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D2X采用坚固的镁合金外壳，采用了一款尺寸为23.7 x 15.7 mm的CMOS影像传感器，总像素为1284万，其中有效像素1240万。内置RGB三色滤镜和低通滤镜，拍摄图像比例为3:2。正常工作情况下，D2X的焦距转换倍率为1.5倍，此时支持每秒5张的连拍速度，支持4288 x 2848 [L]、3216 x 2136 [M]、2144 x 1424 [S] 三种拍摄分辨率。D2X比较特别的一点是在680及以下像素，D2X可以将焦距转换倍率切换位为2倍，此时可以达到每秒8张的高速连拍效果。在2倍的焦距转换倍率时D2X可以拍摄3216 x 2136 [L]、2400 x 1600 [M]、1600 x 1064 [S]三种分辨率的静态图像。D2X拍摄的文件格式支持JPEG(EXIF 2.2)、TIFF(RGB)以及NEF(12位的RAW格式)，另外还支持NEF+JPEG同时存储。它支持四种色彩空间，其中包括两种sRGB色彩空间、Adobe RGB色彩空间以及sYCC色彩空间.

主要特点：

* 崭新DX格式CMOS感应器可捕捉高达1240有效像素的影像
* 难以察觉的极短37ms快门时差，成就犹如尼康D2H的极速反应
* 优化的相机系统带来前所未有的1240万像素的连环快拍功能，每秒可拍摄5张，连环快拍15张NEF影像。於特别的拍摄场景时，可使用680万像素的高速裁切模式加快拍摄速度至每秒拍摄8张，连环快拍26张NEF影像
* 使用享负盛名的Multi-CAM 2000 自动对焦感应器，拥有高速精确的11个自动对焦分区，其中9个为交错型感应器，确保在任何拍摄情况下，也能贯彻快速反应及锐利清晰的对焦
* 尼康新一代LSI系统，功能更胜从前，大大提昇影像处理的精确度
* 全新改良的3D彩色矩阵测光II系统
* 使用另购的MC-35 GPS线，可连接遵行NMEA 0183规定的全球定位仪(GPS)
* 全新多重曝光功能可把单一影像进行高达10次曝光。更可选取储存於CF记忆卡内的NEF档案，再运用影像遮挡功能，制作一个全新影像档案
* 全新无线传送器WT-2(另购)，配备IEEE 802.11b/g，支援更快速的传送、更宽阔的网络传讯格式及更多的安全选项。其新增特点是可透过设有Nikon Capture 4(另购，4.2版本)的电脑，无线遥控相机拍照，大大发挥拍摄潜能
* D2X完美结合尼康独特的i-TTL闪光操作，及先进无线闪光系统的多重闪光遥控功能，可应用於尼康SB-800和SB-600闪光灯，增加相片的闪光效果。D2X更可兼容SB-80DX闪光灯及其他配备D-TTL闪光操控的尼康闪光灯