首页 » 我的数码 » DC防抖技术解析

DC防抖技术解析

 

       目前在数码相机市场中,“防抖”已经成为了一个“业界标准”名词,无论是口袋中的卡片DC,还是专业的数码单反产品,无时无刻离不开防抖。但是,市面上存在着太多的防抖概念和防抖名次,让消费者无法分清楚那些才是真正的光学防抖。趁这个3.15消费者权益日的前夕,PConline数码相机频道特此准备了这个关于“伪防抖”数码相机的专题,从抖动的原理,防抖的原理,防抖的方式,伪防抖数码相机的表现等多个方面,向消费者详细解释市面上各种“防抖”名词的含义和本质,让消费者在购买防抖数码相机的时候能擦亮双眼,买到真正称心如意的好机型。

为什么会发生抖动:

为什么会发生抖动

        关于拍摄抖动的产生,主要还是由于人本身而引起的。而人的手抖又可以分为两个方面,一方面,由于人体存在脉搏,脉搏的跳动会影响人手持相机的稳定性,即使在有依靠物的情况下,人手依然无法避免地“制造”出震动。另一方面,个人的持机姿势也是影响手震的另一重要原因,有没有采用正确的持机姿势,双手还是单手持机,身体有没有用支撑物,都会对震动的程度高低产生一定的影响。
安全快门速度:

安全快门速度

        那究竟是不是一旦产生了抖动,就会对画面的清晰度产生影响呢?经过研究表明,在拍摄一幅照片的时候,存在着一个与当前相机焦距有关的,被称为“安全快门速度”的参数。所谓安全快门的意思就是说只要快门速度能快于安全快门值,震动对于照片清晰度的影响已经是非常微弱的,基本可以忽略了。一般我们认为,安全快门速度大致等于当前拍摄毫米焦距(换算成135传统相机等效焦距后)的倒数,也就是说如果你使用50mm的镜头的话,安全快门速度就是1/50秒,而当使用200mm镜头的时候,安全快门速度就是1/200秒。
        防抖系统需要达成的两大目标:
        从根本而言,防抖最有效的方法就是令相机能有一个相对固定的平台,三脚架或者其他静态支撑物都可以很好地充当这种固定的平台。而其中的三脚架由于使用方便,固定效果极好的原因,成为了无数作风严谨的摄影师的随身必备之物,从根本上杜绝了震动的产生。
        很可惜的是,我们绝大部分的相机用户都不是专业的摄影师,也没有随身携带三脚架的习惯,也就是说我们使用照相机都是以手持为主。正是由于之前所说的抖动的不可避免性和安全快门的存在,也就是说,只要快门速度能达到安全快门速度以上时,抖动对照片的清晰度的影响就基本可以忽略不计了,也就说,一切都可以围绕安全快门速度去发展。

防抖需要达成的目标

        从一方面来说,可以考虑用办法提高当前的快门速度,使其达到安全快门速度以上,实现防抖的效果,在曝光量一定的前提下,快门速度受到两方面的影响,一个就是相机的ISO感光度,另一个方面就是镜头的光圈值。由于相机镜头设计的复杂性,加大镜头的光圈值需要非常高的成本,成本的大幅度上升必然导致产品售价的提高,这无论是对于厂家还是消费来说都是难以接受的,所以,也就只可以从相机的ISO感光度下手
        从另一方面来说,也可以考虑用办法降低安全快门速度值,我们可以采用某种特殊的传感器,检测震动的方向,利用可移动单元的设计做出相应的运动补偿,矫正由于震动而偏移了的光路,从而实现降低安全快门速度值的效果。但受到当前技术水平的限制,这种系统仅能使安全快门速度下降2档或者3档。虽然如此,这种思路被各大厂商视为最有效的防抖系统,开发出了无数基于这种防抖系统的产品,由于这种系统思路均采用了光学运动补偿的做法,一般而言,我们称这种防抖系统为光学防抖或机械防抖。下面,就向大家简单介绍一下各种防抖系统的原理和优缺点。

光学防抖:
        光学防抖是目前最被公众所认可的一种防抖技术,它通过可移动式的部件,对发生手震的光路进行补偿,从而实现减轻照片模糊的效果。目前光学防抖技术分为两大派别,分别是以广大镜头厂商为代表的镜片移动式光学防抖,和新兴电子厂商为代表的CCD移动式光学防抖。但由于光学防抖需要运用额外的部件实现,从而也导致光学防抖系统成本高居不下,搭载光学防抖系统的机型市场售价依然还是较贵。
         镜片移动式光学防抖:
世界上首款用于民用相机的光学防抖系统是由佳能开发的,首次用于佳能EF 75-300mm F4-5.6 IS USM镜头上,这是光学防抖系统在民用相机上的首次应用,在推出的当时的确震惊整个业界,也同时使佳能EF自动对焦镜头的知名度逐渐提高,这套系统被称为佳能的IS(Imagine Stabilizer)光学防抖系统。它主要是通过镜片的运动来补偿相机的晃动。在佳能的防抖镜头中,都装有陀螺传感器,它可以准确的检测到手的振动,并把它转化为电信号,经过镜头内置的计算机处理之后,控制一组修正光学部件作与胶片或CCD平面平行的移动,抵消由于手震引起的成像光线偏移。这个系统能够有效地改善手持拍摄的效果。

镜片移动式光学防抖

        佳能IS镜头能够通过一对内置陀螺仪传感器探测相机的抖动,并将镜头组件向抖动的方向调整,以抵消这种抖动,防止画面模糊。如果在启用图像稳定功能的情况下半按快门,镜头会在0.5秒后启动相机抖动补偿。由于镜头的潜在光学性能得到了优化,您可以捕捉到美丽的图像。
        在过去,IS镜头允许您使用比理论上低2级的快门速度,而随着这种技术不断的发展,目前已经可以使用比理论快门低3级的快门速度。在最新发布的佳能EF 70-200mm F/4L USM上,装备了佳能的最新一代IS光学防抖系统,理论上可以降低4档的快门速度,是目前防抖镜头之王者。
感光元件移动式光学防抖(CCD防抖):

        由于镜片移动式光学防抖在生产技术和成本方面较高,所以部分在光学技术积累方面并不充足的厂商,开发出了感光元件移动式光学防抖(CCD防抖)系统。这种技术是随着数码相机的出现而出现的,因为其原理决定胶片机不可能以这种方式做到防抖。这也是为什么最早的防抖大家佳能尼康到现在都选择镜头防抖的原因。

感光元件移动式光学防抖(CCD防抖)
 
        CCD防抖的原理比镜头防抖要简单的多,实现起来也容易得多。就是将数码相机的感光元件(CCD/CMOS)固定在一个可以通过电磁效应平行滑动的平台上,拍摄的时候,平台会利用电磁的迟滞性造成ccd短时间内固定不动,于是一定程度上达到防抖的目的。CCD防抖技术首先是柯尼卡美能达所开发的,称为AS(Anti Shake)防抖系统,并首先应用在其高端消费数码相机A1上,收到了极佳的市场效果。其后,柯尼卡美能达更将这项技术移植到数码单反α7 Digital和α5 Digital上,收到市场的热烈欢迎。在柯尼卡美能达影像事业被索尼并购后,这项技术目前也由索尼掌握在手中。
        这种技术由于发展时间晚,技术并不如镜头防抖成熟,但是随着各品牌新机型的不断推出,其防抖性能也稳步提升,大有赶超镜头防抖的势头。如宾的新发布的单反数码相机K10D就号称可以达到3级防抖,比其前一代单反K100D的2级防抖整整高出一个级别。
电子防抖
        所谓电子防抖,就是说防抖的全过程都没有任何元部件的辅助和参与,依靠数字处理的技术去实现的防抖,当前电子防抖主要有通过通过提高相机感光度(ISO)而实现的“自然防抖”和通过像素补偿或其他运算方式而实现的“数码防抖”两大种类。

通过提高相机感光度(ISO)而实现的“自然防抖”:
       自然防抖,即为ISO防抖。其研究方向在于通过真正的电子方式实现。即提高ISO,提高快门速度达到防抖。

感光元件移动式光学防抖(CCD防抖)

        如上文所言,由于相机存在一个安全快门(即保证图像不模糊的快门速度),一般意义上的安全快门速度焦距的倒数,低于这个快门速度很可能拍摄的图象模糊,假设在同一场景下的同样画面,在曝光量相同的情况下,如果光圈不变,但是ISO提高了,必然会导致快门速度提高,这样,原来没有到达安全快门的快门速度,在ISO提高的情况下就有可能达到甚至超过安全快门,在技术进步的前提下,目前不少紧凑型的数码相机的最高ISO都能支持1000以上,甚至部分特别出色的机型能支持ISO3200,甚至直到ISO10000,从而可以达到缩短快门速度的目的,减轻画面的抖动,自然防抖就是通过这样来实现防抖。
但是,由于目前CCD工艺限制,大部分的消费数码相机都依然在使用1/1.8英寸甚至更小的1/2.5英寸CCD,这些CCD在高ISO感光度下难以避免的出现严重的噪点现象,严重干扰了照片的成像质量。目前来说,虽然绝大多数的数码相机相机都提供高ISO功能,但目前来说在高ISO防抖方面作的比较出色的只有富士一家,先进的超级CCD技术保证了照片的高宽容度,能实现较好的自然防抖效果。
        通过像素补偿或其他运算方式而实现的“数码防抖”:
除了当前被运用得最多的高ISO防抖以外,还有一些通过相机内置图像处理芯片而实现的电子防抖。从某种角度来说,这项技术起源于数码摄像机,通过采集更多的图像像素,或者是同时拍摄更多张的样张后,采用图像处理器运算的方式,采集相对清晰的像素,再合成成一张清晰的画面。

        通过像素补偿或其他运算方式而实现的“数码防抖”
 
和之前提到的“高ISO自然防抖”相比,“数码防抖”最大的特色在于它不会像高ISO防抖那样在照片上留下严重的噪点,但缺点则是使用电子防抖模式下一般都不能使用最大像素,无法捕捉瞬间画面和高速运动的主题,同时还具有防抖成功率不高的问题。目前只有少数厂家依然有继续开发这项技术。

        光学防抖+电子防抖=双重防抖
        正式由于目前存在着光学防抖和数码防抖并存的局面,所以有部分既拥有光学防抖技术,又拥有电子防抖技术的厂家将两者结合在同一款机型中,将两者的优点和缺点互补,成为了最流行的“双重防抖”技术,一方面保留了光学防抖优秀的成像质量和效果,另一方面也保留了电子防抖的简单和方便,是当前最受欢迎的一种相机配置。什么是“伪防抖”?
        我们在数码相机上添加防抖动技术,主要的目的是在于让数码相机能够获得更优秀的成像质量。而各种“伪防抖”的存在,虽然说从概念上是实现了防抖,但事实上却令成像的效果大为下降,失去了防抖的初衷。下面,就像大家介绍几种所谓的“伪防抖”方式。
       1.胡乱将“防抖动功能”标识在根本不具备任何防抖能力的机型上
       目前数码相机市场并没有很好地规范化,所以也导致目前数码相机市场上的各种标识相当模糊化。我们可以发现在市场上不少既不具备光学防抖技术,也没有具备高感光度拍摄能力的数码相机,也在其宣传广告上标识“具备防抖动功能”。从销售人员的描述中,该产品的“防抖动”就是指能支持ISO200或者ISO400的感光度,这点与“感光度防抖”的定义明显有所出入,这种现象较多地出现在国内厂商推出的数码相机产品上,甚至部分手机产品也标称自己具备防抖动功能,让人搞到哭笑不得。
       2.虽然具有高ISO拍摄功能,但实际高ISO成像质量较差

高ISO成像质量较差
 
        和之前所介绍的高ISO防抖功能所提到的一样,市面上有一部分的厂家,没有成熟而先进的图像处理芯片和技术,就在普通的1/1.8英寸甚至1/2.5英寸的小型CCD上开发高感光度模式。由于技术积累不足,在高感光度模式下无论是噪点控制还是感光宽容度方面都大打折扣。导致画面的成效效果不如人意,屏幕上可以看见非常明显的噪点和色斑,严重影响成像质量,不但没有达到防抖的目标,还大大降低了照片的利用价值。
        3.通过混淆“双重防抖”概念的方式,让消费者误认为相机具备光学防抖功能
        从正确的定义来说,只有同时具备光学防抖和高感光度防抖模式的数码相机,才算是真正的“双重防抖”,但是,毕竟“双重防抖”这个名字并没有被规范化,所以目前某些厂家将“自然防抖+高感光模式”或者“自然防抖+数码防抖”模式也算是双重防抖,但是实际上该机型仅带有一种防抖效果。在“双重防抖”的表面下,隐藏了该机型不具备光学防抖功能的缺点,从而误导一部分对产品具体参数并不了解的消费者。
        4.通过模糊某些消费者已经比较熟悉的名词,让消费者误认为相机具备光学防抖功能
对于大多数大厂家的产品来说,他们的光学防抖系统都有着自己的一套独立的称呼,例如佳能的光学防抖系统就成为IS(Imagine Stabilizer),索尼的就称为Super SteadyShot,宾得的就成为SR(Shake Reduction),这些光学防抖系统不但具有自己的独立标示,而且每一款具备光学防抖功能的数码相机都会在机身上或者是镜头上的明显位置上标明这个独立的标示。

在没有光学防抖功能的相机上乱标识误导消费者
 
        但是部分厂家无论是光学防抖,还是数码防抖都使用了同样的标示,在某些仅具备电子防抖功能的数码相机型号上也将这个标示放在相机机身上的明显位置,令某些不太了解产品消费者参数的消费者误认为该产品也具备光学防抖功能,有误导消费者的嫌疑。
        如何才能避免“伪防抖”数码相机带来的消费陷阱
        1.明确自己的日常拍摄需求,找准购机的方向和目标
        每一个数码相机用户,都能够基本明确自己日常生活中最常用的某几个场景,例如作为家用数码相机而言,一般来说主要还是以室内,风景,旅游和日常纪实为主,作为手动实用性数码相机,则可能会在家用的基础上,兼顾一下夜景,微距和人像,而对于数码单反,则一般都是以创作为主的题材居多,大家要明确自己的日常拍摄需要,先在购机方向上有大致的目标。并且直到自己是否需要一款具备防抖功能的数码相机,并且也可以基本定位需要光学防抖,还是只需要电子防抖便可。
        2.要对自己感兴趣的机型作一定的了解

       了解自己喜爱的机型的性能和特点

       在选定了购机方向后,就应该先具体了解一下在这个购机方向上有哪些机型,以便从中挑选出最适合自己的型号。在综合考虑到各种情况和需求以后,往往心目中已经锁定了几款相对来说比较合适的机型。在确定好机型后,网友们应该通过各种途径去先对这几款机型作详细的参数对比和功能上的了解,明白各款机型之间的优缺点,并且对产品售价要有一个初步的认识。一般来说,通过参数和功能的对比,就可以大致了解每一款相机是否具备各种防抖功能,并且能了解到机型的防抖类型。

        3.多看样张和评测,认识机型的实际拍摄能力

        看参数和功能,只能看出相机的表面和硬件参数,对于机型的实际防抖能力究竟如何,在高ISO模式下拍摄的样张是否具备应一定的使用价值,这就需要对多看相机的相关评测和样张,认真了解相机的实际拍摄能力。从评测中,各大网站都会对数码相机作严谨的测试,测试光学防抖的实际效果以及各感光度下相机的成像表现,网友们可以通过评测,了解到相机防抖系统的真正效能,并在通过观察更多样张后了解具体每一款相机的成像能力,毕竟对于数码相机来说,优秀的成像质量才是最重要的。

认识机型的实际拍摄能力

        4.不能轻易相信广告和销售人员的花言巧语

        市场上存在太多的不规范广告,各大数码相机卖场中也充斥着JS,当网友选定自己的目标机型和其大致销售价格以后,就应该坚持自己的选择。大多数的JS都会以该机型缺货,或者是推荐其他机型的方式,设法引导消费者往利润更高的机型转移,同时JS们会用该品牌或型号机型防抖效果不好,或者是比较耗电的方式去说网友所选择的机型的坏话。我们应该坚决抵制JS们的这种销售方式,做一个明明白白的消费者。

本文作者:转载 来自:太平洋电脑网

原文链接:DC防抖技术解析,转载请注明来源!

如果您有更好建议,您可以联系我们!

0