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夜景没拍糊 起码有手机镜头防抖一半功劳

说来惭愧,当笔者当年因为穷混迹于毁一生的单反圈之外的时候,总是不理解相机这东西为什么要“防抖”,直到有一天拿着人生第一部D90端了半小时……虽然并没有第一次开高速几个小时下来酸爽,但也足够领会相机厂商们对于“防抖”这件事的良苦用心。

说来惭愧,当笔者当年因为穷混迹于毁一生的单反圈之外的时候,总是不理解相机这东西为什么要“防抖”,直到有一天拿着人生第一部D90端了半小时……虽然并没有第一次开高速几个小时下来酸爽,但也足够领会相机厂商们对于“防抖”这件事的良苦用心。

拯救你夜景的手机镜头防抖是如何实现的

“人人都手抖”

手抖,医学上称为震颤。它仅是一个症状,是指身体的一部分或全部表现为不随意的有节律性的颤动。在摄影中,手抖表现为相机端不稳,造成的画面模糊。这种抖动一般来说很轻微,虽然不会像帕金森综合征患者那样,然而对于拍照这种精细活来说还是影响甚大的。除此之外你要是喝点儿浓茶咖啡啤酒之类的东西,心跳加快会让手抖比平时更加严重……

因为抖动而造成的糊片,相信是拍照新手们最常经历的事情了,而且在夜景上最为常见,由于进光量远小于白天,相机只好调慢快门来获得更多进光,手持条件下就很容易发生糊片。

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“被动防抖”有哪些?

在这里就要引出一个概念那就是安全快门。简单来说使用大于安全快门的速度进行拍摄就可以最大限度的避免抖动拍虚照片,那多少的快门速度是安全的? 直观来讲,对于未经训练的普通人,1/4000秒跟1秒的曝光时间(或快门速度),手持拍摄出来的效果必然是前者“高速凝固的画面”清晰锐利,而后者肯定涂抹的你都认不出来了。

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不得不说 手持慢快门“偶尔”也会是种艺术……

理论上安全快门的速度就是镜头焦距的倒数,例如我们在使用70mm焦段拍摄,这时的安全快门就是1/70秒,大于它是安全的,而小于1/70秒的快门速度就有可能拍虚照片。

除了快门速度之外,如果不加入主动的防抖技术,能够对抖动起到规避效果的还有提高ISO、增大光圈、以及多拍亮的地方这样的办法(误);然而提高ISO不可避免的带来噪点问题,大光圈也会给你的钱包带来危机,于是要是你的手机镜头除了调调参数之外还有防抖这样的硬货存在,那你就偷着乐吧。

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提高ISO不可避免的带来噪点问题

而终极手段就是流传江湖的“铁手功”了……也就是说,通过一定的锻炼或者一些稳定性较好的姿势,是可以一定程度上提高防抖的效果;此外还可以在拍摄的时候为身体找个支撑,或者干脆依靠外部设施固定手机或相机,也就是三脚架之所以存在的部分原因了。

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正确与错误的“防抖”姿势

更高级的防抖单靠快门和ISO是不行的

“防抖”自然最早出现于相机上面,一般标准焦距或者广角的镜头由于焦距较短,重量也不大,比如35mm、50mm,快门速度很容易大于1/35s、1/50s,手持加防抖On已经足够应付大多数场景了;不过像200mm以上的镜头,必须保证1/200s的快门速度才能保证画面清晰,然而如果多数场景的进光量不足以满足它就必须要拖长曝光时间,因此无论焦距还是重量都不太适合手持拍摄。

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即便手机镜头的焦距不会达到200mm,通常等效于35mm或者更短,但进光量不足的问题还是催生了从单反相机移植“光学防抖”这一技术的趋势。

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HTC较早的在2013年就引入了OIS光学防抖

就像变焦分数码与光学一样,“防抖”在智能手机的摄像头上也主要有光学防抖OIS以及电子防抖EIS、和机身传感器防抖;如果按照复杂程度来分,还可以分为两轴、三轴(iPhone 6s Plus、华为Mate 8)、四轴(小米5、6)、五轴(索尼Xperia XZ)……

光学防抖:智能手机领域一般把这叫做“OIS”,通过镜头的浮动透镜来纠正“光轴偏移”。其原理是通过镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,然后将信号传至微处理器,处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿;从而有效地克服因相机的振动产生的影像模糊。

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光学防抖之镜头移动给予负反馈

看不懂也没关系,你只要知道是这样动的就可以了……原理说来简单,你拿着相机朝右偏了,镜组就朝左漂,你拍的就还是原来的地方。

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电子防抖:说到电子或者数码,自然就不靠机械来实现了,以谷歌Pixel为例,EIS依靠调整ISP的算法,同时在硬件上依靠IMX378的大感光面积来增加进光量,弥补拿掉OIS后在夜拍时的不足。其中重点则是HDR+,也就是以短曝光快速连拍几张照片融合在一起,可以用来应付夜拍时常见的不平均人造光源。

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非要说这两者实际效果有什么区别,可能并没有数码变焦与光学变焦的区别更大,而谷歌也表示不同之处在于EIS更加适合视频拍摄,而OIS则更加适合静态照片。

SmartSensor:OPPO于2016年MWC推出的技术,从原来的Pitch轴和Yaw轴两个方向的抖动补偿,升级为SmartSensor图像芯片防抖技术,实现现Pitch轴、Yaw轴及旋转中心轴Roll轴三个维度的抖动补偿。说到“图像芯片”,这就可以算作一种机身传感器防抖。至于这些轴都是什么,还是不跟你们聊笛卡尔右手了,来请出索大吧。

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“防抖”的轴都是什么鬼

前面提到,依照复杂程度,目前应用于手机镜头的防抖有两轴、三轴、四轴、以及索尼的五轴。为何要涉及如此多的修正方向,还是因为拍照时你的手抖引起的相机不规则运动的方向太多所导致。

这是目前最为复杂的防抖方式,通过镜组+CMOS的移动,涵盖了所有能够补偿的方向,分别是镜组前后翻转、左右翻转,CMOS垂直移动、水平移动以及旋转,于是称之为“五轴防抖”。除了索尼微单之外,Xperia XZ/XZ Premium上也搭载了该技术。

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索尼的五轴防抖技术与五轴的各自作用

既然“五轴”最全面,其他就可以用依次做减法来解释了——比如刚才提到的HTC,只能实现镜头的前后翻转和左右翻转的“补偿”,因此只是两轴防抖,小米6除此之外还加入了镜头的水平移动和垂直移动,因此称为四轴防抖。至于最后一种“旋转”的补偿,目前只有索尼通过移动CMOS的方式来实现,因为镜头是圆的,无论怎么旋转都是不起作用的……

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两轴防抖

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小米6的四轴防抖

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索尼XZ/XZ Premium的五轴防抖

猜想大多数厂商只搭载多达四轴防抖而非索尼这么极致之外,除了技术壁垒及专利方面的问题,大概也是因为“旋转”这种抖动方式日常还是不太常见的,无论怎么手持拍照还是很容易端平手机,运动也是直上直下而非旋转。当然多一轴有多一轴的好处,所能应对的场景也更加具有挑战性,对比一下索尼XZ与iPhone的效果就知道了。

手机本身之外 还有什么防抖大法?

假如你的手机并没有所谓的OIS、EIS防抖技术,而你又特别热衷于视频拍摄和夜景该怎么办呢?相信直播越来越流行的今天你也因为很多户外不讲究拿个自拍杆就上的主播们,曾经看吐过许多直播,当然我不是说因为主播颜值……而是因为画面实在太抖。

于是由此诞生了很多便携稳定器,防抖的机制,是通过改变光轴,从而使得图像在传感器上得到稳定,而改变光轴的方式是通过侦测当前时刻的位移变化,从而得出瞬时的改变,因此这种方式更加适合静态影像,而并不能改变画面随相机运动带来的起伏。

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稳定器的原理有两种,一种是基于物理的重力平衡(例如斯坦尼康),从而减少相机的震动。如今更流行的则是电子稳定器,是借助于陀螺仪来侦测运动。这种侦测是基于“惯性的”,也就是我们会判定被稳定物体下一秒的运动方式,从而提前做出改变,这种方式相比于光学防抖或者机身防抖,不仅可以稳定每一帧画面,更能让视频画面保持平稳。

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斯坦尼康稳定系统

从这里可以看出,防抖技术和稳定器是两个不同的技术层面,是互相弥补不可替代的。对于稳定器来说,抛开斯坦尼康这一类物理稳定器不谈,稳定器的关键在于“惯性预测”,而防抖技术不论是光学防抖还是机身防抖关键在于“实时补偿”。

来源:zol

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