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EOS R3追求高速度与高画质的平衡。新开发的全画幅背照堆栈式图像感应器，最高约2410万有效像素，可实现信号的高速读取，使超高速连拍及高速对焦成为可能，也为拍摄带来高感光度与高画质。与具有高图像处理性能的DIGIC X数字影像处理器相结合，使拍摄静止图像时的常用感光度高达ISO 102400。机身的5轴防抖最大可达8级快门速度的效果。基于HDR PQ的静止图像HDR功能为影像表现带来新的可能。
一般情况下，有效像素越高图像就越精细。
但高像素并不一定等同于拍出真实感，画质也不一定鲜明锐利。
EOS R3 追求的是高处理速度与高精细成像之间的平衡，
最终选择了最高约2410万有效像素的背照堆栈式CMOS图像感应器。
EOS R3的图像感应器是佳能自行研发生产的新全画幅背照堆栈式CMOS图像感应器，具有约2410万有效像素。配合高性能DIGIC X数字影像处理器的高速图像处理，与具备高光学素质的RF镜头搭配，三者实现优化配置，在清晰度、噪点表现、光学性能等多方面都有提升，给人感觉甚至优于有效像素数更高的EOS 5D Mark IV，为用户呈现出具有丰富细节的高画质图像。约2410万有效像素能够满足A3尺寸的商业印刷需求，让风光、商业、人像等专业摄影师轻松获得精致细腻且还原真实质感的图像效果。
EOS R3采用的新背照堆栈式CMOS图像感应器可大幅提升集光率。全画幅尺寸下约2410万有效像素的配置，使得单个像素面积较大，可实现更好的感光度性能。搭配提升了降噪性能的DIGIC X数字影像处理器，常用感光度达到了ISO 100-102400的宽范围，扩展感光度高达ISO 204800。强大的高感光度性能，令摄影师可以更加轻松地提高感光度拍摄，在光线不足的场景下也可使用高速快门，广泛适用于室内、夜间拍摄等。电子快门下的超高速连拍及EV -7.5的对焦亮度界限强强联合，大幅提升了弱光环境下的创作空间。
EOS R3通过图像感应器的实时位移实现机身防抖，并可与镜头的光学防抖联动。
最大效果可达8级的机身防抖，在光线条件不佳的场景下也方便手持拍摄得到清晰照片。
EOS R3内置了机身防抖功能，搭配不具备光学防抖的镜头也可获得强有力的防抖效果，大幅提升了手持拍摄的成功率。当搭配RF85mm F1.2 L USM等不具备光学防抖的镜头时，机身防抖可实现最高8级的手抖动补偿效果，无须依赖高感光度便可在昏暗场景下手持拍摄出清晰的照片。不仅如此，高性能DIGIC X数字影像处理器可通过新算法对陀螺仪感应器的信号进行处理，在搭配具有光学防抖的RF镜头时，机身防抖可与镜头光学防抖联动进行协同防抖，提供最高8级的手抖动补偿效果。
一般来说，平移机身内图像感应器的防抖机构对焦距接近广角的区域具有较好的手抖动补偿效果，而镜头内光学式防抖机构对焦距接近远摄的区域具有更好的补偿效果。EOS R3结合了机身防抖与镜头光学防抖，能够在不同焦距下均发挥出很好的手抖动补偿效果。强劲的防抖性能在手持拍摄夜景、以低速快门表现流动效果，持机姿势不稳定的特殊角度拍摄，以及希望尽可能降低感光度拍摄获得低噪点画质的拍摄场景非常有用。
（共通数据）RF24-105mm F4 L IS USM／焦距：35mm／手动曝光（F9，4秒） ／ ISO 200
※ EF镜头可使用机身防抖，电影镜头无法使用机身防抖。
※ 机身防抖与镜头光学防抖联动时，最高8级的手抖动补偿效果基于CIPA测试标准，使用RF24-105mm F4 L IS USM，105mm焦距拍摄，俯仰轴与摇摆轴方向。
※ 截止至2021年9月，RF600mm F11 IS STM、RF800mm F11 IS STM、RF400mm F2.8L IS USM、RF600mm F4L IS USM的镜头光学防抖不支持与机身防抖联动。
※ 在EOS R5/R6上市前购买的镜头，可能需要固件升级才能实现机身防抖与镜头光学防抖联动。
新固件1.4.0，性能提升
摇摄时除手抖动补偿，新增可补偿被摄体抖动的“摇摄辅助”功能
EOS R3固件升级至版本1.4.0及以上后，摇摄时，在手抖动补偿的基础上，新增补偿被摄体抖动的“摇摄辅助”功能。摇摄过程中，利用图像稳定功能抑制被摄体运动模糊，拍出背景动感更强的照片。
※1 具备光学防抖的RF镜头都支持。
※2 使用此功能时，无论使用哪种驱动模式，连拍速度最高约7.5张/秒，固定为电子快门，快门速度最低1秒。实时显示取景过程中，此功能的抖动补偿关闭，仅拍摄照片时启用。如果实时显示取景过程中或拍摄照片时，被摄体的运动发生大幅不规则变化，可能无法获得理想效果。无法同时使用防闪烁拍摄、高频防闪烁拍摄、闪光摄影、多重曝光、HDR拍摄、对焦包围。
光线照射到图像感应器上时，因镜头像差、衍射和低通滤镜的影响会造成画质降低。数码镜头优化功能可基于以上因素的光学特性进行补偿，以各款镜头和相机内滤镜的数据为基础，将造成画质降低的因素函数化，再将其逆函数应用于所拍图像。尽量消除像差、衍射的影响，从而提升画面整体的清晰度，让成像更具质感和立体感。EOS R3 得益于DIGIC X数字影像处理器的高速处理能力，在高速连拍+模式下进行连拍时也能实时进行数码镜头优化※。
※ 补偿效果设为“强”时，连拍速度可能降低。
以往的EOS单反相机通过测光感应器识别树木、草地等。EOS R3基于深度学习技术，开发了新的白平衡算法，对图像感应器获取的图像信息进行识别。树木、草地等大自然中绿色较多的场景下，提升了自动白平衡的精度。手动设置白平衡时，在实时显示画面上点击想还原为白色的区域，即可完成设置。
HEIF是新时代的图像存储文件格式，与JPEG的8位色深相比，其具有更高的10位色深，图像的色阶信息量理论上最大可达到JPEG的约4倍。 高性能DIGIC X数字影像处理器使相机具备了HEIF图像记录能力，且支持高速连拍。当拍摄图像以输出至HDR显示器显示为目的时，可启用相机的HDR PQ拍摄功能，所拍图像会以HEIF格式进行记录，可呈现出丰富的层次与色彩。
EOS R3 支持同时使用自动亮度优化及高光色调优先。两种调节层次表现的功能结合使用可进一步优化图像的层次控制。且二者在进行HDR PQ拍摄时也可以并用。单次自动对焦下用HDR PQ模式拍摄HDR图像时，通过组合使用自动亮度优化及高光色调优先设置，在亮度反差较大场景中也能轻松拍摄。
传统的HDR拍摄是基于包围曝光，连拍3张曝光不同的图像并合成为1张具有高动态范围的图像。EOS R3上的HDR拍摄也大为进化。借助EOS R3的高速性能，连拍3张曝光不同的图像最快仅需0.02秒。几乎瞬间就能完成拍摄，所以拍摄时不易受手抖动及被摄体抖动（错位）的影响，使手持拍摄HDR成为可能。EOS R3还支持HDR PQ 连拍3张的合成。HDR PQ格式的图像具备高动态范围及丰富的层次，合成后能获得动态范围更加宽广的图像。
※ 快门速度：1/1600秒，ISO 800，±3级。根据曝光及包围级数不同，拍摄3张所需时间不同。
新固件1.2.1，性能提升
EOS R3固件升级至版本1.2.1及以上后，新增可选择多张图像和选择范围的功能，可选择多张HEIF图像批处理转换成JPEG图像。
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