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(xùn)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(dāng)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(jìn)入2X、5X、10X變焦模式）一點點的抖動更會帶來遠(yuǎn)端的大幅度變化，在拍糊之余還容易丟失對焦的目標(biāo)。

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(yù)覽晃來晃去的視頻不僅嚴(yán)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(guān)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(lǐng)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(guān)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(xì)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(xiàn)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(chǔ)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?。?。

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(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(shè)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(shè)，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(xué)變焦一樣，防抖技術(shù)領(lǐng)域也有EIS電子防抖和“OIS”光學(xué)防抖之別。當(dāng)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(xué)防抖則是需要軟硬結(jié)合的“硬指標(biāo)”。

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(xué)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(dá)。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(yīng)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(yù)測出傾斜導(dǎo)致的圖像偏移量，再將結(jié)果反饋給馬達(dá)，讓其以預(yù)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(dá)和相關(guān)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(xué)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(dá)可以向哪些方向進(jìn)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(xué)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(zhǔn)的抖動信息，從而讓馬達(dá)實現(xiàn)更精確的位移修復(fù)。

手機內(nèi)置的陀螺儀都是以芯片的形態(tài)存在

光學(xué)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(jìn)一步調(diào)用OIS馬達(dá)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(guān)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(rèn)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(fù)責(zé)任的態(tài)度。說OIS馬達(dá)會顯著增加攝像頭模塊體積，導(dǎo)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(xué)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(xué)防抖也難以確保完美。因此，在智能手機領(lǐng)域EIS+OIS結(jié)合的“HIS”混合防抖將成為未來的發(fā)展趨勢。

以O(shè)PPO 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(yīng)手機的運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)視頻拍攝中的超級防抖。