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      科普 | 相機防抖技術 (200308)

       到老我都愛學習 2020-04-30

      ★防抖方式★

      拍照設備上的防抖方式可以分成光學防抖與數(shù)字防抖兩大類。而在光學防抖中,又包括了依靠鏡組位移的鏡頭防抖與依靠感光元件位移的機身防抖  —— 因為有零部件的位移,所以搖晃時會發(fā)出一些聲音,這是正常的。

      此外,我們還可以使用各類穩(wěn)定器、穩(wěn)定云臺來為整個拍照系統(tǒng)提供抖動補償;或利用一些編輯軟件,對存在抖動的視頻進行補償和校正。

      ★防抖軸向★

      我們經(jīng)??吹降?軸防抖,具體包括:

      俯仰(pitch)、搖擺(yaw):最常見的抖動,在使用長焦時尤其明顯。

      水平平移(x)、垂直平移(y):這種抖動在近攝、微距時尤其明顯。

      旋轉(zhuǎn)(roll):在手持長時間曝光、移動狀態(tài)下的視頻拍攝中尤其明顯。

      絕大多數(shù)鏡頭只能提供2軸防抖(俯仰和搖擺),少數(shù)產(chǎn)品為4軸防抖(增加水平/垂直平移補償) 。如果想要對旋轉(zhuǎn)軸進行補償,就需要借助機身防抖、數(shù)字防抖或穩(wěn)定器了。

      * 目前,可以提供“4軸防抖”的鏡頭有佳能EF 100/2.8L 微距 IS USM、EF 24-70/4L IS USM等具有“雙重IS”技術的產(chǎn)品,以及騰龍SP 90/2.8 Di VC USD(F017)。

      最后,如果你經(jīng)常逛淘寶或穩(wěn)定器論壇的話,還會看到一種“Z軸增穩(wěn)器”,它可以抵消走路時整個身體的上下晃動。

       

      (動圖來自DJI大疆創(chuàng)新公眾號)

      ★各種防抖的優(yōu)缺點★

      鏡頭防抖

      優(yōu)點:可以為單反相機的光學取景提供抖動補償。在俯仰、搖擺軸向上具有較好的防抖效果,簡單來說就是長焦鏡頭更需要鏡頭防抖。

      不足:提高鏡頭的設計難度與成本。

      機身防抖:

      優(yōu)點:可以為所有鏡頭提供抖動補償,可以提供旋轉(zhuǎn)軸的抖動補償。

      不足:在使用超廣角鏡頭拍攝視頻時,畫面可能會有不自然的扭曲。因為改變了CMOS的固定結構、會對散熱帶來不利影響,直接影響長時間曝光時的信噪比 —— 并且這是關閉防抖功能也無法改善的。

      數(shù)字防抖:

      優(yōu)點:不存在防抖維度、防抖角度上的死角。不影響便攜性和可靠性。補償范圍非常大,可以為劇烈運動提供抖動補償。

      不足:抖動補償?shù)男Ч胶?,畫面裁切就越大,畫質(zhì)損失越大。無法保證地平線水平。

      ★防抖效果的描述與局限性★

      我們通常用幾擋或幾級快門來描述防抖效果,即通過使用防抖功能后,可以將安全快門速度降低幾倍。

      舉個栗子:如果安全快門是1/500秒,那么5擋防抖理論上可以將安全快門降低至1/15秒(1/500 → 1/250 → 1/125 → 1/60 → 1/30 → 1/15)。

      事實上,我們實際拍攝中可能無法感知到那么強烈的防抖效果。這里有幾方面的因素:

      ①對于“安全快門速度”的定義。傳統(tǒng)觀念中,安全快門速度 = 1/(等效)焦距。但對于高像素相機來說,實際上建議使用2倍焦距甚至3倍焦距來計算安全快門速度。

      ② “安全快門速度”存在極限。比如當1/10秒是安全快門時(搭配超廣角鏡頭),降低5擋快門后就是約3秒,這肯定是無法手持拍攝的 —— 此時,你更需要三腳架或者補光設備。

      ③ 測算方式不一致。盡管各個廠商都宣稱以CIPA標準測量防抖效果,但實際用戶感知是并不一樣的。事實上,奧林巴斯就曾在E-M5II發(fā)布會上評價索尼的5軸防抖(α7II)無法達到與其標稱能力相當?shù)难a償效果。

      最后,也是防抖功能的最大局限性:防抖能補償拍攝系統(tǒng)的抖動,無法影響拍攝對象。在拍攝快速運動對象時,提高畫面清晰度的關鍵就變成了對焦與快門速度。

      ★混合防抖★

      因為不存在完美的防抖方式,所以實際應用中往往需要將它們混合使用,例如:

      - 機身防抖與鏡頭防抖同時啟用,由鏡頭提供俯仰/搖擺補償,機身提供平移/旋轉(zhuǎn)補償。松下、奧林巴斯等廠商的技術要進一步,在俯仰/搖擺軸向上,機身防抖和鏡頭防抖可以實現(xiàn)協(xié)力,從而達到更好的防抖效果。

      - 光學防抖與數(shù)字防抖相疊加,可以為視頻提供更平穩(wěn)的抖動效果。畢竟,有些場景下不方便使用穩(wěn)定器。

      盡管各個廠商都宣傳新一代防抖鏡頭、防抖機身可以自動檢測是否處于三腳架上。但從經(jīng)驗來說,還是建議大家在使用三腳架時關閉防抖功能。

      * 佳能“雙重檢測IS”技術依然是由鏡頭提供抖動補償,只是機身可以通過圖像傳感器采集的信息來檢測抖動量,提高抖動補償?shù)木取?/span>

      ★針對運動拍攝的防抖模式★

      一些中高端防抖鏡頭會提供多種防抖模式,為不同題材的運動拍攝提供更好的拍攝體驗:

      模式1半按快門啟動防抖,針對所有方向提供抖動補償,適用于大多數(shù)拍攝題材。

      模式2:半按快門啟動防抖,水平移動時校正垂直抖動,垂直移動時校正水平抖動,適合搖攝。尼康鏡頭上沒有“模式2,而是在NORMAL(標準)模式下提供搖攝檢測。佳能EF 24-105/4L IS II USM、EF 70-200/4L IS II USM等部分新鏡頭雖然沒有“模式2”,但在搭配支持搖攝輔助的機身時,也可以實現(xiàn)搖攝防抖。

      模式3在按下快門時進行防抖,取景時不會有防抖帶來的粘滯感,更適合拍攝無規(guī)律運動對象。在尼康鏡頭上,這個模式被稱為“SPORTS”。

      —— 正文完 ——

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