聊聊手機上應用的幾種防抖模式
夏昆岡 于 2020.11.21 11:20:53 | 源自:www.cmtmt.cn | 版權:原創 | 平均/總評分:10.00/170

2020年手機廠商在攝像頭領域競爭激烈,在想盡法子的提升畫質和體驗,新的防抖方案登場了,它們是微云臺防抖和又叫機身防抖的感光器防抖。

靜態圖像的多幀防抖

  • 靜態圖像的多幀防抖是數字防抖的一種,是一種軟件的防抖方案。它的基本原理是,單幀拆成多個分幀拍攝,然后對齊合成。假設測光得到了1/20秒,這個值對于一般人來說可能并不安全,會導致手抖,那么多幀防抖機制此時會啟動,讓攝像頭連續拍攝4幀1/80秒的照片,當然,也可能拍攝成4張曝光時間并不等長的照片,然后對齊,對齊示意如圖,多幀的交集可以合成一張不抖動的圖像。這只是基礎的算法,實際上的算法比這更為復雜。它的最大好處就是無額外物力成本。

    動態視頻的前后幀電子防抖

    視頻防抖也可以通過數字方法實現,區別在于不是多幀對齊,而是前后幀對齊。現在的感光器可以提供視頻拍攝數倍的像素冗余量,可發揮空間大。但是對算力需求非常大,有部分機型出現了高幀率視頻或者高分辨率視頻防抖就失效了的現象。現在這種情況在改善,這得益于算法優化和硬件性能改善。

    鏡頭光學防抖

    本來想從網上找幾張手機攝像頭鏡頭光學防抖結構示意圖的,但都不太滿意,所以我們翻出了一臺諾基亞Lumia 1020,決定拆解它的攝像頭。

    諾基亞 Lumia 1020手機攝像頭暴力拆解 圖集
    在當下,不少手機都把高像素大底作為賣點,不過早在2013年,諾基亞就發售過一款Lumia 1020 Pureview手機,感光器已經達到了2/3英寸,高達4000萬像素的圖像分辨率。為了深入了解手機攝像頭組件的原理,方便一系列科普文章配圖,我們從古董堆里找到了這臺已經變磚的Lumia 1020進行拆解。

    我們推薦諸位點擊圖集查看全部圖片,然后再來看看一篇老文。

    實物拆解揭開單反鏡頭的小秘密
    套頭上運用了許多現代鏡頭的典型設計,通過它我們可以了解當前變焦鏡頭的結構和工作原理。我們拆解的這支佳能EF-S 18-55mm IS Ⅱ鏡頭來自國內銷售的600D行貨套機,通常被俗稱為“二代套頭”,屬于沒有超聲波馬達的國際市場版……

    這篇文章則講解了單反鏡頭光學防抖結構是如何工作的。不管是單反鏡頭還是手機攝像頭鏡頭,它們的機構驅動原理都是一樣的,都是通過線圈過電產生磁力來調整姿態。但它們也有區別,單反鏡頭防抖驅動的是鏡片,而手機攝像頭是驅動整個鏡組,所以,我們討論這些鏡頭光學防抖時,要注意一下差異性。

    驅動鏡片或整個鏡組的設計,英文名字很多,其中OIS[Optical Image Stabilizer,光學圖像穩定器]接受度較高,現在普遍采用,中文一般就稱為光學防抖。

    光學防抖其實不只這一種類型,但驅動鏡片的方式出現最早,所以在一般語境下,光學防抖指的就是鏡頭光學防抖。

    鏡頭光學防抖在手機攝像頭上發展很久,也是非常成熟的技術,結合軟件,優秀的廠商可以做到3EV左右的防抖性能,一般也能到2EV左右。鏡頭光學防抖比較節省空間,現在的制造成本也不是太高,所以也是普及度最高的硬件防抖類型。

    感光器防抖

    鏡頭光學防抖產生于膠片機時代,到了數碼單反時代,對感光器模組進行防抖改進的工作就開始了。感光器防抖更多的被稱為機身防抖,不少媒體將其歸屬到電子防抖,以區別專指鏡頭光學防抖的光學防抖。其實,感光器防抖也屬于光學防抖范疇,它的基本原理是通過矯正感光器的位置和姿態來完成成像的穩定。成熟的感光器防抖技術能實現更多姿態的防抖矯正,現在優質的感光器防抖技術,能實現更高效的防抖性能,例如即將歇菜的奧林巴斯的防抖技術,可以實現6EV的性能,讓腎虛患者重返青春。

    感光器防抖技術在2020年10月之前,從未被移植到手機平臺,這其中有著軟件硬件方面的重重障礙,但隨著iPhone 12 Pro MAX的發布, “iPhone 級的數碼單反技術”降臨,我們嚇壞了,一查,是感光器防抖,歷史空白被填補。有些媒體認為這是類似微云臺的技術,這不對。

    SOOMAL剛剛拿到iPhone 12 Pro MAX,尚未進行深度評估,初步評估的體驗表現不錯,可以有更高期待,這些期待基于iPhone 一貫優秀的防抖算法和感光器防抖的天然優勢。

    云臺防抖

  • 攝影小白類型的讀者可能不太明白什么是云臺。云臺就是一種固定相機、攝像機的機械裝置,并且能夠控制設備的姿態。純機械結構的云臺是無法實現防抖的。

  • 后來出現了防抖云臺,比較出名的有大疆OSMO系列。它通過復雜的機電系統來控制手機的拍攝姿態,實現畫面穩定。這就是云臺防抖。

  • 2020年6月登場的的X50 Pro帶來一種新的防抖形式,vivo稱之為微云臺。它和之前的鏡頭光學防抖和即將登場的感光器防抖不一樣,它是將整個攝像頭模塊固定在一個平臺上,然后對這個平臺進行姿態矯正。微云臺也應該屬于光學防抖范疇。

    以往手機用的鏡頭光學防抖矯正的范圍約為1度,而微云臺的矯正范圍可達3度。晃動幅度越大,微云臺效果就越明顯,手持走路拍攝,它實現的防抖效果明顯優于過往技術。

    微云臺據說成本高昂,這與剛起步,成本無法攤薄有關,除此之外,它的最大缺點就是需要占用較大的機內空間,大底和微云臺變成了魚和熊掌,所以vivo也沒法將其應用到更高級的機型當中。

    混合防抖

    受限于技術積累以及手機空間限制的問題,手機廠商在防抖方面的技術探索上還有很長的路要走,現在相機可以實現6EV級別的硬件防抖效率,這是手機目前上短期難以實現的。手機的優勢在軟件端,通過配合更高頻率的抖動偵測以及合成對齊算法,來提高硬件的利用率,也明顯的改善了手機的防抖體驗。

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    發表于2021.04.11 10:34:52
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    202.103.251.***
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    發表于2021.03.10 18:10:55
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    119.034.004.***
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    發表于2020.12.13 11:26:51
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    119.004.097.***
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    發表于2020.11.24 15:13:16
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    看評測說和佳能M6打平手了,甚至很多場景細節要比M6好,好的成都還不少,期待數碼多的專業評測。
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    發表于2020.11.24 09:16:46
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    一加8T的攝像頭評測呢?
    發表于2020.11.23 22:49:51
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    211.143.230.***
    211.143.230.***
    發表于2020.11.23 15:33:59
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    03
    剛才發的忘了登錄,再發一次。我的推測,從原理上來說,iPhone 12 Pro MAX上的傳感器防抖效果應該不會超過VIVO的微云臺的效果的,前者是鏡頭在動,傳感器在鏡頭在成像范圍內反向運動校正,能校正的角度范圍非常有限(不但受限于傳感器能動的空間,也受限于鏡頭成像的范圍),而微云臺是鏡頭和傳感器作為一個整體同步來校正,效果肯定更好,能校正的角度取決于給云臺運動的空間大小,外部空間是唯一的限制。
    發表于2020.11.23 10:13:29
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    116.052.***.***
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    我的推測,從原理上來說,iPhone 12 Pro MAX上的傳感器防抖效果應該不會超過VIVO的微云臺的效果的,前者只是鏡頭在動,傳感器在校正,能校正的角度范圍非常有限(不但受限于傳感器能動的空間,也受限于鏡頭成像的范圍),而微云臺是鏡頭和傳感器作為一個整體同步來校正,效果肯定更好,能校正的角度取決于給云臺運動的空間大小,空間是唯一的限制。
    發表于2020.11.23 10:04:09
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    124.162.087.***
    124.162.087.***
    發表于2020.11.22 20:34:46
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    期待iPhone 12 Pro MAX上的傳感器防抖效果,但不知道蘋果的傳感器防抖和VIVO的微云臺防抖效果哪個更好。期待數毛的科學評測。
    發表于2020.11.22 19:24:46
    17
    101.224.102.***
    101.224.102.***
    發表于2020.11.22 12:12:31
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    03
    它的基本原理是通過矯正感光器的位置和姿態來成像的穩定
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    發表于2020.11.22 04:26:42
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    發表于2020.11.22 01:48:16
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    117.036.001.***
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    發表于2020.11.22 00:19:14
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    112.029.132.***
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    發表于2020.11.21 23:38:21
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    182.200.007.***
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    發表于2020.11.21 21:59:36
    11
    180.140.017.***
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    發表于2020.11.21 21:00:54
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