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尼康D610作为D600的改款机型性能参数与D600基本相当。2426万有效像素FX格式CMOS传感器，感光度范围为ISO 100-ISO 6400，但可以扩展至最低ISO 50（Lo1），以及最高ISO 25600（Hi2），搭载的EXPEED 3图像处理器提供高速图像处理性能。D610配备了由39个密集对焦点构成的AF系统，画面中央的9个对焦点利用十字型感应器实现更精准的对象捕捉。并且，中央的7个对焦点（3个纵向，5个横向）支持最大光圈f/8，从而使组合后最大光圈为f/8或以上的镜头实现自动对焦。
尼康D610连拍速度达到每秒6张，同时加入3fps的静音连拍，改进后的白平衡在室内常用场景拍摄中，获得更自然的色彩还原。整体外观方面，机身相对于D600更加轻巧，机身整体框架也采用了镁铝合金材质，还有一个可选的WiFi可让相机从Android或iOS设备进行远程控制。