產品描述

材質鋁合金 表面處理陽極氧化 顏色黑色/銀色/紅色/藍色等 尺寸可定制 OEM支持定制

手機云臺的防抖原理是什么?
云臺防抖原理上是利用陀螺儀和加速度計等傳感器作為姿態反饋,無刷電機作為輸出裝置,構成閉環反饋系統來實現圖像穩定的。這種云臺系統廣泛應用于航拍領域,目前主流的消費級都帶這種圖像穩定系統的。在影視拍攝領域,這種云臺系統也被廣泛運用,從而拍攝出更震撼清晰的運動畫面。
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云臺知識
在前幾年,云臺往往配合三腳架、攝像機等設備使用。而現在,假如你玩無人機(航拍機)的話,會發現無人機上也有這個東西,而且它對無人機非常重要。下面我們就簡略了解一下云臺到底是什么。
什么是云臺
云臺,簡略地說是裝置、固定相機/攝像機的支持設備,它分為固定和電動云臺兩種。只要是拍照,就對安穩性有極高的要求,而云臺的首要作用即是用來提供“安穩”的。
固定云臺
在通常的無人飛機上用的大多數是固定式航拍云臺,筆直面向地上拍照,沒有運動抵償等安穩畫面的裝置。
固定式的云臺優點是能夠減少成本、減輕重量、省電,提高飛翔時刻;缺陷也非常明顯,即航拍畫質較差、無法改變視角。
電動云臺
電動云臺,其實就是有電動機,電動機能接受操控器的信號,然后精確地調整定位,在操控信號的作用下,云臺上的攝像機既可主動掃描監督區域,也可在人工操縱下盯梢監督目標。
現在電動云臺有兩軸的,有三軸的。比如在無人機上,三軸云臺對無人機的行進、后退時等飛機姿態的變化,能進行印象安穩彌補。在主流航拍無人機上比較常見。
其優點是對航拍時的畫面有的安穩,確保畫面清晰安穩;缺點是工程造價較貴,因為電機操控,所以相對會耗電,降低航拍的續航時刻。
兩軸是三軸的縮減版,定位低端,兩軸的能夠降低成本,省去了筆直方向上的安穩抵償,對耗電也會有所協助。
手持云臺
淺顯地講,“手持云臺”即是把無人機主動安穩協調系統的技術轉移到手持拍照上來,實現拍照過程中的主動安穩平衡。
也即是說,假如你用“手持云臺”夾著運動相機或者手機來拍照,是能夠隨意走動,乃至跑步的。
手部產生的動態顫抖能夠被“手持云臺”主動修正(其實即是手前傾10度,云臺會主動后傾10度),然后確保了拍照畫面的安穩平衡。
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自拍桿和手持云臺的區別
首先,有必要科普一下云臺的定義。云臺是指:固定安裝、固定攝像機的支撐設備,按驅動方式可分為電動與手動兩種。我們本次主要介紹的正是“手持電子防抖云臺”,即手持云臺。
相信大家都使用過自拍桿拍照,如果將手機定義為攝影設備,那么自拍桿此時就是云臺,有些朋友可能發現使用自拍桿比平常手持抖得更厲害,這是因為自拍桿其實是一個將手部抖動放大的設備。
首先無論直接手拿相機拍照還是用自拍桿拍照,相機都是繞手腕轉動的,我們設想手持手機拍照和自拍桿拍照抖動的角速度w、角度?是一致的。但是轉動的半徑R不一樣(因為自拍桿比手掌長),當手碗抖動同樣的角度?時,直接使用手機拍照抖動的弧長就是L1=2πR1*?/360,使用自拍桿時,抖動會被放大到L2=2πR2*?/360。同時,抖動的線速度也從手部的v1=w*R1被放大到v2=w*R2。因為R2>R1,所以v2>v1,L2>L1。
一句話概括就是:使用自拍桿使得原本在手里的手機抖動幅度和抖動速度都增大了,導致畫面不穩定,這就是為什么用自拍桿拍照為什么更容易模糊的原因(物理原理,不做過多贅述)。
看完上面的科普,是不是有想扔掉自拍桿的沖動?事實上,自拍桿與“手持電子防抖云臺”是兩個不同的產品,所蘊含的技術水平更不在同一層面上,自拍桿僅僅是用來固定手機。而“手持電子防抖云臺”不僅能,并且它的主要目的是為了在拍攝照片和視頻的時候穩定手機或者攝像設備,使拍攝者即使在運動狀態下仍能得到穩定、清晰的畫面。而在運用上,手持云臺的運用越來越廣泛,從初級拍照、直播,滿足個人需求,到專業攝影,手持云臺的的技術也在不斷革新。
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如何實現防抖?
經過這么多年的發展,不管是相機,還是攝像機,都經歷了漫長的迭代和更新的過程,這個過程當中,重要的除了畫質的改善,還有一個很重要的就是平滑度的改善,也就是我們經常所說的防抖。
為什么說防抖很重要呢?現在的單反、微單或者是鏡頭里都會加入防抖功能,都覺得司空見慣了,手機當然也有光學防抖的模組,甚至還有通過光學防抖加數碼防抖兩種進行合成的照片,這其實都是在消除畫面虛化的問題,或者是說畫面拍攝不清晰、成片率過低的問題。
我們都知道,攝影愛好者為了拍攝出想要的風光大片,經常背著沉重的三腳架,就是為了能在按下快門時,保持畫面的穩定性,即使無法使用三腳架,也會盡量屏住呼吸,依靠雙手來保持穩定,因為一絲松懈導致的抖動都可能會導致這張照片成為廢片,如何穩定平衡成為攝影愛好者頭疼的問題。
從醫學角度來講,抖動容易造成的不良影響,是「數碼動暈癥」,也就是俗稱的暈屏幕。這是一種由視覺引發的動暈癥,造成這種癥狀的原因是感官輸入信號之間的不匹配,比如你的眼睛看到了比較晃動的畫面,但是其他感官沒有運動的感受,這種沖突就造成了和普通動暈癥一樣的結果,就是頭暈,惡心。
所以有些時候在看電影會發現,如果看一些用紀實手段去做的戰爭片,可能相機上為了突出畫面真實感的而并沒有采用大量的防抖,看著看著就很容易暈,還比如說在大屏幕很近距離的時候,整個環境太過于撲面而來的大范圍的晃動,也會容易陷入到一種眩暈。其實邏輯和道理都是一樣,就是你的眼睛看到了一面墻全部在晃動,但是你的小腦和你的各種各樣的其他的感官包括觸覺都在告訴你,我是在平穩的陸地上,所以你就可能會造成這樣的差異。
既然發現了問題,那如何解決就是一個比較大的難題了。除開拍攝器材本身,大多數人會選擇用一些簡單的支撐設備來消除抖動,比如三腳架和滑軌等器材,只要視頻制作團隊稍微專業一點,這兩樣東西當然必不可少,不管是拍照還是錄像,三腳架都能起到穩定支撐的作用,滑軌也一樣,在攝像的過程中,會讓畫面進行平滑的過度,效果呢,當然就是引起舒適。
但是更復雜一點的防抖技術就要涉及到復雜的軟件算法,以及更加復雜的外部機械結構,我們就可以把它簡單粗暴地叫做數字防抖或者是機械防抖,那么在機械防抖當中肯定還有一個大家更加熟悉的名詞,就是光學防抖。
數字防抖很簡單,就是原來畫幅這么大,但是為了防抖的話有冗余,我就會把真正拍出來的視頻或者照片縮小,這樣子的話,當我可以提前判定相機在現實生活當中往下抖了一下的話,那我就可以把這個畫幅實際上先提前地往上移一點,但是你既然要在畫框之內有一定的余量的話,就證明你肯定不可能去將傳感器錄下來的視頻或者是照片呈現,這也就是所說的「裁幅」,可能要裁掉 10% 、20% 不等。要想防抖的幅度越大裁得就要越高,所以你會發現,使用帶著數字防抖的蘋果手機拍照后,當切換到錄像模式的時候會發現焦距變近了,原因就是畫幅被裁掉,所以說一縮幅的話焦段可能也有所變化等等。其次,電子防抖對于光照條件的要求較為嚴格,在夜間或者其他光照條件不充足的情況下,效果依然會比較差。
而光學防抖,也就是機械防抖,主要是依靠特殊的鏡頭或者感光元件結構,降低影像的不穩定性,具體點說就是鏡頭或者機身里邊會內置一個陀螺儀,當陀螺儀檢測到微小的移動時,會將這種移動的信號傳遞給處理器,處理器就會立刻計算需要補償的位移量,然后通過補償鏡頭組,或者一個完整的模組結構,根據鏡頭或者機身的抖動方向還有位移量進行補償,就能有效的抵擋抖動。
這里邊的難點在于什么呢?我們經常在看很多防抖測試的時候會發現效果很厲害,這邊是不帶防抖的,這邊是防抖的,放在一個機械臂上面在震動的搖,然后帶防抖的效果就很明顯,畫面清晰很多。
為什么這種東西只能是哄哄那些業余的和不太了解的人呢?是因為人手的抖動機制和機械是不一樣的。機械是在固定的范圍之內左右上下抖動,人手的肌肉是無規律地隨機抖動,也就是說我每次拍的一張照片可能是往前、往左下移動一點,但是下次我還是這個位置再拍,可能就是往后、往右移動了一點了。這種隨機性的防抖對于整個陀螺儀或者是說內部的位置感知的傳感器來說,要求是非常高的,因為如果首先無法感知的話,就沒有辦法讓這個處理器產生出相抵消的算法來去補償,或者是機械結構的運動來去補償震動上的缺失,就自然沒有辦法達到穩定照片的效果。所以說這就是為什么很多防抖通過這樣的固定模式顯示出來的效果其實都是,因為沒有人在拍照的時候會這樣抖動,除非我們是得了帕金森,實際上都是隨機抖動,所以這才是真正的難點所在。但這種防抖方式比較常見,比如 SONY 的手持 DV,松下,奧林巴斯等微單的機身結構,甚至是在一些旗艦手機上也能看到。
基于機械防抖,還有一種更佳穩定的防抖技術是云臺機械防抖,這種方式可以應對更加劇烈的運動環境,也是通過陀螺儀的檢測,除了被動的補償之外,還會利用程序控制相應的電機,在檢測到運動時加入一個反方向的動力,實現力的主動補償,來限度的避免抖動,就種技術的防抖程度和傳統的光學防抖相比,當然是更穩定了。
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