深度剖析微云臺：嚇人的技術(shù)還是沒啥用？

黃陽 2020-06-06 12:51:06 來源：量子位

中奇 萬鐸 黃陽 發(fā)自 凹非寺

鵝板凳 | 公眾號 ebandeng

最近概念大師vivo又在自己的新旗艦里給大家普及了一個新概念：微云臺。

這項技術(shù)最早在vivo自家的APEX 2020概念機上面出現(xiàn)，現(xiàn)在又下放到了自家新旗艦vivo X50上，看起來特別唬人。所以，這個微云臺相機是啥？有啥用？它是不是噱頭？今天大鵝就跟大家聊聊手機鏡頭防抖的那些事。

景色是怎么變成照片的

在開始談拍照之前，要先搞懂手機相機是怎么把你眼前的景色變成手機里的照片的。

一個基本的原理是，從人眼到手機鏡頭，之所以能看到物體，都是因為接收到物體表面發(fā)射或反射出來的光。眼睛我們就不談了，大鵝先跟大家說說光在手機鏡頭里面的藝術(shù)之旅是怎么樣的——

1. 光線透過鏡片照在感光元件上；
2. 感光元件把光轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
3. 數(shù)字信號傳輸給ISP整理成數(shù)字底片（學名RAW）
4. 算法P一下圖，最終變成你看到的圖片

在這個基礎(chǔ)之上，我們還要再談兩個概念，一個是ISO，中文名叫做感光度，指的是感光元件可以識別的光線強度。拍攝同一張照片，在其他條件不變的情況下，相比ISO100，ISO1000拍出來的照片會更亮些。

還有一個概念是“快門時間”，它指的是感光元件接收光線的時間，快門時間越長，就會有越多的光線進入到鏡頭里，反之亦然。

手抖是怎么讓你的照片變糊的

書接上文，剛說到快門時間越長就會有越多的光線進入到鏡頭里，光給夠了，畫面自然就好看了不是？道理是這個道理，但現(xiàn)實沒有這么簡單。

如果快門時間相對比較長，在這個期間又恰好趕上你手抖了，之前在感光元件上對應(yīng)的點的位置就會發(fā)生飄移，從原本的一個點——

變成了一條線——

最終的結(jié)果就是：照片“糊”了。

搞清楚問題是怎么出現(xiàn)的，那要怎么解決呢？

比如，把感光度調(diào)高，不就不需要那么長的快門時間了么？

聽起來不錯，但感光度越高，畫面躁點也越多。這樣導致的結(jié)果就是在光線不是很充足的地方，照片雖然不糊了，但多了一大堆雜色同樣讓人受不了。

工程師們琢磨半天，最終的結(jié)論是與其在感光度快門時間上面兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，還不如直接減少鏡頭抖動，來一個釜底抽薪，從根子上就把這個問題給解決了。

微云臺之前，都有哪些鏡頭防抖措施

考慮到鏡頭防抖這件事的重要性，所以現(xiàn)在市面上的手機，無論貧富貴賤，多少都會用上一些鏡頭防抖技術(shù)，這些技術(shù)大體可以分成兩類：電子防抖和光學防抖。

電子防抖

簡單來說，電子防抖就是在手機連續(xù)獲取的畫面中，找到距離相近，看著是類似的點，用軟件算法把它們定位在一起。

這種方法的好處在于不對鏡頭硬件結(jié)構(gòu)本身進行大改動，是純靠算法實現(xiàn)的，成本低。但因為根據(jù)關(guān)鍵點找畫面，為了標記關(guān)鍵點適配不同畫面就必然會造成畫幅的裁切，說人話就是手機的取景范圍變小了。

在軟件算法上面折騰終究是權(quán)宜之計，鏡頭抖動的根源是鏡頭，直接對鏡頭進行防抖處理才是根本方法，于是就有了另一條技術(shù)路線。

光學防抖

光學防抖技術(shù)最早來源于單反相機，上世紀末就被尼康和佳能應(yīng)用在自己的相機上了。它最早出現(xiàn)在手機上，是2012年的諾基亞Lumia920。

光學防抖原理并不復雜，具體實現(xiàn)方法就是——

1. 當手機發(fā)生抖動時，手機上的陀螺儀和加速器會捕捉到這些輕微移動；
2. 元器件將這個信號告訴給鏡頭上的馬達；
3. 馬達會帶著鏡頭往反方向移動，一來一回，抖動就基本上抵消了。

這方法好不好？好。妙不妙？妙。但還是存在兩個問題。

一是鏡片活動范圍有限，大概就一度左右，小幅振動還能扛扛，劇烈運動可能就消受不起了。

二是畫質(zhì)容易受影響，鏡片運動感光元件不動，抖動幅度是小了，但是光路和不抖的時候不能完全一樣，偏移之后的成像點聚焦在感光元件中央還好，這要是聚焦在邊緣，畫質(zhì)多多少少還是會受影響。

那么，微云臺又是怎么做防抖

簡單來說，就是兩對滾珠。

聽不懂沒關(guān)系，你可以大概把他理解成磁懸浮的狀態(tài)。

和光學防抖最大的區(qū)別是，光學防抖僅僅靠透鏡運動來補償光路，而微云臺是把透鏡和感光元件相對固定在一起，讓整個鏡頭“磁懸浮”起來，從而抵消抖動的影響。

相比光學防抖，微云臺的防抖角度更大，能夠達到正負3度以上，是普通光學防抖的三倍。防抖的同時，畫面和畫質(zhì)也不會受到損失。

花那么大力氣做的微云臺，有什么意義

微云臺最直觀的好處當然是視頻拍攝，但不僅僅只是利好視頻拍攝。它更大的意義其實是提升手持狀態(tài)下超級夜景的表現(xiàn)。

現(xiàn)在手機拍照，越來越多都是采用的計算攝影。無論超級夜景還是HDR，都是鏡頭短時間內(nèi)連續(xù)拍攝多張照片，再用軟件算法實現(xiàn)合成。但算法畢竟是機器代碼，以現(xiàn)在的技術(shù)仍然無法完全剔除誤差的存在。

但在硬件層面支持鏡頭防抖，拍照時就可以使用更長的快門時間、更低的ISO，直接從硬件層面就可以獲得相對更優(yōu)質(zhì)的照片，減少了算法的壓力，從而提升最后的畫面效果。

最后……

微云臺從防抖效果來看，肯定是比沒有光學防抖的手機強，但和超廣角取經(jīng)+電子防抖的算法相比，沒有啥特大的優(yōu)勢。更別提普通手機+純云臺的組合了。

在畫質(zhì)方面，無論是視頻畫質(zhì)還是超級夜景畫質(zhì)，手持拍攝時的提升不是沒有，但影響畫質(zhì)的因素也有很多，比如像素數(shù)、感光元件尺寸等等，單純提高防抖效果，對整體成像的影響還要放到整個成像系統(tǒng)里面考量。

綜上所述，這個技術(shù)有用，但在X50 Pro上可能體現(xiàn)不是那么明顯。

相比之下，大鵝反倒是更期待今年下半年的vivo NEX了。

-完-