EOS R3 採用 Canon 新開發的全片幅背照層疊式 CMOS 影像感測器，不僅大幅提高集光效率，還具備高速讀取訊號的能力，搭配可快速處理大量資料的 DIGIC X 數位影像處理器，大幅提升連拍速度。
EOS R3 在電子快門下，可實現最高約 30 張/秒（自動對焦/自動曝光追蹤）的高速連拍；機械快門下，連拍速度也達到了最高約 12 張/秒（自動對焦/自動曝光追蹤）。性能大幅提升的電子快門可作為常用快門使用，面對多種動態被攝體更加輕鬆。電子快門可安靜地釋放快門，可廣泛適用於拍攝警覺性高的野生動物、或者需要保持安靜的舞臺演出、音樂會、體育競技等場景中，沒有快門聲干擾，提高了拍攝的成功率。
電子快門也支援閃光燈拍攝為滿足高速連拍的儲存需求，EOS R3 採用雙卡槽設計，一個是可高速寫入/讀取資料的 CFexpress（Type-B）記憶卡槽，一個是 SD（支援UHS-II） 記憶卡槽，因此影像記錄既高速又可靠。
得利於大幅提升的電子快門性能，果凍效應也得到更好地控制，並實現了最高 1/64000 秒的超高速快門，電子快門時滯最短僅為約 20ms 亳秒，方便在強日光下使用大光圈鏡頭拍攝人像，或定格水滴飛濺等肉眼捕捉不到的高速動態瞬間。EOS R3 是首款在使用機械/電子前簾/電子快門進行連拍時均可支援閃光燈拍攝的 EOS 機型
連拍無黑屏，0.4 秒就開機EOS R3 搭載 Canon 自主研發的約 576 萬點的新 OLED 電子觀景器，可達到 120 格/秒刷新率，可以清晰地顯示快速運動的被攝體。而新開發的「OVF 模擬顯示輔助」功能則可以接近光學取景效果進行顯示，使觀察效果更自然，借助電子觀景器高亮度性能及 Canon HDR 影像處理技術，觀景器顯示畫面時可獲得更大的動態範圍，展現更多亮部和暗部細節。
同時，EOS R3 還實現了連拍時觀景器畫面無黑屏顯示。對激烈運動的被攝體進行高速連拍時，更容易把握被攝者的動作，集中精力捕捉精彩瞬間。另外，EOS R3 開機啟動僅需很短的約 0.4 秒時間，攝影師平時可以放心關機，預判將出現拍攝時機，即可快速開機進入待機狀態。
眼球移動就能改變對焦點Canon 首款搭載眼球控制對焦功能的相機是在 1998 年推出的底片單眼相機 EOS 3。當時能夠檢測拍攝者的視線，並由此確定對焦位置的自動對焦系統還非常罕見。如今，基於強大的影像處理技術及高速處理性能，配合高性能電子觀景器顯示性能，Canon 再一次將眼球控制對焦導入到 EOS R3，眼球控制對焦的範圍、精準度、速度等都大幅提升。
透過在觀景器內安裝紅外線 LED 燈以及視線感應器，EOS R3 能準確識別瞳孔視線位置，並支援裸眼及戴眼鏡的拍攝者，偵測出的視線位置會顯示眼控標記。拍攝者僅需簡單半按快門就能對眼控標記位置進行自動對焦，人機合一非常快速。拍攝者用視線鎖定被攝體後，相機還能高效識別被攝體，自動優化合焦位置。這項功能對於從多個被攝體中選擇目標被攝體時非常有效，開啟了全新拍攝操作體驗。
EOS R3 擁有強大的追焦性能，支援最高約 30 張/秒高速連拍。追蹤時可在整個螢幕區域內進行合焦。在大範圍內以最多 1053 個分區的精確自動對焦框捕捉被攝體。透過深度學習技術，EOS R3 進一步加強了被攝體偵測演算法，大幅提升偵測能力。例如：人物身體偵測演算法提升了體操等短時間內動作複雜的競技運動項目中人物的偵測能力。人物頭部偵測演算法則提升了單/雙板滑雪運動員臉部被頭盔或護目鏡等物體遮擋的情況下的偵測能力。人物眼睛偵測也得到了強化，提升了臉部被陰影遮擋、化妝、戴口罩或側臉時的偵測性能。此外，除了可識別貓、狗、鳥的眼睛、臉部及身體的動物識別外，還新增了針對賽車運動的四輪車輛、摩托車以及頭盔的識別。EOS R3 採用與 EOS-1D X 系列通用的大容量電池 LP-E19，而且還支援 AC 電源供應器，亦可支援透過 USB Type-C 端子實現 USB 供電或充電，在長時間拍攝影片情況下也不用擔心電池續航問題。
EOS R3 內建 2.4GHz/5GHz 頻段的 Wi-Fi 通訊功能，支援 IEEE 802.11b/g/n/a/ac 規格。可透過智慧型手機應用程式 Canon Camera Connect 連接智慧型手機進行影像傳輸。在 EOS R 相機系列中首次支援 1000BASE-T 乙太網路端子，可實現高速有線傳輸。EOS R3 支援 FTP 影像傳輸功能，以滿足要求時效性的新聞報導及其他攝影業務中對影像傳輸的需求。
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