The following article is from Aaron 的自留地 Author Aaron Hou
上一期文章讲了 CIPA5.5 级防抖代表了什么水平,今天这期就聊聊马达形式和设计对防抖能力的影响。
首先,必须得聊聊我们平时拍照是怎么抖的。上一篇说到 CIPA 在老标准里只测点头 pitch 和摇头 yaw,在新标准增加了旋转 roll。为什么没有 xy 平移?

这不得不说说真实的拍照过程人手是怎么抖动的。大量的研究证明:当你举起相机,瞄准目标,屏住呼吸按下快门时,占主导抖动的其实主要是点头、摇头以及旋转。平移的抖动占比非常小,甚至在努力持稳的状态下,不太存在平移抖动。
不过这个确实有前提,如果是类似手机这种产品,产品 ID 几何中心和相机光心偏离比较大,那 roll 旋转会直接投影耦合 xy 方向平移的振动。
很显然 CIPA 的测试标准有意或者无意的忽略了这些复杂情况,他定义的标准只关注三个方向旋转带来的抖动问题。
所以,什么样的马达结构能最高效准确的补偿 yaw、pitch 和 roll?那就不得不讲讲荣耀即将推出的大杀器 ROBOT Phone 了。

想要补偿旋转抖动,云台机构肯定是最高效的,三个互相垂直的云台摆臂可以完美的补偿三个方向的旋转分量,所以大家可以期待一下明年荣耀的 ROBOT PHONE 能干到几级?
话说回来,那现在一般的 OIS 是怎么补偿三个方向的旋转抖动呢?
对于 roll 轴,前面也说了,现在的 OIS 完全没有能力补偿,而对于 yaw 和 pitch,只能靠 xy 平移去补偿。
但是靠平移去补偿旋转,其实是依赖计算旋转在像面上的投影来完成的,这个数学上其实不复杂,但是核心有个问题,这个转换和物距有关系!
也就是说靠平移去补偿旋转,理论上只能完美补偿一个确定物距下的效果,对于拍摄有纵深的场景,OIS 从理论来讲,就只能完美补偿某一个物面下的抖动带来的模糊。这也是导致在比较近的距离下,防抖效果可能就没那么好了,另一方面就是近距离补偿也需要更大的 xy 行程。
对于 sensorShift,比 OIS 好点的就是依靠旋转 sensor 来补偿 roll 旋转的抖动,但是 sensor 防抖也只能靠平移来补偿旋转,从这个角度看,这个方案相比 OIS 也并没有更好。
对应潜望镜组的棱镜防抖方案,和 OIS 并没有太大本质上的差别,而且虽然补的是 xy,反而还会引入像旋,这里就不赘述了。
这些 OIS 和 sensor shift 方案和云台方案还有一个更本质的区别:如果发生的旋转振动,那云台结构一定程度上是自稳的,也就是说,挂在云台上的相机,本身的惯量可以帮助这个系统克服振动。它越重,惯量越大,反而系统抵抗高频振动的能力越强。
这也是一些简易云台,其实完全靠惯量和阻尼设计去保持一定程度的稳定而不用任何主动闭环控制。以 OIS 为例,当发生旋转振动,则需要额外的外力帮助它保持稳定,镜头越重,反而你需要克服更大的惯量去保持状态,这一点我觉得也是云台系统更容易做更强稳定的基础。
当然手机上当前已经没有 module tilt 的方案了,曾经有手机厂商做了多年的微云台,现在也画上了句号。现在主流的方案还是 OIS,主流的主摄可能都是双层滚珠 OIS 的方案,当然有些厂商在推进单层滚珠的方案。
当然现在看到一些厂商又在推大角度 OIS 的方案,这又戳到了荣耀当年 "3 度防抖 " 的 " 坑 " 上,对拍照、或者对 CIPA 测试而言,特别大的防抖角度其实用处没有那么大,毕竟手机要求你持稳 10 秒曝光的场景还是太少,大部分合理曝光时间内累计的行程,都不需要 3 度这么大的防抖角度。
也有厂商搞过镜头、传感器双防抖的方案,这样的好处是在相同的模组尺寸下防抖的形成更大,但缺点是控制起来更难,所以搞了一代就放弃了。当然,大的对焦行程对视频拍摄的收益很大的。
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