手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等

手机支持OIS光学防抖已经不是什么新鲜事,虽然光学防抖很常见,但也有不同的防抖方案,带来不一样的防抖效果。

除了久经沙场的镜头OIS光学防抖,还有最新推出的OPPO悬浮防抖、苹果的传感器位移防抖以及vivo的微云台防抖等,这些防抖都有何区别?带来怎样的体验变化?

为什么需要OIS光学防抖?

首先我们先来了解下为什么手机影像系统需要OIS光学防抖。平常我们使用手机拍摄的瞬间,光线会通过镜头进入传感器,传感器采集后实现成像。一般我们手持手机拍摄,会产生难以避免的机身抖动,有可能会导致传感器在同一位置接收到不同的光线叠加在一起,造成最终成像模糊。

在暗光拍摄场景就能很容易体验到机身抖动带来的问题。我们在夜间拍摄时,如果使用的是没有OIS光学防抖的手机,你会发现拍摄的照片很容易模糊。这是因为暗光环境下,手机通常会降低快门速度以获取更大进光量,相当于会放大抖动带来的问题,这时候轻微的抖动就很容易导致照片模糊。

除了照片,拍摄视频也会受到机身抖动影响。机身抖动会导致视频画面的连续稳定性降低,特别是一些抖动比较厉害的拍摄场景,过大的画面晃动幅度让视频质量直线下降,甚至无法看清视频内容。

OIS光学防抖的出现就是为了改善机身抖动带来的成像问题。简单来说,OIS光学防抖会通过监测到的机身抖动位移信息,让防抖模块反向移动抵消这种抖动,从而有效抑制抖动对手机成像的影响。

主流手机已经发展出了不同防抖方案,包括镜头OIS光学防抖、传感器位移防抖以及悬浮防抖等。

镜头OIS光学防抖如何实现?

目前大部分手机所支持的OIS光学防抖功能都属于镜头OIS光学防抖。手机内部的镜头模组为可移动设计,能够通过马达或者记忆金属机械结构推动镜头模组移动,这是OIS光学防抖的硬件基础。

可移动的镜头模组配合陀螺仪获取到的手机抖动数据,反方向移动镜头模组补偿机身抖动所影响的光线路径,使得抖动后的光线仍旧能落在原本的位置,这样就能带来更加稳定清晰的成像效果。

手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等

虽然镜头模组的移动相对传感器是平行移动,但一般会用于应对手机前倾(Pitch轴)和侧倾(YAW轴)抖动,也就是我们常说的两轴光学防抖。而四轴光学防抖一般是增加了手机平移的X轴和Y轴防抖,通常在两轴防抖硬件基础上,通过算法优化实现四轴防抖。

值得一提的是,虽然镜头OIS光学防抖原理基本一致,但也有不同的实现方式。比如有滚珠式防抖、悬丝式防抖、SMA记忆合金防抖,这些都是通过不同方式物理推动镜头模组,实现防抖效果。

镜头OIS光学防抖在目前的手机上很常见,大部分手机基本都采用这种防抖方案。在镜头OIS光学防抖加持下,手机拍照安全快门时间可以变得更长,提升暗光场景下成像质量的同时,也能保证成片率。防抖同样也适用于拍摄视频场景,在手持抖动场景,提升视频画面的稳定性,获得更好的画面品质。

传感器位移式光学防抖是怎样的?

在2020年发布的iPhone 12 Pro Max上,首次用上比较少见的传感器位移式光学防抖,这种防抖方式的实现方式和镜头光学防抖不同。

手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等
传感器位移式光学防抖△

传感器位移式光学防抖是通过移动手机传感器抑制机身抖动,同样也是让抖动的光线路径落到原本位置。因为要移动的是传感器,所以不需要考虑镜头光线折射问题。相比笨重的镜头模组,移动传感器相对要容易很多,能够实现更加灵活敏捷的移动响应,提升防抖性能。

比如iPhone 12 Pro Max所采用的传感器位移式光学防抖能够实现每秒5000次防抖调整,在高速抖动场景要有更好的防抖效果。

OPPO的悬浮防抖

OPPO Find X5 Pro首次搭载了全新的悬浮防抖功能,看完上面两种防抖方式的原理,再来看OPPO的悬浮防抖就很容易理解了。OPPO的悬浮防抖就是上面提到的镜头OIS光学防抖+传感器位移防抖两者的结合体,相当于有双OIS加持,实际防抖效果自然会有大幅提升。

手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等
OPPO Find X5 Pro悬浮防抖△

其中,OPPO悬浮防抖所采用的传感器位移防抖还与iPhone使用的防抖稍有区别。OPPO的悬浮防抖加入了旋转防抖功能,通过旋转传感器,更有效抑制机身旋转抖动,提升不同抖动场景的防抖效果。

OPPO Find X5 Pro所采用的悬浮防抖会把机身不同方向、不同幅度、不同频率的抖动进行拆分,通过算法将抖动补偿分配到镜头和传感器两个防抖组件上,协同合作,充分利用硬件优势,实现双重光学防抖效果。

根据官方公布的数据,OPPO Find X5 Pro所采用的悬浮防抖最高支持±3度防抖以及0.7度旋转防抖角度,实现x轴,y轴,pitch轴,yaw轴,roll轴五轴光学防抖,覆盖更广的抖动场景。

手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等

为了实现更加复杂的光学防抖,整体镜头模组体积会有明显的增大。从上面的对比图可以看到,相比上一代OPPO Find X3 Pro的传统镜头光学防抖,Find X5 Pro的模组体积明显增加了不少。镜头模组体积的增加,更加考验机身内部空间的堆叠,要实现这种复杂的防抖相当不容易。

更加复杂的悬浮防抖带来了明显的优势提升,OPPO Find X5 Pro悬浮防抖的稳定性是上一代的3倍,安全快门直接提升到了1/2秒,意味着可以拍摄到更加稳定的视频画面,在保证成片率的前提下,获得更加纯净清晰的夜景照片。

此外,手机所配备的ICE2.0动态抓拍引擎,能够通过AI算法对场景识别,在多帧素材中选取最清晰的局部画面再进行合成,并针对图像中不同场景内容进行精确降噪,在运动场景更容易抓拍到清晰的画面。

vivo的微云台防抖

vivo也给我们带来了新的光学防抖方案-微云台,微云台防抖方案早已在vivo手机产品中落地。

手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等

上面提到的几种光学防抖方式都有一个共同点,镜头模组和传感器不是作为一个整体进行防抖移动,而是分别移动。这种防抖方式有可能会降低画面边缘画质,影响视频质量。

手机上很常见的OIS光学防抖:原来也分三六九等

而微云台则把镜头模组和传感器绑定在一起,为镜头模组和传感器整体移动的防抖方式,改善画面边缘模糊的问题,整体画面稳定效果拥有更高的一致性。微云台的移动限制相对也要更小一些,带来更好的防抖效果,支持5轴VIS视频防抖。当然, 微云台防抖方案同样会占用比较大的机身内部空间,并且对技术要求也极高。

没有OIS光学防抖的手机怎么办?

支持OIS光学防抖意味着更高的成本和更加复杂的内部设计,不是所有手机都支持OIS光学防抖功能。如果没有硬件级的OIS光学防抖,还有其它办法稳定画面吗?答案是有的。

EIS电子防抖是通过软件算法实现的防抖,结合机身陀螺仪等传感器检测到的机身姿态变化,对视频画面边缘进行动态裁剪,部分还会在算法中加入AI算法预测,实现更好的稳定效果,提升视频整体稳定感,实际画面稳定性效果会有明显提升。

不过EIS电子防抖在拍照片场景是不起作用的,而且经过EIS电子防抖裁剪后,虽然画面更加稳定,但画面视野会有大幅缩减。部分手机在开启EIS电子防抖后,会通过超广角拍摄画面,利用超广角开阔的视野降低裁剪画面带来的视野缩小问题。

如果手机支持OIS光学防抖,同时搭配EIS电子防抖,就能实现更优秀的防抖效果。不少手机都支持同时开启OIS光学防抖+EIS电子防抖,带来更加稳定的视频画面。

总结

手持拍摄场景基本都会存在不可避免的抖动,因此要想提升影像系统成像效果,对防抖的升级还是非常有必要的,我们也能看到手机OIS防抖技术正在持续突破。更好的OIS光学防抖不仅能带来暗光下照片成像质量的提升,还能带来更稳定的视频画面等,进一步提升影像系统综合表现。

目前手机主流的OIS光学防抖仍旧是以镜头OIS光学防抖为主,近年来在手机上出现的悬浮防抖、传感器位移防抖、微云台防抖等同样属于OIS光学防抖,通过技术创新突破带来更大的防抖角度、质量更高的防抖画面,更加敏捷的防抖响应等,让手机能够应对更苛刻的抖动场景。

OIS光学防抖是手机影像系统升级的重要一环,我们在选购手机时,也可以多关注一下手机支持的防抖类型以及防抖效果,特别是喜欢用手机拍摄视频的用户。

米粒
  • 本文由 发表于 2022年4月16日14:39:01
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