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四大防抖技术解析,为了实现相机防抖你的手机“牺牲”了什么?

2016-10-17 沐光羽 阅读:
那些手机厂商们口中宣传的:电子防抖、OIS光学防抖、4轴防抖到底是什么鬼?今天我们就来展开聊聊。

手机相机的拍照技术不断提升,由此也诞生了不少让人懵逼的技术名词,比如相位对焦技术、单像素点面积、6P镜头、f/2.0光圈、双摄像头、光学防抖等等,显然如果要从参数上评判一台手机的综合拍照能力,单看拍照像素是远远不够的。3pEednc

因此你需要一点“技术”旁身,这么多技术中除了“双摄像头”值得我们关注外,“防抖技术”同样需要了解一二,那些手机厂商们口中宣传的:电子防抖、OIS光学防抖、4轴防抖到底是什么鬼?今天我们就来展开聊聊。3pEednc

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防抖技术的作用:避免照片拍糊,提高成像画质

总得来说防抖技术的作用就是避免拍照时因为手部抖动等因素造成画面模糊,提高成像的清晰度;另外由于其能对手部抖动进行一定的补偿,因此可以一定程度延长曝光时间来提高进光量,从而拍出更加明亮纯净度更高的照片,该效果在弱光环境下表现更加明显。3pEednc

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副作用:容易造成边角分界线模糊,增加体积和功耗

虽然防抖技术能大大提高拍照体验,但任何事情都有两面性,防抖技术同样如此,特别是采用光学/物理防抖的技术,由于镜头的防抖结构设计及工作原理等原因,某些情况下拍出的照片容易造成样张边缘解析力下降的问题;同时因为其还额外需要其他诸如陀螺仪等工作,因此也使摄像头模块体积增加以及功耗的增加。3pEednc

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防抖技术都有哪些?

防抖技术一开始主要应用于专业的单反相机,后来这些防抖技术的原理逐渐应用于手机上,目前的防抖技术大致可分为两种,一种为物理防抖,其通过可移动式的部件,对机身震动进行光路补偿,另一种则是电子防抖,其无需任何部件辅助,主要依赖程序对画面抖动进行“补偿”。其中物理防抖又分为镜头防抖和CCD(传感器)防抖,因此防抖技术大致可以归纳为以下三大类:3pEednc

1.电子防抖

电子防抖技术是市面上的手机中使用得最多的一种,其一般无需任何元器件辅助,主要通过程序对传感器上的图像进行分析和采集,当照片被拍糊时,利用边缘图像对模糊部分进行补偿,从而实现“防抖”,其实现原理更像是对照片进行“后期处理”。3pEednc

谷歌Pixel:陀螺仪电子防抖3pEednc

值得一提的是,谷歌Pixel手机的电子防抖技术比较特别,其配合陀螺仪工作,当拍照时利用陀螺仪检测机身的震动,进而调节快门速度和ISO感光度和等来减轻抖动对拍摄的影响,同时由于其在目前所有的智能手机中合焦速度最快,因此电子抖动补偿能力更佳,所以即使没有光学防抖技术,依然可以夺得目前手机拍照排名第一。3pEednc

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(谷歌Pixel,图片来源于:CNET)3pEednc

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2.镜头防抖(OIS光学防抖)

镜头防抖又称为OIS光学防抖,这种防抖技术的原理是通过在镜片组中增加一个使用磁力悬浮的镜片,配合陀螺仪工作,当机身发生震动时,能检测到轻微的抖动从而控制镜片浮动对抖动进行一定的位移补偿,从而避免了光路发生抖动,实现光学防抖。3pEednc

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这种防抖技术对比电子防抖效果明显,在相同配置下的两台手机,OIS光学防抖的抖动补偿要比电子防抖优秀很多,画面的亮度和纯净度也更高,目前不少旗舰级也搭载该技术,比如:iPhone 7、三星S7、乐视Max、HTC 10、华为Mate8、努比亚Z11等。3pEednc

比较不足的是,由于其结构原理等原因,OIS光学防抖大部分仅支持横向和纵向的抖动补偿(两轴防抖),因此防抖能力有一定的局限性。3pEednc

3.CCD(传感器)防抖(四/五轴防抖)

CCD防抖技术原理和镜头防抖差不多,其主要将传感器安装在一个可自由浮动的支架上,同样配合需要陀螺仪感应相机的抖动方向和幅度,进而控制传感器进行对应的位移补偿。3pEednc

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(图片来源于:pconline.com)3pEednc

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CCD防抖技术由于不用考虑光学的折射因素,因此灵活性比镜头防抖高很多(但实现难度更大),目前其最多可以让设备实现5个自由度的抖动补偿(5轴防抖),像索尼、奥林巴斯的某些型号的相机便搭载该技术。3pEednc

小米5:镜头模组防抖(4轴防抖)3pEednc

值得注意的是,目前这种技术仅应用在专业相机上,手机上由于技术实现难度非常大因此并未支持,不过小米5的4轴防抖技术则与这种CCD防抖技术原理相似。3pEednc

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(小米5镜头模组)3pEednc

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小米5并没有利用镜头防抖也不是CCD防抖,而是直接将整个镜头模组“悬浮”起来,再配合陀螺仪检测机身震动,从而控制镜头模组进行位移补偿,其可实现4个自由度的抖动补偿,分别为横向、纵向、前倾、侧倾,因此防抖适应能力更强,目前能实现4轴防抖的手机也仅有小米5,其称得上是一项黑科技。3pEednc

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如果你的手机没有防抖功能怎么办?

防抖能力的支持可以让用户更轻易的拍出清晰的照片,同时也能有效提高成像画质,另外拍视频时,也可以一定程度提高画面的流畅度,那么如果你的手机没有防抖功能,又或者防抖能力还不够怎么办?3pEednc

云台防抖技术

没关系,一种叫做“稳定云台”的东西可以帮到你,如果说除了OIS光学防抖、CCD(传感器)防抖、电子防抖技术外还有什么,那就是云台防抖技术了。3pEednc

云台的“防抖”功能同样利用了陀螺仪工作,云台上安装有能满足载体三个自由度活动的摇臂,摇臂关节带有电机,当云台发生抖动时,会被陀螺仪检测到,随后利用程序控制相应的电机加强反方向的动力,从而对抖动进行插补,防止载体跟着云台倾斜,避免抖动。3pEednc

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稳定云台一开始主要用于无人机上,后来衍生出手持云台,这种设备的主要作用是为了防止使用手机或运动相机拍摄时的发生抖动现象,其主要有两种形态,一种是以大疆手持云台相机:灵眸OSMO 为代表,这款手持云台相机本身内置摄像头,通过安装手机在手柄上作为拍摄画面的显示。3pEednc

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另一种则是非内置相机的手持云台,比如飞宇科技G4系列的手持云台,其需要将运动相机或手机安装到云台上作为摄像头及取景器使用。云台的防抖能力对比上述手机内置的防抖能力都要强很多,如果你想加强手机的防抖能力,可以通过手持云台升级。3pEednc

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看到这里,相信你已经对这些技术有了大致的了解,防抖技术的支持确实可以一定程度提高手机的拍照质量,虽然这些技术优缺共存,但整体来看都是利大于弊,可预见的是,随着手机拍照水平的不断提升,防抖技术也将成为厂商们的一个竞争点,未来将会有更多的防抖技术诞生。3pEednc

(本文来源:雷科技)3pEednc

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