详解尼康相机的缓冲区容量

在单反相机的性能指标中，缓冲区容量（buffer capacity）是评价相机连续拍摄能力的重要指标之一，这也是一个并不很受关注、但是在实际使用方面具有重要参考意义的指标。在相机拍摄照片的时候，感光元件记录的数据会首先储存在相机的缓冲区里，然后写入存储卡。相机的缓冲区一定程度上相当于电脑的内存，是临时存储数据的地方。

相机为什么需要缓冲区呢？因为数码相机记录数据的能力往往要超过存储卡的写入速度，因此需要缓冲区作为中介。以尼康D810为例，D810无损压缩14位NEF格式记录的照片平均大小是40Mb，D810的最高连拍速度是5张/秒，即D810在1秒钟记录的数据量大致是200Mb。如果采用60Mbps的存储卡，理论上每秒只能记录1.5张照片。也就是说，如果没有缓冲区，理论上D810的连拍速度不可能超过1.5张/秒。为了解决这个问题，相机配置了内部缓冲区，以保证相机在一定时间里能够以最高速度进行连拍。

用来描述相机临时存储文件能力的参数是缓冲区容量，这一定义区别于缓冲区大小。相机的缓冲区理当是一个固定大小的临时存储空间，那么为什么我们不用空间大小来定义缓冲区呢？比如我们总是用2G、4G、8G来区分电脑内存的大小，为什么在缓冲区这个概念里要用难以理解的所谓“张数”来衡量呢？我相信这是困扰很多人的问题，而事实上这种定义方式是为了更好地横向比较不同相机的连续拍摄能力，同时也能够更直观地指导实际拍摄。

从字面上来看，缓冲区容量是指相机缓冲区所能够容纳的最大照片数量。实际上我们是以相机在最高连拍速度情况下可以持续拍摄的张数作为缓冲区容量的评价指标的。比如，在记录12位无损压缩NEF格式的情况下，D7200的缓冲区容量是27张，这说明你可以用D7200以6张/秒的速度连续拍摄27张照片，而此后由于缓冲区被填满，最高连拍速度取决于缓冲区写入存储卡的速度，将会大幅低于6张/秒。

如果你在拍摄过程中从来没有体验过这种最高连拍速度的变化，那么可以做一个简单的实验：将你的相机对准一个拍摄目标（使用普通的拍摄对象，不要使用白纸等色彩信息非常少的目标，因为类似目标记录的文件尺寸会明显偏小），锁定对焦（如果不锁定对焦，在一些情况下连续伺服对焦也可能会降低连拍速度），然后设置驱动模式为高速连拍，按住快门不放。相机最初会以最高速度进行连拍，但是在某一刻以后你会发现相机的连拍速度明显变慢了。这一相机连拍速度变慢的时刻其实也就是缓冲区被写满的时刻。

在具体描述影响缓冲区容量的因素之前，我们先梳理一遍缓冲区在数据存储中所处的位置。不考虑任何细节，只是做一个非常框架性的描述，即相机将记录到的数据传输到缓冲区，然后再经过缓冲区写入存储卡。因为相机记录数据的速度快于存储卡的写入速度，所以理论上总是有一部分数据会残留在缓冲区里等待传输。在固定大小的缓冲区里，能够容纳的照片数量不但取决于大小，也取决于输入和输出的速度。是否记得小学数学课那道经典的超级不环保的应用题：一个蓄水池，面积多少，高多少，上方以a升/秒的速度注水，水以b升/秒的速度从下方流出，请计算需要多久才能够将整个蓄水池盛满？

何不将这道如此不符合环保理念的应用题改成：数码相机的缓冲区容量被定义为相机高速连拍时缓冲区被写满前所能拍摄的照片数量。现有一台数码相机，其缓冲区物理空间是400Mb。相机以5张/秒的速度连续拍摄大小为40Mb的照片，并将拍摄照片记录到缓冲区，而相机缓冲区同时以60Mb/秒的速度将数据输出到存储卡。请计算， 相机缓冲区需要多久被写满？相机缓冲区容量是多少？

这样岂非既环保又契合实际？事实上，如果你能够解答这道应用题，不但缓冲区容量的概念一清二楚，而且你也很容易明白缓冲区容量到底衡量的是什么能力。对于早已把数学忘得一干二净的同学，下面让我为你们做更进一步的解释。

相机缓冲区容量既取决于输入数据的速度，也取决于输出数据的速度，因此有许多因素会影响一台相机的缓冲区容量。首先，缓冲区的物理空间大小会影响缓冲区容量。显而易见，在其他因素不变的情况下，缓冲区空间越大，缓冲区容量也就越大。

但是，缓冲区空间不是决定容量的唯一因素。比如同样在400Mb的空间里，容纳大小为20Mb照片和大小为40Mb照片的数量显然是不同的。因此，影响照片体积的因素就会影响缓冲区容量。一般来说，有效像素和记录格式是影响照片尺寸的主要因素，因此它们也是影响缓冲区容量的重要因素。如果缓冲区空间不变，像素越高则容量越小。类似的，在同一台相机上，使用14位无损压缩NEF记录时缓冲区容量要显著小于使用12位有损压缩NEF记录的情况，因为14位无损压缩NEF文件的尺寸更大。

连拍速度也会影响缓冲区容量。连拍速度虽然不影响单张照片大小，但是影响单位时间内写入缓冲区的数据量。同样拍摄大小为20Mb的照片，5张/秒和10张/秒是完全不同的。假设相机的缓冲区空间是200Mb，写入存储卡的速度是60Mb/秒，那么在5张/秒的情况下，缓冲区容量是25张，而在10张/秒的情况下缓冲区容量大约是14张。

从上面的分析中还可以看到另一个影响缓冲区容量的因素，即相机写入存储卡的速度。写入存储卡的速度受到很多因素的影响，比如相机的内存带宽、AD转换速度、处理速度等。但是对于一台特定的相机，存储卡写入速度是唯一可改变的影响因素。使用高速存储卡将加快相机写入存储卡的速度，也就是加快缓冲区清空的速度，自然能够增加缓冲区容量。

通过上述分析，我们可以把影响缓冲区容量的主要因素总结于下：

• 相机缓冲区空间大小：决定缓冲空间的物理容量。缓冲区越大，缓冲区容量也越大。
• 相机的有效像素：有效像素决定了相机记录文件体积的大小。有效像素越大，文件体积越大，缓冲区容量越小。
• 文件记录格式：文件记录格式同样决定了记录文件体积的大小。使用NEF、14位记录、 不压缩或者无损压缩都会相应缩小缓冲区容量。
• 相机的最高连拍速度：最高连拍速度决定单位时间写入缓冲区的数据总量。在一定情况下，连拍速度越快，缓冲区容量越小。
• 存储卡的写入速度：存储卡写入速度决定缓冲区数据的清除速度。写入速度越快，缓冲区容量就越大。

下面这张表格总结了尼康数码单反相机在不同文件记录格式下的缓冲区容量。这张表格来自于Nasim Mansurov的总结，我只是稍微做了一些修改。

我们以D810为例来解释一下这张表格。表格第一列告诉我们D810的有效像素是3630万（1MP=100万像素），第二列告诉我们D810的最高连拍速度是5fps。从第三列开始列出的是D810在不同记录格式下的缓冲区容量。由于不同记录格式下文件大小不同，所以缓冲区容量也不同。例如，如果记录14位无损压缩NEF，D810的缓冲区容量是28张；记录12位无损压缩NEF，D810的缓冲区容量则可以提高到47张。

D750在14位无损压缩NEF情况下缓冲区容量是15张。如果把D750和D810相比，D750的连拍速度高于D810（6.5fps vs. 5fps），这一点会使得D750的缓冲区容量低于D810；但是，D750的有效像素数显著低于D810，文件体积要小很多。因此，很容易猜测D810的缓冲区空间要比D750大很多。如果同样以最高速度连拍，D810可以持续拍摄5.6秒14位无损压缩NEF，而D750则只能拍摄2.6秒。为什么说D810是一台非常全面的相机？很重要的理由就在于它在各方面都没有明显的短板。作为一台3600万像素的相机，拥有如此长时间的高速连拍能力得益于巨大的缓冲区空间，令人印象深刻。

我们可以比较一下D810的前辈D800。D800在连拍速度为4fps的情况下记录14位无损压缩NEF文件，相机缓冲区容量是17张，由此就已经可以看到D810相对D800的进步。D3X是当年的像素之王，有效像素2400万，在5fps连拍情况下14位无损压缩NEF缓存区容量为24张。但是不要忘记，D3X不但像素比D810低，而且在14位记录模式下它的最高连拍速度其实只有1.8fps。因此，像D810这样的相机完全打破了既往高像素相机在连续拍摄方面缓冲区容量过小的弱点，成为了高像素的全能相机。这得益于技术的飞快进步。

我们再来看一下D610和D600。D610和D600几乎是两台完全相同的相机，我相信它们的缓冲区大小是一样的。但是，从表中我们却发现D610和D600的缓冲区容量不同。在14位无损压缩NEF格式下，D610的缓冲区容量是14张，而D600的缓冲区容量是16张。也就是说，D610的缓冲区容量比不上D600。造成这种现象的原因是D610的连拍速度略高于D600（6fps vs. 5.5fps），连拍速度的提高会降低缓冲区容量（在其他因素都不变的前提下），因此D610的缓冲区容量要小于D600。

写到这里，文章也基本要结束了。或许还会有人一头雾水地问，那到底缓冲区容量对我评估相机或者实际拍摄照片有什么用？如我在开头所说，缓冲区容量其实是衡量相机连续拍摄能力的指标。将缓冲区容量和连拍速度结合起来就可以评判一台相机高速连拍的基本能力。例如，尼康D5的最高连拍速度是12fps，其14位无损压缩NEF缓冲区容量是200张，这意味着你可以用D5以12fps的速度连续拍摄16.6秒（200÷12）！D7100的连拍速度是6fps，其14位无损压缩NEF缓冲区容量是6张。换句话说，你只能用D7100在最高速度下连续拍摄1秒照片！难怪有人怀疑尼康在使用2400万像素替换1600万像素的时候忘记为D7100升级缓冲区空间了。D7200在同样记录格式下的缓冲区容量扩展到18张，即你可以使用D7200在最高连拍速度下拍摄3秒钟，这相对于D7100来说是非常实用的进步。

缓冲区容量一方面可以用来评判相机连续拍摄能力的优劣，帮助你选择适合自己需要的相机；另一方面，缓冲区容量是相机连续拍摄性能的真实反映。相比缓冲区空间等物理参数，全盘考虑了数据在缓冲区存储与读取流程的缓冲区容量与实践更为贴合，这也为我们按需提高相机持续拍摄能力提供了理论依据。假如你使用D750进行连续拍摄，在6.5fps的最高连拍速度下，只能记录2.6秒钟14位无损压缩NEF。在你判断画质损失并不明显的情况下，将记录格式更改为12位有损压缩NEF，这时候缓冲区容量提高到33张，可以用最高速度连续拍摄5秒！因此，即使你对这篇文章所描述的所有理论完全不感兴趣，也请记住一个结论：在你需要长时间高速连续拍摄的时候，试一下使用较小尺寸的文件格式，甚至使用JPEG，这将大大提高相机的连拍能力，这要比你买一台D5或者D500便宜得多的多！

希望你能通过这篇文章理解缓冲区容量这一定义。专业相机往往都有非常大的缓冲区容量，看一看尼康D5和D500这两台最新的高速相机，其巨大的缓冲区容量保证了体育摄影师和鸟类摄影师苛刻的连续拍摄需求。当然，如果你只是用单张释放模式拍摄静物与小品，那么缓冲区容量对你并没有实际作用。最后，我想就这张表格做一段注解。这张表格中引用的数据都来自于尼康的使用说明书。我们已经知道存储卡的写入速度会影响缓冲区容量，而尼康在测试的时候一般会使用当时最快的存储卡。在你的说明书里尼康会很明确地标明这些缓冲区容量是在怎样的存储卡条件下实现的。这意味着，如果你使用速度很慢的存储卡，将无法获得相应的缓冲区容量。

反过来，假如你使用了比当时测试的存储卡性能更好的存储介质，那么缓冲区容量可能会进一步提升。但是，相机并不一定能够支持最新的存储卡。因此，你需要升级固件，升级固件有时候可以获得对最新存储卡的支持。然而，在你决定购买最新的存储卡以提升缓冲区容量之前，最好向尼康的技术支持确认相机能够支持该类型的存储卡。因为存储卡的写入速度不是决定缓冲区清除速度的唯一因素，相机本身的内存带宽以及内部处理速度等都会制约缓冲区内容的清除速度。