科普：聊一聊光学防抖的那些事儿
自从诺基亚第一次将光学防抖技术用在手机上之后，人们才明白原来使用手机在弱光条件下同样能够拍出令人感到惊叹的照片。随着时间的推进，当智能手机 行业进入2014年之后，几乎所有的智能手机厂商都在手机上使用了光学防抖技术。似乎就在一夜之间，这项原本在专业相机上才拥有的技术便被推上智能手机拍 照不二神器的位置上。 可当几乎所有旗舰级智能手机安装了光学防抖技术之后，似乎并不是每一部手机在夜景或者弱光下都能有非常完美的表现。难道是这项技术被过分神话了？在今天的锋狂百科中，机锋君就将与大家一起探寻光学防抖系统的本质，还原一个真实的光学防抖系统。 在光学防抖出现之前 在我们正式开始介绍光学防抖技术之前，我想让大家先来和我一起想象一个场景，相机在拍摄时就好比瞄准了一个目标。而在拍照过程中你需要一直对准 这个目标，同时还要保证你的目标在画面中的位置不能有丝毫的移动，只有这样你才能拍出一张清晰的照片。可是当你所拍摄的场景光线过暗或者就是在晚上时，你 可能就需要增长相机的曝光时间来提升画面的亮度，可过长的相机曝光时间又没有使用三脚架时，手持手机进行拍摄就有非常大可能会造成手抖，这种拍摄者自身轻 微的肌肉抖动在手机相机中便会被放大，从而让拍摄目标在画面中发生位置变化，这也就是我们常说的“照片拍糊了”。http://i2.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/1060608882.jpg图片来源于网络 或许你可能会说，要想克服手抖，我把手机拿稳一点不就行了吗？如果你是这么想的话，接下来你可以尝试去做一个小实验。你可以用两根手指捏住一支 笔，然后把胳膊举起来，仔细盯住笔尖，你就可以看到，无论你如何控制自己，笔尖一直都在持续的做无规律抖动。我们要知道，即便是受过严苛训练的职业摄影 师，他们对抗肌肉震颤的能力也是十分有限的。http://i3.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/3807348478.jpg图片来源于网络 看到这里好像给人一种“那我就真的没办法了”的感觉，不过真的是这样吗？其实不是，为了在弱光条件下拍摄出画面更加锐利的照片，我们还是有很多 方法的。一、你可以选择带上一个三脚架，当然你用手机拍照还时时刻刻拿着一个笨重的三脚架，会不会有人为你的智商捉急，那是看你跟那个人的交情如何。http://i2.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/897921887.jpg你确定你要背着这个到处跑？(图片来源于网络) 二、我们可以给手机配上更大的光圈，通过大光圈来获取更多的进光量。可是光圈这个东西真的不是想要多大有多大的东西，不信？看看单反相机的镜头 你就知道了，光圈的大小与镜头的体积基本是成正比的。这也就是说，越大的光圈，它所需要的空间也就越大，而在手机这种寸土寸金的设备里面，想要为手机镜头 争取到更大的空间，几乎是一种不可能，除非你能够接受手机背后顶着一个“火疖子”或者是一块“奥利奥”。http://i1.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/523375315.jpg图片来源于网络 三、将手机ISO调高，这一种方式确实能够非常有效的提高照片的画面亮度，可是它依旧存在一个严重的问题。那就是当手机相机的感光度(也就是 ISO)数值越高，所拍摄出来的照片中噪点也就越多。高ISO虽然能够将画面亮度提高很多个档次，可是却是以牺牲画面纯净度作为代价的。 在功能机时代，我们的手机中通常都会存在一个夜景模式，而这个模式也就是通过延长快门速度同时提高ISO上限来完成拍摄的，我相信包括我在内的很多人以前都不太愿意使用手机中的夜景模式，毕竟拍十张照片有九张版都是模糊的，对拍照再有兴趣的人也会觉得无聊的。http://i2.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/1891140470.jpg图片来源于网络 所以，如何提升弱光下手机照片的亮度，同时又保证画面纯净度不受到损伤，就变成了一个非常重要的问题，而这个时候，光学防抖技术成功的在手机上得到了运用，弱光下的拍照问题一下子得到了解决，也正是因为这样，光学防抖技术被真正的推上了神坛。 什么是光学防抖 简单来说，光学防抖技术就是指在手机的相机模组中加入浮动镜组，它会根据拍摄者手的抖动方向，让浮动镜组施加一个反方向动作，对光路进行修正， 抵消掉拍摄者一部分手的抖动。而这一系列动作表现在画面上，便可以保证在拍摄时被拍摄目标在画面中的位置是稳定不动的，从而能够让我们获得一张画面清晰锐 利的照片。http://i3.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/3432801906.jpg图片来源于网络 目前业内主要的光学防抖技术主要分为镜头防抖以及CMOS位移防抖两种技术方案。 镜头防抖是指通过移动镜片后者模组(浮动镜组)来进行抖动补偿，这一技术方案的有点在于防抖效果突出，目前市面上搭载光学防抖技术的智能手机基 本上都是采用镜头防抖这种技术。可成本过高，体积过大，同时光学结构非常精密，需要组装的要求极高也是这项技术中所存在的缺点。http://i0.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/910478772.jpg图片来源于网络 而对于CMOS位移防抖来说，在防抖效果上与镜头防抖同样优秀，甚至在某些特定场景下还要好过镜头防抖。可是这种技术最大的问题在于，它是为专 门的相机服务而非在手机上使用的。可以毫不夸张的说，在手机上游供应链中，能够让手机采用CMOS位移防抖方案的供应商还不存在。 由于CMOS位移防抖在手机上还暂时不能够实现，所以在今天的文章中我们就不予过深的讨论了。我们主要还是来看一下镜头防抖这种解决方案。而我们首先要知道的，就是对于镜头防抖这种解决方案来说，它还是能够细分出两种不同类型的。http://i3.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/2505022961.jpg图片来源于网络 第一种叫做Lens Tilt，这种解决方案是通过镜片的前后倾斜来抵消掉部分抖动，从而达到防抖的目的，这种方案最大的有点在于它的结构非常简单，同时成本相对较低。不 过，Tilt也有它的问题，尤其是在功耗控制、防抖效果以及可靠性方面，Lens Tilt还有非常大的进步空间。http://i2.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/2296019477.jpg图片来源于网络 而第二种镜头防抖解决方案叫做Lens Shift，在这种解决方案中，镜片是在x轴与y轴两个横轴之间做平移，并且这个平移的范围与CMOS是保持在一个平面的。所以在抵消抖动的过程中，镜头 是通过上、下、左、右四个方向做平移的运动，并不会出现倾斜，所以在防抖效果上，是要远好于Lens Tilt的。但由于Lens Shift的驱动模块体积较大，所以采用这种防抖方案的手机经常会在手机背部出现一个“火疖子”或者“奥利奥”。 用事实说话&总结 本着具体情况具体分析的原则，我们特地找来两部手机参与到我们今天的锋狂百科当中来，我们将通过一组样张对比分析，具体来看一下采用了光学防抖 方案与没有采用的手机在样张的比拼中究竟能够产生多大的差异。在对比之前我们要说明的是，我们所用的两部手机均采用了1300万像素摄像头。同时在拍摄当 中均选用了相机当中的夜拍模式。http://i0.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/220064348.jpg采用光学防抖http://i0.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/3919470996.jpg没有采用光学防抖 通过样张对比我们不难看出，采用了光学防抖技术的手机样张在画面亮度，纯净度以及画面锐度方面是要明显好过与没有采用光学防抖技术的手机。对于 这部没有采用光学防抖技术的手机来说，画面中亮度出现明显不足，同时画面中出现的大量噪点还是影响了画面的纯净度。同时由于没有足够的亮度，导致拍摄的物 体与地板之间很难分辨出来。 也许你看到这里就会认为采用了光学防抖技术就一定只有好处没有坏处吗？这个答案肯定是否定的，根据一切事物必然存在好坏两个方面的定理，我们还是来看一下刚才那一组样张。http://i3.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/1554184408.jpg采用光学防抖http://i0.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/3829486360.jpg没有采用光学防抖 虽然采用了光学防抖技术的手机样张在画面亮度、纯净度等方面要远超过没有采用光学防抖技术的手机，但是当我们仔细观察之后就能够发现，采用了光 学防抖技术的手机样张存在明显的边缘解析力下降的问题，画面中边缘墙角的分界线已经明显出现糊糊的感觉，而反观没有采用光学防抖的手机，样张画面边缘还是 能够看出墙角的分界线。而这一点也正是采用了光学防抖技术所产生的副作用。http://i0.sinaimg.cn/IT/cr/2014/1023/2802696835.jpg 总结：对于光学防抖技术来说，它出现的时间并不能算短，只不过运用到手机上时间不长而已。同时，任何事物都 具有两面性，光学防抖技术照样不能例外。它能够为我们带来更加明亮与纯净的照片画面，可是我们不能忘了它所带来的边缘解析力下降、体积增加以及功耗增加等 问题。手机上的任何一项功能与组件都是在各种利弊权衡之下所产生的，对于光学防抖技术来说也是同样，既然这项技术已经出现，并且正在慢慢普及，那么就说明 它肯定是一项利大于弊的功能，而在新功能出现并普及之后，我们所要做的就是不断的将它完善，也是为了让它能更好的为我们服务。感谢分享 学习了，虽然很少拍东西。
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