扭矩不及环形USM超声波马达，所以目前只能驱动体积较小的对焦镜组。而覆盖全画幅像场的大光圈镜头依然需要使用环形USM超声波马达。 ·相位差式对焦下对焦速度比较 　　对于数码单反相机来说，快速、准确的相位差检测自动对焦系统是其独特的魅力所在。那么，在测试环节，我们首先来测试在使用相位差式对焦方式下环形USM超声波马达、微型USM超声波马达、DC马达和STM步进式马达这四者的对焦速度。 我们通过拍摄手表秒针刻度的方式粗略测量不同镜头的对焦速度 　　我们通过拍摄正在走时的钟表指针来测试相同机身在使用不同驱动马达镜头的相位差对焦速度。测试方式如下：我们首先将配备不同对焦驱动系统的镜头分别安装在同一机身上，切换至手动对焦模式后将变焦环拧至无限远处。然后，我们把镜头上的对焦模式切换至自动对焦，以指针运动的钟表指针为对象，半按快门合焦后进行拍摄。通过观察实拍照片上秒针的位置来大致估算这支镜头的对焦速度。我们对每一支镜头进行10次测试后取平均值。我们本次测试使用的机型为佳能EOS 70D（以下简称70D）。70D配备了和7D相同的19点全十字对焦系统，全部对焦点具备F5.6下光圈对焦精度，对焦性能可以说相当强劲。 测试相位差对焦速度工作照 镜头名称/对焦时间 EF 24-70mm f/2.8L USM EF 50mm f/1.4 USM EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM 第一次 0.22s 0.30s 0.25s 0.15s 第二次 0.92s 1.05s 0.30s 0.25s 第三次 0.30s 0.95s 0.15s 0.12s 第四次 0.95s 0.92s 0.28s 0.28s 第五次 0.28s 0.95s 0.15s 0.18s 第六次 0.18s 1.25s 0.20s 0.28s 第七次 0.31s 0.95s 0.15s 0.14s 第八次 0.35s 0.98s 0.23s 0.29s 第九次 0.31s 0.98s 0.28s 0.23s 第十次 0.25s 1.05s 0.30s 0.30s 平均对焦时间 0.38s 0.91s 0.23s 0.23s 注：测试过程中可能存在一定误差，测试结果仅作参考。 　　测试中使用的四款镜头分别为EF 24-70mm f/2.8L USM、EF 50mm f/1.4 USM、EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS和EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM。作为一款顶级标准变焦镜头，EF 24-70mm f/2.8L USM镜头使用了环形USM超声波马达作为对焦驱动系统。EF 50mm f/1.4 USM是一款发布较早的标准定焦镜头，使用了早期的微型USM超声波马达。EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS使用了比较传统的DC马达，而去年发布的EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM采用了全新的STM步进式马达对焦驱动系统。测试时我们选取了变焦镜头的50mm焦距处进行对焦速度测试，保证所有镜头都处于同一焦段下。 结论： 　　通过上面的简单测试，我们大致了解了配备不同对焦驱动系统的镜头对焦速度。虽然本次测试存在一定的误差，但是可以作为一个大致的参考。我们对每种镜头分别测试十次后取平均值以尽量降低测试误差带来的影响。从对焦测试结果来看：使用DC对焦马达和STM对焦马达的两款镜头对焦速度大致相同，使用环形USM超声波马达的镜头次之，配备微型USM超声波马达的镜头对焦速度最慢。当然，由于两款EF-S镜头是小像场镜头，对焦镜组的体积比较小，相对而言对焦速度较快。而两款EF镜头成像圈覆盖了全画幅感光元件像场，对焦镜组体积比较大。再加上大光圈镜头为了保证足够的对焦精度，两款EF镜头的对焦行程较长，一定程度上也会对对焦速度产生影响。 ·反差式对焦下对焦速度比较&编辑点评 　　接下来，我们使用实时取景模式测试这四种对焦驱动系统在反差式对焦下的对焦速度。我们使用的器材为佳能EOS 70D（以下简称70D）。70D配备了独有的全像素双核CMOS对焦技术，每一个像素点都具备相位差检测对焦能力。70D在实时取景下的对焦性能相当出众，对焦速度不逊于相位差式对焦。我们在测试时选择了两个充分照明的物体，前后相距式放置。我们通过拍摄视频的方式，使用实时取景对焦测试四种不同对焦驱动系统镜头的对焦速度。 测试工作照 　　下面我们通过实时取景对焦的方式分别测试EF 24-70mm f/2.8L USM、EF 50mm f/1.4 USM、EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS和EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM这四款镜头的对焦速度。我们采取了拍摄视频的方式直观展现这四款采用不同对焦驱动系统的镜头的对焦速度。 佳能EF 24-70mm f/2.8L USM镜头反差对焦测试 佳能EF 50mm f/1.4 USM镜头反差对焦测试 佳能EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS镜头反差对焦测试 佳能EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM镜头反差对焦测试 结论： 　　通过上面的视频，我们可以直观了解这四款镜头在反差式对焦下的对焦速度。EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM镜头和EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS镜头的对焦速度大体相当。使用了STM步进式马达的EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM镜头对焦时更加安静，基本上要把耳朵贴在镜头上才能听见对焦声音。而EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS镜头对焦时噪声比较大。EF 24-70mm f/2.8L USM镜头的对焦速度比两款EF-S镜头对焦速度稍慢，但还是比较快的，可见大尺寸环形USM超声波马达的高扭矩驱动对焦镜组的性能。而EF 50mm f/1.4 USM镜头受较长的对焦行程和早期型号微型USM超声波马达的拖累，对焦速度敬陪末位，在四款镜头中对焦时间最长。 ·编辑观点 　　以往佳能在入门级别镜头上一直使用DC马达作为对焦驱动方式。DC马达对焦速度较快，但是工作噪音比较大，对焦比较粗暴，瞬间停止性能也不太出色。现在佳能逐步推出搭载了STM步进式对焦马达的入门级镜头替代这些配备DC马达的产品。STM马达在工作噪音上有先天的优势，瞬间停止性能也很不错。这些配备STM马达的入门级镜头在配合佳能入门级机身的Hybrid CMOS AF混合对焦系统和70D的全像素双核CMOS对焦系统时，可以在视频拍摄中有效提高拍摄速度、降低噪音，从而提高视频质量。 　　但是全新的STM步进式马达的对焦速度究竟如何，很多人也许会产生疑虑。通过我们的测试，使用STM步进式对焦马达的EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS STM镜头在相位差式对焦和反差式对焦下的对焦速度基本与使用DC马达的EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS镜头相同。再加上小像场小光圈镜头在对焦上面的优势，对焦速度甚至比配备环形USM超声波马达与微型USM超声波马达的对焦速度更快。总的来说，STM步进式马达不仅对焦速度较快，对焦时也非常安静，是非常好的入门级镜头驱动形式。