手机，相机防抖技术详谈

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防抖一直以来就是一个备受关注的技术。防抖的方式也非常多。要弄清防抖是如何作用的，首先要清楚为什么会产生抖动。
我们人类的身体一直都是处在动态的状态下。就算你屏住呼吸，收紧肌肉，你的身体实际上还是处在轻微的晃动下，因为你的心跳你不能控制，血液不停地在体内流动。我们的肌肉在大脑的控制下为了保持身体的某一个姿态实际上一直在进行着微调。何况我们的身体本身受到风、地面震动等因素影响，是无法完全静止的，自然我们手持的相机，也是无法完全静止的，总会有不同程度的晃动和位移。

相机的成像，其实是记录了在一段时间内射入到底片/CCD/CMOS等感光元件上的光线。那么如果这段时间被记录的光线发生了变化，则这种变化会被完全记录在感光元件上。
例如下图，我采用了大约6秒的长快门.可以看出房屋等固定物体因为没有移动，入射到CMOS上的光线没有任何的位移，而人流因为在移动，其反射进镜头的光线轨迹被完全记录下来，形成了这种模糊的效果。右下角拍照的大叔因为在这段时间内仅有轻微晃动，因而相对清晰。

这也就是说，只要快门打开后到关闭前，CMOS在记录光线的这段时间里。只要被摄物有相对初始位置的移动，就会在照片中出现轨迹，图像也随之模糊。所以就算物体不动，而我们的身体在快门打开的时间内产生了晃动，图像也发生了位移。自然也就产生了“抖动模糊”。

被摄物体的移动我们是无法控制的，因此首先要明确的一点就是，任何一家相机厂商的防抖技术，都不能消除因被摄物体移动而造成的图像模糊。所以不要妄想相机带防抖就能够拍好你的妹子跳在空中的照片，那需要足够大的光线入射量或者高感光度来支持足够高的快门速度。除非下面这种情况。

如果拍摄者有非常好的跟随拍摄技巧，能够始终随着被摄物的移动将被摄对象保持在画面中很小的范围内而不发生相对位移，就能够拍好被摄物运动的照片。这时候一支带有防抖技术的镜头或者机身就能够对你有所帮助了。防抖能够消除在移动跟拍过程中肢体晃动或震动导致的在移动轨迹以外的轻微位移。
很多朋友曾经问我，是不是有防抖的相机就能够拍摄出下图这样的主体清晰而又充满动态感图像。我只能说：绝对有帮助，但一只独脚架和良好的预判与对器材特性的了解比防抖的作用要更大。



防抖技术中，一直有“真防抖”和“伪防抖”两大派系。
实际上，手机和很多消费机数码相机上标示的“电子防抖”“数码防抖”“自然防抖”等都属于“伪防抖”的范畴。其实无外乎以下几种原理
1.使用数字电路进行画面的处理。当防抖电路工作时，拍摄画面只有是实际画面的90%左右，然后数字电路对相机/摄像机抖动方向进行模糊判断，进而用剩下的10%左右画面进行抖动补偿。这种方式对画面清晰度会带来一定的损失 。也就是说电子防抖是针对CCD上的图像进行分析，然后利用边缘图像进行补偿，它只是对采集到的数据进行后期处理，治标不治本，并没有什么实际作用，相反，对于画质有一定程度的破坏。

2.像素合并算法，这其实是比方法1更为简单的一种技术，其原理是将图像原本的几个像素运算处理后合并为一个像素，就像平时我们看到一张比较模糊的大图片在缩小后观看时就会觉得相对清晰一样。通过这种方式将抖动产生的位移“隐去”。这比方法1获得的“防抖”效果要好些，但图像细节要更差，并且会无法进行大尺寸输出。

3.加权修正算法，实际上是在方法2的基础上改进而来，由机内图像处理芯片对抖动造成的模糊画面进行像素合并后再“脑补”——这有点类似通过像素插值将一张1000万像素的照片变为1500万像素一样。其实就是先缩小提高清晰度消除抖动模糊，再放大图像进行还原。虽然有些进步，但照片细节仍然会收到严重影响，尤其是在色彩过渡和低反差图像的部位，经常出现大块的数码补全痕迹和不自然的过渡，要么就是丢失细节。

4.富士的“自然防抖”，这个是我认为最坑爹的一个解决方案。其实就是富士相机会自动在开启“自然防抖”后提高机器的ISO数值（感光度）。大家都知道，ISO开得越高，画面噪点越多，画面越“粗糙”，并且色彩的准确度和色域也大受影响。而且前面三种方式都好歹还算是有点诚意，可以称之为一种“技术”。这个自动提高ISO的“自然防抖”则根本就是个糊弄小白的东西。

对应上述“伪防抖”的“真防抖”多通过精密的传感器和浮动镜片进行图像修正，或采用更为有效的电子技术，远比上述技术有诚意。其中最主流的两类就是以曾经的柯尼卡/美能达 、现在的索尼、宾得、奥林巴斯等厂商采用的“机身防抖”派。以及佳能、尼康、松下、适马、腾龙等厂商采用的“光学防抖”派。

如下两图，分别是索尼目前在α系列单反/单电机型上采用的机身防抖和奥林巴斯看起来更为牛B的五轴防抖技术。


机身防抖的原理其实是在机身内部安装陀螺仪侦测机身的微小移动，并且会将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，然后驱动马达驱动安装在防抖支架上的CCD/CMOS。来修正机身外部抖动造成的位移。从而形成机身抖而Cmos不抖的情况，消除抖动造成的模糊。奥林巴斯的五轴防抖技术其实就是安装CMOS的防抖支架除了能够上下左右移动，还能够在垂直、水平和前后三根轴面上进行旋转和移动，从而消除旋转和俯仰抖动，以达到更为精准的防抖效果。

光学防抖的原理其实和机身防抖类似，同样是通过陀螺仪侦测机身的微小移动，并将信号传至微处理器立即计算需要补偿的位移量，只不过这个机构被安装在了镜头中，通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，而不是在机身里。从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。

其实索尼的T系列卡片机也是采用了光学防抖的技术，例如下图。绿色的可移动镜片其实是被磁体靠磁力包裹并悬浮在镜片组中，当磁体接收到驱动信号时，驱动镜片产生位移，修正因抖动而变化的光路，使其在一定范围内保持在稳定的点上。维持成像不产生位移，从而消除模糊。


如下图：佳能第一只光学防抖镜头EF75-300 IS USM的防抖镜片机构示意图

下图：光学防抖镜片修正光路的示意图。

机身防抖/传感器防抖和光学防抖各有优劣
机身防抖的优势首先就在于成本，只要有一部机身，则适用于该机身的所有镜头都可以不用安装专门的防抖组件，一是有利于降低生产成本获得价格优势。二是在镜头设计中，在达成成像素质和光学要求的前提下，能尽量少用镜片就少用，多一层玻璃，对画质就多一点影响。
但其缺点就是由于CMOS及其辅助组件相当庞大，尤其是对于全画幅CMOS来说。尺寸和重量都不低，导致其防抖补偿的响应速度和效果上都略逊于镜头采用光学防抖的方式。另外驱动防抖支架所需要的电力也不低，会影响相机的续航能力。还有就是超长焦镜头在机身防抖机型上的防抖有效性相对还是较低。

镜片光学防抖的优势是防抖镜片组根据不同镜头专门设计和生产，其防抖效果更具有针对性，因而效果比起机身防抖更为明显。例如腾龙70-300 VC USD，这只镜头的防抖镜片相应快速而准确，能明显地看出光路因镜片补偿产生的震动和变化，尤其是在VC镜片到位后，那种画面的凝固感非常明显，让人倍感安心。而缺点就是会提高镜头的生产成本，若是购买多支有防抖功能的镜头，多支出的价格总数还是相当高的。并且会轻微影响到镜头的画质。

总的来说，目前镜头光学防抖的效果是最好的，普遍能够修正3-4档快门速度。机身防抖也能修正2-3档，但因针对不同镜头焦段无法精确设计防抖特性，灵活性较差。

补充一点索尼的“手持夜景”功能。其原理是先连续拍摄多张照片后合成。达到消除高ISO对画质的影响，因为提高了ISO，故提升了快门速度防止了抖动模糊。其实也算是一种电子防抖的功能，但从出片上来看，我认为还是相当有效的一个办法。但其缺点也很明显。不适合捕捉动态影像，并且还是会影响到画质和图像输出。







手机：手机的结构决定了其不可能做到光学防抖，所以大部分手机所谓的手机防抖都只是噱头，无非是通过提高感光度来降低快门速度，然后做到所谓的防抖，不过这会导致画质的损失。

相机，摄像机：
有光学防抖的，有感光器防抖的。
所谓光学防抖，简而言之，就是在镜片组里面加一个活动镜片，这个活动镜片可以通过相机抖动的方向来调整自己的位置，以达到光线的平稳。

感光器防抖就是把活动的镜片改成了活动的感光器，感光器根据相机的抖动方向来调整自己的位置，以此来防抖。

wlee0531

不错哦,虽然技术性有点强

byronlin

應該是利用裝置裡面的Gsensor，不斷的讀取狀態來獲取校正的數值，與自動對焦的原理相近

狼图腾

:):):):)

CCM_RD

手机同样会做到光学防抖，这是既定趋势