翻閱智能手機的相冊，我們總能看到一些拍糊的照片或視頻。問題來了，如今哪怕是千元價位的手機都能用上4800萬像素的索尼IMX586高端傳感器，為何依舊無法保證每一張照片、每一段視頻都是無比清晰的呢？

拍片變糊的原因

首先我們需要明確一個觀念，哪怕是專業(yè)的射擊運動員，在心跳的影響下身體也會不由自主的輕微抖動，能將持槍射擊瞬間的手抖幅度降低到多少，將決定最終的射擊成績。

久經(jīng)訓練的專業(yè)人士尚且如此，作為普通人的我們，拿著手機拍照的瞬間自然也難以擺脫手抖的影響。

一般來說，只要環(huán)境光線足夠好，拍照時手稍微穩(wěn)一點就能拍出清晰的照片。

然而，拍照的最佳時機總是轉(zhuǎn)瞬即逝，比如抓拍的瞬間就最難控制手抖，也是最容易“拍糊”的拍照場景。此外，當光線不足時（如夜晚或暗光場景）較慢的快門速度會成倍放大手抖的影響。

在焦距變長時（如進入2X、5X、10X變焦模式）一點點的抖動更會帶來遠端的大幅度變化，在拍糊之余還容易丟失對焦的目標。

如果你在拍照時都常因手抖而“糊片”，在拍攝視頻，特別是追蹤拍攝動態(tài)場景時將更難控制鏡頭的抖動，而預覽晃來晃去的視頻不僅嚴重影響觀感，看久了還會引發(fā)頭暈等健康問題。為了最大限度降低因手抖而產(chǎn)生的照片變糊或視頻中鏡頭晃動的影響，“防抖技術(shù)”就成為了每一款智能手機必須掌握的技能，否則都沒有資格再被賦予“新品”的身份。

CFan在過去曾介紹過和拍照相關的防抖技術(shù)，本文我們將重點介紹下防抖技術(shù)在拍攝視頻時的原理和意義。

免費的EIS大餐

大家還記得“超像素技術(shù)”吧？通過軟件層面的算法，讓1600萬像素攝像頭拍出6400萬像素的照片。既然軟件工程師可以通過代碼讓手機拍出更高像素的照片，那能不能利用代碼終結(jié)“防抖主要靠手”的時代呢？

答案自然是肯定的。在很多年以前，智能手機領域就流行起了一種名為“EIS”的電子防抖技術(shù)，這是一種通過代碼，也就是軟件算法實現(xiàn)的防抖能力。

其原理是利用每一款智能手機都必備的“加速度傳感器”（G-sensor）和陀螺儀（絕大多數(shù)新款手機都有）模塊偵測手機抖動的幅度來動態(tài)調(diào)節(jié)整ISO、快門和成像算法來做模糊修正，隨著手機硬件性能的不算提升和相關算法的不斷成熟，電子防抖技術(shù)已經(jīng)可以較為完美地保證照片不糊了——很多新款手機所支持的“手持超級夜景”，即沒有三腳架也能拍攝更亮更具細節(jié)的夜景照片，就是電子防抖技術(shù)的一種終極演化形式。

隨著抖音等APP的興起，短視頻拍攝已經(jīng)成為智能手機的下一個“燃點”功能，而電子防抖技術(shù)也逐漸針對視頻拍攝貢獻力量。但是，拍攝視頻和拍攝照片不同，前者想要使用電子防抖需要建立在犧牲部分畫面的基礎上——大家可以打開手機上的相機APP，從“拍照”切換到“錄像”功能時，后者的取景畫面是不是被“放大”了？

電子防抖模式下的視頻拍攝，只有位于取景框中心的畫面才是有效內(nèi)容，邊緣部分的畫面則被自動“剪裁”（拍攝照片時也是如此，只是剪裁損失的畫面比例更?。?/p>

需要注意的是，裁切的畫面內(nèi)容并沒有被“丟掉”，相機APP會根據(jù)陀螺儀記錄的手機姿態(tài)數(shù)據(jù)對攝像頭的抖動進行反向補償，而被剪裁掉的畫面內(nèi)容就是用于補償?shù)乃夭摹?/p>

換句話說，電子防抖最大的問題就是畫面裁切，只是在更高像素廣角鏡頭漸成主流、AI算法越加先進的今天，它已經(jīng)可以保留更多畫面內(nèi)容，在拍攝相對穩(wěn)定的視頻內(nèi)容之余還支持更高分辨率和幀數(shù)的超高清模式錄制。

但是，這種技術(shù)仍然無法解決較大抖動導致的畫面被拉伸后的變形問題，畢竟它屬于通過一段代碼就能實現(xiàn)的功能，這種“零硬件成本”的解決方案必定存在局限性。

那么，如何才能拍攝更加穩(wěn)定的視頻內(nèi)容呢？

云臺防抖了解一下

從斯坦尼康系統(tǒng)開始，全世界的攝影師都在尋找更好的防抖技術(shù)與更輕便的操作平臺，而手持云臺的出現(xiàn)就成為了最理想的解決方案之一，它能幫助智能手機、數(shù)碼相機和運動相機等一切固定其上的視頻拍攝設備獲得幾近完美的防抖性能。

簡單來說，絕大多數(shù)手持云臺都內(nèi)置多軸（普遍為三軸）陀螺儀和多軸加速度傳感器，同時還配有 X、Y、Z 三個軸向的電機。在內(nèi)置算法的控制下，手持云臺可以根據(jù)手機重量驅(qū)動手機轉(zhuǎn)動所需要輸出的電機力度，并利用傳感器不斷檢測手柄部分出現(xiàn)的抖動或轉(zhuǎn)動，再通過電機反向旋轉(zhuǎn)補償?shù)窒直糠侄秳訉︿浿飘嬅嬖斐傻挠绊憽?/p>

可惜，手持云臺屬于體型較大的外設，無論是日常攜帶還是安裝固定手機都很麻煩。俗話說“打鐵還需自身硬”，智能手機為何不能天生自帶云臺的“Buff”？

來自OIS的誘惑

就好像變焦技術(shù)存在數(shù)碼（電子）變焦和光學變焦一樣，防抖技術(shù)領域也有EIS電子防抖和“OIS”光學防抖之別。當手機的攝像頭和OIS技術(shù)聯(lián)姻之后，無論是拍照還是錄制視頻都能更大程度抵消來自手抖的威脅，讓拍攝的照片和視頻更加趨近完美。

如果說EIS電子防抖效果考研的是來自代碼的“軟實力”，那OIS光學防抖則是需要軟硬結(jié)合的“硬指標”。

我們都知道，智能手機的每一顆鏡頭都是由電路板、CMOS傳感器、固定支架、鏡片、光圈等諸多部件構(gòu)成。

想要獲得OIS光學防抖功能，需要在鏡頭內(nèi)部加裝可以向多個方向移動的微型馬達。在我們使用相機APP拍照/錄制視頻時，系統(tǒng)可以將陀螺儀和加速感應器監(jiān)測出的實時抖動信息轉(zhuǎn)化為電信號，OIS控制驅(qū)動器會根據(jù)這些數(shù)據(jù)預測出傾斜導致的圖像偏移量，再將結(jié)果反饋給馬達，讓其以預測圖像偏移量大小相同但方向相反的位移量推動傳感器移動，從而將手抖造成的圖像偏移抵消掉。

沒錯，我們可以將支持OIS的鏡頭理解為內(nèi)置云臺的攝像頭模組，由于微型馬達和相關的控制電路非常占用空間，所以這種OIS鏡頭的尺寸較之傳統(tǒng)傳感器但不支持OIS的鏡頭大了一圈。

iPhone 11 Pro鏡頭模組，廣角和長焦鏡頭支持OIS，尺寸明顯增大

需要注意的是，都是OIS鏡頭，但大家的光學防抖性能力依舊可能存在差距，而影響它們防抖能力的因素主要包含以下幾個方面。

“多軸”之爭：內(nèi)置馬達可以向哪些方向進行位移，雙軸可抵消X、Y兩個反向的抖動；三軸可以抵消X、Y、Z三個方向抖動；四軸可實現(xiàn)橫向、縱向、前傾、側(cè)傾八個方向的全方位修正抖動；五軸則可抵消橫向位移、縱向位移、上下?lián)u擺、左右搖擺和Z軸旋轉(zhuǎn)。光學防抖支持的軸越多，意味著這款手機可以抵消更多方向的抖動。

傳感器性能：智能手機內(nèi)置的加速度傳感器和陀螺儀傳感器也有高低檔次之別，比如靈敏度、工作頻率等等。頻率越高越靈敏的傳感器，可以收集更精準的抖動信息，從而讓馬達實現(xiàn)更精確的位移修復。

手機內(nèi)置的陀螺儀都是以芯片的形態(tài)存在

光學防抖算法：協(xié)調(diào)軟硬件之間的算法，一般只有官方自帶的相機APP才能確保防抖體驗，第三方APP取得拍照或視頻錄制權(quán)限后，可能無法進一步調(diào)用OIS馬達模塊。

在手機以拍照為主要用途的時代，OIS技術(shù)主要用于旗艦手機身上的“主攝”；隨著更多消費者開始關注變焦拍照，很多旗艦機開始傾向?qū)IS技術(shù)從主攝轉(zhuǎn)移到“長焦”鏡頭；在視頻開始流行的今天，OIS技術(shù)又有了從長焦鏡頭回歸主攝的趨勢，而少數(shù)產(chǎn)品還會采用更豪華的“雙OIS”矩陣，即主攝和長焦鏡頭都支持OIS，高端代表有蘋果iPhone 11，中端代表則以榮耀V30 PRO為主。

協(xié)同作戰(zhàn)是趨勢

隨著最新傳感器和擁有更強AI性能SoC的普及，業(yè)內(nèi)有一種觀點認為EIS電子防抖技術(shù)就已經(jīng)足夠，強上OIS純屬浪費。實際上，這是一種非常不負責任的態(tài)度。說OIS馬達會顯著增加攝像頭模塊體積，導致手機鏡頭變厚純屬敷衍，OIS尚未普及的根源還是源于更高的成本——小學生才會從OIS和EIS二選一，真正的玩家絕對會表示“我全要”！

原因很簡單，想要視頻不糊，光靠EIS電子防抖是肯定不夠的。在過山車、騎行、奔跑等可能存在大幅抖動的視頻錄制過程中，單靠OIS光學防抖也難以確保完美。因此，在智能手機領域EIS+OIS結(jié)合的“HIS”混合防抖將成為未來的發(fā)展趨勢。

以OPPO Reno系列為例，其主打的Ultra Steady視頻超級防抖技術(shù)的本質(zhì)其實就是HIS混合防抖，而且該產(chǎn)品還引入了多源傳感器信息融合和防抖場景智能分析技術(shù)并將陀螺儀的頻率從傳統(tǒng)的400Hz提升到了800Hz，能夠更加靈敏地感應手機的運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)視頻拍攝中的超級防抖。