D810由于取消了CMOS前的那块低通滤镜，因此画质比“带低通滤镜”的D800和“带光学低通滤镜但达到无低通效果”的D800E要稍好一些。D810与D800/D800E相比升级幅度不算太大，D810采用和D800/D800E相同的全画幅3630万像素的CMOS，并在此之上有小幅改进，使标准感光度范围提升到ISO 64-12800，扩展感光范围则为ISO
32-51200，相比D800/D800E的ISO 100-6400有着近一档的提升。新的D810采用了新一代的EXPEED
4图像处理器，比D800/D800E的EXPEED
3在处理速度上有着30%的提升，连拍速度也有着小幅的提升，对焦系统也与D4S相同，加入了群组区域对焦模式。而在其他方面如：重新设计了机身，小幅调整了按键形状和位置并调整了手柄轮廓，提升手感；原先的OVF光学取景器叠加了OLED液晶显示，在维持更为靠谱的光学取景器的同时增加了信息显示功能；同为3.2英寸的640x480液晶屏加入了白光像素，总像素由92升级到123万；新的快门组件减少了机器震动和时间滞后，可用“电子前帘”功能，在此模式下快门速度可达到1/2000秒，并加入了静音连拍模式；加入对小尺寸RAW文件格式的支持，可将最大分辨率照片以1/4分辨率规格存储，文件大小减少为1/2。
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