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【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

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荣耀粉丝46262110 玩机达人  发表于 2020-8-3 17:09:03 属地未知 来自:浏览器
本帖最后由 浮梦清欢 于 2020-8-3 18:37 编辑

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

大家好,我是浮梦清欢。随着近几年手机硬件的不断进步,手机的拍照也在不断进步。其中各大厂商不断尝试突破的地方就是防抖了,本期我们就来深入了解一下各个防抖

现在,随着防抖技术的不断发展,防抖的类型也不断增多。手机上,我们最熟悉的防抖就是:OIS、AIS、EIS三种防抖,包括vivo最新的微云台防抖;在相机上,最常见的就是IBIS防抖。今天,我们就来详细讲解一下这几种防抖。

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

在开始讲解之前,我们首先要来了解一下为什么画面会模糊。

相机成像模糊的原因无非有三种:1.相机抖动(Handheld Camera Shake);2.运动模糊(Motion Blur);3.卷帘门效应(Rolling Shutter)。(参考荣耀熊军民)先来讲相机抖动,其实很好理解,就是人的肌肉、手的震动、呼吸等生理活动引起的几乎不可避免的震动。

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

再来讲一下什么是运动模糊。我们都知道相机的拍摄并不是在一瞬间就可以完成,而是需要一个曝光的等待时间(亮度充足的情况下一般为1/125~1/400S*)。但如果在拍摄时,物体运动过快,就会出现物体的“残影”,这是因为在曝光时,在物体运动的那一部分路径上和所对应的CMOS的位置,本来是不发生光子的改变,一直是单一的光子,而在物体经过后,恰好处在CMOS曝光段,此时,物体处在此位置时的光子也会转移到CMOS上进行曝光,导致了“残影”。(以下为图示,画的不是很严谨,大家见谅下吧,中间的那个凸透镜实在是画不出来哈)

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

最后来讲一下什么是卷帘门效应。首先明确一点,CMOS进行曝光时,并不是整个传感器共同曝光,而是从左到右从上到下每个像素单位一次曝光(类似于电脑显卡和显示器,从上到下从左往右依次进行画面渲染和加载),这就导致了物体在移动时很有可能发生“直接变成两部分的情况”,类似于大型游戏的画面撕裂。是由于物体运动时,一部分已经在传感器上进行曝光,而剩下未曝光的部分,已经运动到了其他的位置,那么这部分就会在传感器的其他部分进行曝光,出现“卷帘门效应”

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

那么楼主为什么要讲这几种导致相机拍摄画面模糊的原因呢?原因很简单,就是因为许多防抖都是因为这三种情况而出现的。

先说OIS防抖,OIS光学防抖,即光学图像稳定器(Optical Image Stabilizer)(名字真长)。其原理很简单(我没说造起来简单,别瞎想),主要是依靠手机内部的陀螺仪检测到手机微小的震动后,将信息传递回芯片,芯片发出相应信号,通过镜头组马达(下次再讲)配合使镜头组或补偿镜片组反方向移动进行补偿,使光线始终处于原路径上达到防抖的效果。(传感器固定)

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

那这里我们再了解一个知识点,就是以前许多厂商所宣传的“四轴防抖”又是什么。现在我们手机上普遍采用的都是两轴防抖,也就是只能对左右和前后方向上的抖动进行补偿。而四轴防抖则是在此基础山增加了横向和纵向两个方向的补偿,两者的区别在算法上,四轴防抖对于算法要求更高。主要的参考机型为小米5

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

那么在发布荣耀20 Pro的时候,还有一个“双光学防抖”。荣耀20Pro采用是四轴双光学防抖技术,也就是让每个光学防抖模组上都拥有一个四轴马达,这样能够起到更好的防抖效果,拍摄时更加稳定(只是更贵而已)

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

再说EIS防抖,EIS电子防抖,实际上相较于OIS光学防抖,更好说了,拉高CMOS的ISO,减短快门速度,然后利用大约10%的边缘图像进行防抖补偿。实际上说白了吧,就是通过裁剪画面来达到防抖的效果(这就是为啥你把拍照模式调到录像时,会感觉画面放大许多倍),不过有一个弊端,就是会降低画质,所以一般都是录视频时采用EIS电子防抖.

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接下来就是AIS智能防抖。AIS智能防抖,说白了就是EIS+OIS防抖的升级版,通过AI算法来对图像进行处理。类似于数码变焦,对于模糊不清的像素块,芯片会通过周围的像素块来“猜像素”,将之前模糊的像素块顶替,以达到最佳的防抖效果。所以AIS智能防抖有时候往往被用来处理运动模糊或者“卷帘门效应”。不过低成本随之而来的,必然是AIS的防抖效果不如OIS的效果,毕竟OIS几乎是无损防抖。(偷偷告诉你,这项技术当时是由华为最先主导研究的)

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那么我们再来讲讲微云台防抖吧。传统的OIS防抖是CMOS固定,镜头组通过移动进行补偿,不过当抖动幅度增大时,光线则可能偏离原路径,对应光子不在CMOS的原位置上,导致画面模糊。而微云台则是将传感器和镜头组做到一起,“传感器带着镜头跑”,最大幅度的保证了画面的无损,得益于微云台技术,手机防抖的幅度也更大。弊端只有一个——在你想要微调一下镜头角度时,相信我,你调不了(除非关了)。

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

手机防抖讲到这里就基本讲完了,那么我们下面来讲讲相机防抖——IBIS机身防抖

用过相机的大佬们都知道,相较于手机镜头模组,想要通过精细的机械部件来移动镜头达到防抖,不是说不可能,而是技术上很困难,并且如果真这么做,重量也会增加很多,耗电嘛......带个发电机,我怕你回不来。所以相机上采用的防抖方案就是IBIS机身防抖方案。这种防抖不同于OIS光学防抖,IBIS防抖主要是通过移动CCD/CMOS来保证光线始终落在CCD/CMOS上以达到防抖的效果。而且,IBIS防抖相对可选的防抖方向比较多(俯仰、左右、水平、垂直、旋转),毕竟不需要像手机一样担心过多。不过这个技术以后会不会在手机上应用,楼主不好说,还要看将来传感器技术有没有新的突破。

【清欢茶谈】OIS,AIS......各种防抖到底都是如何实现的?

本期主要为大家介绍了几种不同的防抖,那么本期的清欢茶谈就到这里,我是浮梦清欢,我们下期再见。

(图片来源于网络,图2仅为大致参考图,不作为标准原理图)
(如需转载请告知原作者并注明出自花粉俱乐部及作者)

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评论155
荣耀粉丝46262110 玩机达人  发表于 2020-8-3 17:11 属地未知 来自:ANA-AN00
荣耀粉丝46262110 玩机达人  发表于 2020-8-3 17:12 属地未知 来自:ANA-AN00
凌_于茗谦  LV10  发表于 2020-8-3 17:12 属地未知 来自:荣耀9X
看看

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欢迎欢迎  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
说了那么多,荣耀20Pro的防抖给优化没了,上市一年,快下架了,都没看到dxo版本相机推送,伤感!爱华为荣耀,就用心提醒!  发表于 2020-8-8 20:52  属地未知
Mr_pick 玩机达人  发表于 2020-8-3 17:24 属地未知 来自:荣耀30 Pro
来了

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欢迎  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
烟花易冷说好不哭 玩机达人  发表于 2020-8-3 17:29 属地未知 来自:荣耀8X
支持支持

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谢谢支持  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
小心说话 版主  发表于 2020-8-3 17:30 属地未知 来自:荣耀V10
来啦!感谢分享。

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嘿嘿谢谢支持  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
荣耀粉丝44500555 玩机达人  发表于 2020-8-3 17:33 属地未知 来自:LIO-AN00
支持支持

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谢谢支持  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
荣耀粉丝45680013  LV5  发表于 2020-8-3 17:36 属地未知 来自:ELS-AN00
牛逼牛逼66666

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谢谢支持  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
嗯  发表于 2020-8-3 17:39  属地未知
荣耀粉丝65572934  LV8  发表于 2020-8-3 17:37 属地未知 来自:荣耀X10
小梦牛皮!

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嘿嘿  发表于 2020-8-3 17:37  属地未知
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