热门关键词:

为什么六轴光学防手震自始至终是个骗局?揭秘这些不可能达到的防手震功能

发布于2018-04-16 11:50:07
发布于2018-04-16 11:50:07, 为什么六轴光学防手震自始至终是个骗局?揭秘这些不可能达到的防手震功能, 最新消息报道,手机发烧友娱乐新闻

随着相机与手机愈来愈普及,用在稳定影像的“防手震”技术也愈加为人所熟知,不过,几轴防手震代表着什么意思呢?为什么主流的光学防手震技术是“五轴”防震呢?有没有可能达到“六轴光学防手震”呢?请看本文解答。

或者,现在也有很多影片解说得很详细,例如这则 Sony A7 Mark II 所展示的五轴防震技术影片,就可以让我们更轻易地理解五轴是哪五轴:

为什么没有六轴光学防震

截至目前为止,在“光学防手震”的领域上,五轴已经是目前技术上所能达到的极限了,那么为什么没有六轴光学防震呢?又因为什么原因而没有普及呢?

答案是技术上不可能做到

我们不妨从另一个角度来想这个问题,在原有的五轴之上要再加上一轴,会是哪一轴呢?如果要做到六轴,第六轴是什么?

.

.

.

我们不妨想个三十秒再继续看下去。

.

.

想到了吗?

没关系,再给一个提示:

在三度空间的物体,一共拥有几个自由度(Degrees of freedom)

答案是六个,即 X、Y、Z、θx、θy、θz。

还记得我们之前所说的,“左+右”是一个自由度,相当于 X 轴,“上+下”是另一个自由度,相当于 Y 轴,“前+后”也是一个自由度,相当于 Z 轴,以上是三个轴向的自由度。

剩下的三个自由度是旋转的自由度,分别是以上 X、Y、Z 三个轴向的角速度,也就是五轴防震中的“Pitch、Yaw 以及 Roll”。“Pitch”是 X 轴的角速度,“Yaw”是 Y 轴的角速度,而“Roll”则是 Z 轴的角速度

换言之,在三度空间运动的物体共有六个自由度,分别是三个轴上的加速度以及角速度

多出的第六轴...

那么,我们再回来看五轴和六轴有什么差异:五轴是:“X、Y、Pitch、Yaw、Roll”,六轴则是“X、Y、Z、Pitch、Yaw、Roll”,而从前面的分析中,我们可以知道 Z 轴代表的是“前后”。

所以,为什么不可能做到第六轴光学防震?

因为 Z 轴是你拍摄物体的指向。那就是...

摄物距离

想像你的相机(或是手机)是一个点,被摄物体也是一个点,连接这两点的向量就是 Z 轴,因此 Z 轴的偏差,代表着“摄物距离的改变”。

以目前光学成像的技术来说,无论是相机或是手机,拍照前总需要“对焦”,因为拍摄前必须先得知拍摄物体的距离才能够成像,即便是使用超短焦距镜头达到所谓泛焦拍摄(不需要对焦),仍然需要先定义摄物距才能够成像。

因此 Z 轴防震的意义,代表的意义是“在按下快门曝光的同时,拉近或远离被摄物体,感光元件及镜头的补偿,有办法做到让成像依然清楚”。听起来有点绕口,但如果我们反向思考,问题可以换成:“如果 Z 轴真的可以防震,那么相机还需要对焦吗?

这就是为什么不可能真正做到六轴光学防震的原因,因为第六轴的意义是相机(或手机)距离拍摄目标的远近,我们要怎么用可动的机械式元件来补偿这个向量呢?除非你有一个可以随时追着物体跑、无论人手怎么动,都可以完美维持拍摄距离的相机。或许技术上是可以做到的,但很显然的,这很可能会使得相机模组体积、成本大增,也不适用于消费型产品上。

厂商宣称的第六轴其实是...

既然六轴光学防手震实务上几乎不可能做到,那么我们就想知道,那些号称拥有六轴防震的文宣,究竟指的是什么?

其实,它的意义通常指的是“具备六轴感测器”,一般来说,用在手机和运动摄影机上的六轴感应器大致会是“3-axis accelerometer + 3-axis gyroscope combos”,即三轴加速度与三轴陀螺仪感测器。

但问题是几轴感应并不是重点,重点是:能否做出相对应的补偿?就算感测到了第六轴,感光元件、镜片组、甚或算法是否能够对应补正?在前面的篇幅中,我们已经证实了要补偿 Z 轴是相当困难的一件事情,这并不会因为器材本身具备几轴感应器就能改善。

要几轴,有几轴?

如果用“具备几轴感应器”的逻辑来帮器材标示“几轴防震”,这其实是很不合理的,如果要这样搞,我们最多甚至可以标示到“九轴防震”,例如目前的九轴感测器就有这两种:

  • 3-axis gyroscope+3-axis accelerometer+3-axis compass
  • 3-axis gyroscope+3-axis accelerometer+3-axis magnetometer

但问题是,这样有意义吗?别忘了在三度空间的物体也仅只有六个自由度,多几轴“感测器”并无法让防手震的效果更加优秀,重点还是在于补正机构的设计以及算法的优劣,更何况在三度空间中,是无论如何都无法做到超过六个轴的手震补正的。

因此,聪明如你,下次看到“六轴光学防手震”这类文宣时,应该就心里有底了吧?

或许我们也可以这么想

从另一个角度来说,“电子防手震”可能也是一个新出路,有一种可能性是利用详尽的算法来补足物理上难以补正的 Z 轴,例如借由多张叠图的方式,来减少拍摄时前后晃动所造成的影像模糊。

狭义来说,用纯算法所达成的补正效果,仅能算是“电子防震”,而非物理上的“光学防震”,但这是否也能算得上是多出一轴的防震效果呢?

现实面来说,即使是具权威性、制定相机标准的 CIPA(日本相机暨影像产品协会)对于光学防手震、补正级数的定义也是洋洋洒洒、莫衷一是,我们又该如何定义电子防震是几轴才合理呢?

没有硬性规定,就看你怎么想了。

  • 首图来源:Canon

  • 赞助商广告