不过许多用户在渴望拥有单反的同时，除了对其体积较大所凸显的“专业性”感到无可奈何之外，似乎并不了解何为单反，以及单反相较普通便携式数码相机好在哪里。近些年来，无反数码相机的涌现又让用户们一头雾水，便携式数码相机、单反、无反甚至单电究竟是什么意思，他们之间又有怎样的不同。
这次，我们就来简单谈一谈以无反为代表的普通数码相机与单反数码相机在技术上究竟有哪些异同，相机未来的发展趋势又将走向何方。
什么是单反
台湾和香港地区将单反相机称作“单眼”相机，单反的全称是“单镜头反光相机”。单反并非数码时代的产物，早在胶片时代就已经存在。随着照片载体走向数码化，单反也随同进入数码时代，现在我们所说的单反通常都是说数码单反相机。
单反的特点就在“单”和“反”上，其实随着主流相机普遍采用单镜头取景成像，“单”的概念已经不是那么重要，而“反”则体现了这种相机和其他相机产品的本质差异。
在单反的内部结构中，有一个反光镜和用于反射各种光线的五棱镜，这些将外部光线通过物理反射送达取景器的反光镜和五棱镜（或五面镜）成为单反相机取景的主要部件，也是单反与无反或其他便携式数码相机的最大差别。
通过镜面反射最终让人眼能够在相机的取景器中观察到被摄物体，这种取景器被称作光学取景器。是否拥有光学取景器也可以认为是单反与其他消费级便携式数码相机的最大差异之一。
至于单反的这个“单”字，它所体现的意义也很好理解。这得从相机的成像原理说起——大部分初中物理都及格的朋友应该对小孔成像原理有个大概的了解。相机的成像与小孔成像基本相似，只是相机在构造上更为复杂一些，但整体框架是一致的。与小孔成像一样，相机成像需要一个成像面，这个成像面在胶片相机时代就是胶片，而在数码时代就是感光元件（或称图像传感器、图像感光器）。被摄物体的影像被投影到感光元件上，最终留下静态画面。
单反数码相机的感光元件前方有反光镜遮挡，所以如果要让画面在感光元件上产生投影（或更准确地说是接收光信号），那么反光镜必须首先抬起——也就是说，当反光镜放下时，这面反光镜将被摄景物的光线反射到上方的五棱镜，并最终到达光学取景器和人眼，此时反光镜起着取景的作用；当反光镜抬起时，光线直接抵达感光元件，此时可以完成相机的成像过程——虽然取景和成像在单反上是两套系统，但它们都是通过一个镜头进行的，光线只有在通过这个镜头后，相机才能进行取景和成像。
所以我们将利用单个镜头完成取景、成像过程，存在反光板和光学取景器的数码相机称作数码单反相机。
有朋友可能会问，既然有单反相机，那有没有双反相机呢？还真是有。早期单反尚未成为主流的时候，还有双反、旁轴等多种相机。比如双反就在相机正面配备了两个镜头，其中一个镜头用于取景，另一个镜头用于成像；旁轴也是如此，不过旁轴相机并不存在反光板结构。这也是为什么当把单反的镜头盖盖上时，取景器什么也看不到的原因。而旁轴，即便主镜头被挡住，也不影响取景器观察，因为光路不同。
后期单反成为主流的根本原因在于，单反相机基本做到了所见即所得，通常人眼在光学取景器中观察到的景物，即是最终成像的景物，因为取景和成像完全通过一个镜头完成。而双反和旁轴等相机，由于取景、成像光路有差异，最终成像往往与人们在取景框中看到的有出入，逐渐被时代所淘汰。目前双反相机已经完全退出历史舞台，旁轴联动测距相机则依然有一些贵族品牌在生产，如德国的徕卡。这类相机在改革后期一定程度上消除了视差，而且还拥有单反无法比拟的优越性。例如对焦精度更高，机身更小巧，且拍摄时没有反光板抬起放下的动作，不会产生反光板升抬噪音，也减少了相机抖动等。
2006年，著名相机品牌奥林巴斯发布了一款型号E-330的单反相机，这是一款具备划时代意义的相机。内部反光板采用非传统侧翻结构，另一方面这款单反还支持电子取景。不过在此需要说明的是，E-330并非首款支持电子取景的相机，电子取景相机的出现比E-330早了十多年，但电子取景器出现在单反上还是首次。
前面我们提到，单反是一种支持光学取景的相机，这也是单反与无反、便携式数码相机最大的差异所在，并且也谈到了单反取景和成像所见即所得的特性。那么无反和便携式数码相机是如何取景的呢？什么是电子取景呢？
2008年，奥林巴斯和松下联合发布了一种名为Micro 4/3格式（简称M4/3）的相机标准。松下在当年年底推出首款M4/3标准的相机G1，这台相机的特色在于大胆地去除了反光板和五棱镜结构，但相机镜头仍然是可以更换的。这款相机由于去除反光板，已经不具备单反的特点，因此无法再称作单反相机。
既然没有了反光板，如何实现取景呢？在取消反光板之后，光线可直接照射到感光元件上，G1就通过实时读取感光元件的图像数据实现在相机后背LCD屏幕上取景。这种直接使用感光元件将光信号转换为电子信号并实时输出到屏幕（或电子取景器）上的取景方式就是电子取景。G1的这一取景形式也是基于奥林巴斯E-330单反的前期准备。
随后的几年中，包括三星、索尼、宾得、尼康在内的多家相机制造商纷纷推出类似结构的可更换镜头电子取景数码相机。
2010年，索尼对原有单反相机的结构进行了改造，首先在保留反光板的前提下去除了上方的五棱镜，反光板改用半透明半反射材料，当被摄物体光线入射后，一部分光线可被反射到对焦系统，另一部分则直接透射到感光元件上，进而实现电子取景。另外这块半透反光板是固定结构，按下快门时无需再抬起反光板，因为反光板本身就透光——索尼将这种结构的相机称作单电。
同年，索尼也和其他厂商一样推出了去除反光板与五棱镜的可更换镜头数码相机，索尼将之命名为微型单电，简称微单（编者注：“微单”一词现为索尼独家注册商标）。其他厂商也纷纷将自家这种不含反光板、五棱镜，但支持镜头更换和电子取景的相机称为微单。
后来，民间和媒体对“微单”、“单电"这两个词汇进行了混用，微单和单电一度可以同时用来称呼这种可更换镜头但没有反光结构的数码相机。另外索尼的单电相机仍在市场上流通。
无单的优缺点
当代几乎所有主流的消费级便携式数码相机，以及手机摄像头都采用电子取景的形式。从理论上来说，电子取景才真正达到了所见即所得，而光学取景仍然存在视差，并且无法观察白平衡、亮度等实时情况。下面在谈到两种取景形式的优劣时，我们还会谈得更多。
通常，对相机有所了解的人都认为单反和无反的差异根本就在如上所述的取景方式上，这话说得没错，但实际上单反和无反在主要结构方面仍有各种差异，构成这些差异的本质直接体现在相机的体积上。
相机的本质工作是拍照，拍照所要达到的目标自然是越来越好的图像质量。但要获得较好的图像质量，往往要以牺牲相机体积和便携性为代价的。当相机出现在家庭、旅游、生活纪录等场合时，便携性就显得尤为重要。无反正是试图平衡便携性和成像质量二者状态的中庸之道。
业界如此迫切地将单反内部反光板和五棱镜结构去除，正是基于消费用户对便携性和图像质量的共同追求，单反相机中最累赘的结构无非就是五棱镜和反光板。
无反的这种变革带来取景方式的差异化。那么电子取景相较光学取景是否处于弱势呢？至少就现在的形势来看，并不尽然。实际上我们在讨论电子取景和光学取景的优劣问题时，并不仅仅是针对无反和单反两种相机进行的探讨，也可视作对单反与消费级便携式数码相机差异的探讨，并且从这一点也可基本了解相机未来的发展趋势。
电子取景发展早期的劣势比较明显，由于电子取景需要相机内部的感光元件与图像处理器实时工作，并且需要在屏幕上较为迅速地显示给用户看，这对感光元件和图像处理器来说本身就是个不小的任务，所以我们不难发现早期的电子取景数码相机及手机在取景时存在较为严重的时滞问题，甚至严重到可能发生几秒的延迟，取景屏幕上的图像卡顿无比。
不过自无反崛起后，这一问题已经几乎不存在，但内部电子器件的取景过程仍为不停工作状态，所以在耗电方面是比较厉害的，至少单反光学取景是完全的物理结构，理论上不存在耗电的情况。而且屏幕显示质量的好坏实际上也会影响拍摄者对图像取景的判断，在外界过亮的环境下，LCD屏幕的不可读性也是电子取景的弱点，之后无反相机在单反光学取景器的位置换上EVF取景器，用眼睛靠近才能观察电子取景内容，有效地避免了这一问题。
但电子取景也有光学取景无法比拟的优势，首先去除反光板和五棱镜显然可以让相机变得更小。重点优势还在于进行照片拍摄时没有反光板升抬的机械动作，既不会产生噪音，也不会产生因反光板升抬导致的机器震动。
机背屏幕取景时，无需用眼睛靠近取景器就能看到整个取景内容，另外特别的可翻转屏幕设计，更是让拍摄者可将相机置于任何特殊角度进行拍摄，查看取景屏幕上的内容毫无压力。
另一方面，电子取景在直观性上更到位，除了能实时地观察取景效果，了解色彩、亮度、白平衡，还能在屏幕上显示直方图、辅助线等方便用户构图、测光的参考内容，有预见地拍到用户预想中的画面，这些是单反的光学取景无法达成的。
实时电子取景的潜在优势远不止这些，在取景过程中完成对焦和测光才是电子取景存在的根本之道。
单反与无反测光方式的差异
我们经常听到拍照的人说“曝光”一词，比如“这张照片过曝了”“这张照片曝光不足”。曝光即是说，感光元件（或早期的胶片）接收到外界光线入射的量，这个量多了少了都不好。曝光过度会让整个画面太亮，而曝光不足则会让画面过暗，这两种情况都会导致画面的细节过分丢失。
曝光量是由许多不同参数组合而成的，比如外界光线的强弱、快门的速度、光圈的大小、焦段的长短、感光元件本身感光的能力等。确定这些参数应当如何设置，测定光量的多少，这个过程就是测光。
对于不是特别崇尚构图效果的普通用户来说，如何将画面真实地纪录下来是拍照的首要任务。要做到这一点，测光和对焦是照相过程中最需要关心的问题。
对于消费级便携式数码相机来说，测光过程可由相机傻瓜式的完成，无需用户干预，所有曝光参数的设置也无需用户关心。但许多情况下，这种智能的拍摄方式会让手动拍摄的乐趣大减，而且对某些场景也将无能为力，比如逆光拍摄，可能让前景中的人物一片死黑。
这里，我们无意讲解太多的摄影知识，要拍出令人满意的作品，获得合适的曝光量是第一步，否则无从谈起照片的艺术性。当用户尝试自行对光圈、快门速度等参数进行调节时，相机内部的测光系统就会起到至关重要的作用了，即便曝光参数的设置由相机自动完成，测光的准确性也尤为关键。
单反的测光系统
相机出现的早期，测光是个相对人工化的过程，摄影师要了解所需拍摄场景的光线亮度，就要用到外部的测光仪器，通过测光仪器的示数结合摄影师的经验，得到正确的曝光参数，并且设置最终的光圈、快门等值。这种测光方法不仅麻烦，而且相当不准确，毕竟所测光线是进入镜头的层层镜片后才最终抵达胶片的，外部测光器显然无法考虑镜头对进光量的影响。
后来，单反相机中出现了TTL内测光系统，即是在五棱镜后方位置安上一个专用的测光感应器。前面我们已经谈到，五棱镜的作用是将被摄物体的反射光线经多次反射后送达光学取景器。在这里，五棱镜还起到了分光的作用，一部分光送至光学取景器，另一部分则送达测光感应器。测光感应器的原理可类比为现在手机正面普遍都有的光线感应器，通过光线感应器对环境光亮度的测量，手机屏幕的亮度也能智能化地调节。
TTL测光系统通过类似的方式，推算出相机主感光元件的受光量，以便用户能够以测光系统的示数作为参考，手动调整曝光的各项参数。所以单反数码相机的光学取景器（或者肩屏和主显示屏）中，图像下方总有一个曝光参考读数，此读数根据进入镜头影像的不同亮度实时发生变化，热爱体验手动操控相机乐趣的用户即是以测光表为参考确定曝光所需的正确设置，确保不会过曝或曝光不足。
TTL测光方式相较早期的外部测光的优势是比较明显的，由于测光感应器位于相机内部，不仅方便，而且是对光线经过镜头后的测光过程，加上测光感应器所处的环境与相机的主感光元件所处环境相同，得到的测光结果更为准确。
但这种测光机制实际上也存在很大的弊端。首先测光系统独立于成像、对焦甚至取景系统之外，导致单反整体的内部构造变得更为复杂。其次测光感应器和光学取景器之间离得很近，光学取景器实际上是个透光的小框，这些漏光可能影响测光感应器的工作。当然，现在的单反大多同时具备光学取景和电子取景的能力，为了让测光系统工作更准确，当相机使用电子取景照相时，用户可手动关闭光学取景器，避免漏光的问题。
另外，许多单反的测光感应器只能感知亮度，无法识别色彩，所得结果很容易造成最终成像某些色彩的高光溢出。最后测光感应器和主感光元件毕竟还是不同的个体，所测光量和最终主感光元件受光量总会有所出入，导致可能存在的曝光误差。
无反的测光系统
其实就无反和普通便携式数码相机来说，测光并没有单独成为一套系统，内部也没有像单反那样复杂的测光感应器装置。测光过程完全由相机主感光元件和图像处理器完成。
这一点与无反内部没有反光板结构和自身取景方式有很大关联。在没有反光板结构的情况下，光线直接照射到感光元件上，感光元件将光信号转换为图像信号实时输出到屏幕及图像处理器中，由图像处理器对这些图像信号进行分析，并且最终得到正确的曝光设置——这就是无反测光的整个过程。
由此可见，结合我们上面所说的内容，无反的测光、成像以及取景实际都是同一套系统。那么这种测光方式除了系统逻辑更为简单外，相较单反的TTL测光有何优劣呢？
通常情况下，如果我们要获得较为平均的测光结果，也就是最终所得照片每个位置都有较好的光亮及细节表现，那么就要求测光系统对画面分块测光。单反的TTL测光可以实现对整个画面进行分区测光，但即便是高端单反，测光感应器所能分配的区域也不过区区几十个；而无反相机由于采用主感光元件测光，理论上这种全数字化的测光方式可将测光区域细分到上千个，并且是可以实现的，索尼的NEX-5N就能实现1200区测光。
另外，用图像处理器对图像数据进行实时分析，可获得一些额外的参考数据，例如实时显示直方图，相较单反的曝光参考读数，这对用户手动控制曝光参数而言具有更好的参考价值。再者，由于采用感光元件测光，而感光元件又是最终的成像组件，所以所测得的光量也就完全等于最终成像的光量。
另外，用图像处理器对图像数据进行实时分析，可获得一些额外的参考数据，例如实时显示直方图，相较单反的曝光参考读数，这对用户手动控制曝光参数而言具有更好的参考价值。再者，由于采用感光元件测光，而感光元件又是最终的成像组件，所以所测得的光量也就完全等于最终成像的光量。
不过采用感光元件测光，主要缺陷与其电子取景缺陷相同。因为整个测光过程是感光元件和图像处理器反复不停转换数据、采样、分析数据、输出的实时过程，所以耗电情况是可想而知的，如果图像处理器的性能不佳，也足以影响测光的实时性，造成对拍摄过程的影响，这一点有时甚至是致命的。
就目前来看，在实际应用中，TTL测光方式已经相当成熟，而主感光器测光未来还有较大的改善空间。已有高端单反对TTL测光的缺陷进行了弥补。例如将传统测光感应器换为RGB测光感应器，使之实现对颜色的感应，配合图像处理器进行数据分析。
对焦
除了让照片不至过暗或过亮外，让被摄物体在画面中保持清晰就是对焦的过程了。对焦的“焦”字指的就是小孔成像中的“焦点”。从光学上来讲焦点位置（或称焦平面）的图像在成像面，也就是感光元件（或胶片）上呈现的图像是最清晰的，焦点之前或焦点之后的影像则会有不同程度的清晰度下降。
所以对焦就是通过移动镜头内部镜片来改变焦点的位置，有选择地获得画面清晰的图像。对焦有手动和自动两种方式，手动对焦是部分摄影老饕及爱好者的最爱，能够更为自主地控制焦点位置，实现创作。更多情况下，用户都选择相机的自动对焦功能。
自动对焦的概念可以用iPhone举例，在iPhone的拍照界面中有一个框框，用户可通过点触屏幕不同位置改变这个框的位置。此框即是用户希望选择的焦点，通常在用户选择该点后，系统就会尝试自动将该点位置的事物表现得最清晰。这里通过点触确定焦点的过程即是自动对焦。
相位差对焦
单反数码相机内部构造复杂，并延用了部分老一辈胶片单反的设计，所以各种核心系统都得以保留。在电子技术尚不够发达的年代，大部分相机的工作都只能用模拟或机械的方式完成。单反的相位差对焦系统是独立于取景、成像和测光之外的又一套系统。
相位差对焦，是通过寻找相位差最小的点来进行对焦。物体的某一个点会从各个方向发出光线通过镜片成像到sensor上面去，当不同方向的光线成像落到sensor的同一个位置的时候，即这些光线同时到达成像面的同一点，此时相位差为0，相位差最小。用正弦波sin(ti)，i=1,2,...,n，代表到达某一点的光线，因为它们同时到达，所以ti都是一样的，故相位是一样的。
这种名为相位差对焦的对焦方式发展得相对成熟，后期为了提升对焦精度，许多高端单反上都设置了更多的对焦点，且每个对焦点都为十字对焦点。
对于没有光学取景器的无反、手机摄像头等，通过相位差传感器同样能够实现相位差测量，苹果所谓的focus pixel技术实质上就是相位差对焦。
反差式对焦
大部分便携式数码相机、手机，包括iPhone在内都采用这种自动对焦方式。如同无反的测光系统一样，反差式对焦系统也并不是单独的系统。反差式对焦仍然需要通过相机主感光元件和图像处理器配合才能完成。
感光元件直接接收外界光信号，感光元件将这些光信号源源不断地转为电子图像信号，并传输给图像处理器。在自动对焦和镜头移动过程中，图像传感器将用户所选焦点处的像素进行采样分析，将此位置亮度最高像素与亮度最低像素的亮度值进行比较，当两者的差值最大时，即认为对焦成功。
有时候手机会对焦失败。对于纯色物体，系统无法找出对比度何时为最大，自然对焦失败。因此告诉大家一个小技巧，对焦时，最好点击一些色差比较大的地方，比如物体边缘，这样能极大提升对焦成功率。
简单来说相位对焦快、反差对焦慢，但是相位对焦实现复杂需要额外的相位检测装置或者对sensor的pixel进行重新设计，并且对光线的要求比较高，而反差对焦则实现较简单，只需要通过算法去判断对比度就行了，并且对光线的要求不是那么高。
目前来说，使用相位对焦和反差对焦进行互补，叫做混合对焦。最近，iPhone6的相机就采用了混合对焦的方式，实现方式是采用了索尼定制的sensor，在sensor的pixel中加入了一些特殊的用来检测相位的focus pixel，极大的加快了对焦的速度；相信在apple的推动下，相位对焦技术会很快在各大家的旗舰智能机当中普及在之前，相位对焦只应用在高端数码相机以及单反当中，现在被苹果和三星带入手机的相机中，是手机相机的又一极大的技术提升，让手机在摄影当中扮演越来越重要的角色。
结语
从发展方式上来看，无反是从单反中脱离出来的一套系统。无反的崛起实实在在影响到了单反前进的脚步。单反的许多技术都开始借鉴无反系统，例如电子取景功能几乎已经成为单反相机的标配，通过将反光板收起实现了类似无反的拍摄方式，连带对焦、测光等系统上也一并加入反差式对焦与感光元件测光作为对单反系统的补充；又如越来越多单反也开始采用旋转式屏幕，便于从不同角度进行电子取景拍摄。当代单反在汲取无反技术后已摒弃了不少技术缺陷。
这些也可以认为是便携式数码相机对单反相机的影响。近些年来电子技术发展神速，不难从无反和单反的区别中看出，这是机械与电子间的交锋。尼康J1是一款彻底抛弃机械快门设计的无反设备，其快门速度最快可达1/16000s，当代如5D Mark III这样价格高昂的高端准专业单反机械快门最快也不过1/8000s，虽然电荷残留等问题仍是制约电子快门前行的技术障碍，但机械快门存在速度极限，而电子快门从技术手段上仍有改进的余地，足见无反，乃至便携式数码相机诸多技术正在对单反构成威胁。
这篇文章从多几个角度阐述了无反在发展中的潜力，及其技术可能对单反构成的威胁和影响。许多高端无反相机已经足够干倒一批入门甚至中端单反。但无反受限于体积及其市场定位，注定在感光元件尺寸以及镜头群尤其是长焦镜头等关键组件方面无法与专业级单反相提并论。
在无反和单反各有优劣的情况下，如何选择适合自己的相机就成为用户自己应该去做的课题了。例如究竟是看重便携性还是操控性、准备多少预算、是否对镜头扩展有需求等，都是选择相机时应该询问自己的问题。对普通家庭用户而言，如果对画质有一定需求，旅游在外又偶尔期望有文艺青年的摄影范儿，无反俨然已经成为上选。
《大众软件》2013年4月上半月刊 作者：欧阳洋葱，有删改
