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手機上的這些光學技術,看看如何拍出好相片

2018-5-8 13:10:57 點擊:

很多光學人在外面遊玩的時候應該喜歡拍照片,如何拍出高畫質的相片?手機上的一種光學應用技術總是在默默無聞地幫助着我們,今天就一起來看看這種光學應用技術的原理吧!這種技術是什麼呢?就是光學防抖技術!

光學防抖

光學防抖是依靠特殊的鏡頭或者CCD感光元件的結構在最大程度的降低操作者在使用過程中由于抖動造成影像不穩定。光學防抖技術是在鏡頭内的陀螺儀偵測到微小的移動時,會将信号傳至微處理器立即計算需要補償的位移量,然後通過補償鏡片組,根據鏡頭的抖動方向及位移量加以補償,從而有效的克服因相機的振動産生的影像模糊。

防抖類型

實現防抖

通過CCD實現防抖,隻有柯尼卡美能達及賓得能夠做到,它的原理與佳能、松下的光學防抖動技術相反,是依靠CCD的浮動達到防抖的目的。原理是将CCD先固定在一個能上下左右移動的支架上,通過陀螺儀感應相機抖動的方向及幅度,然後傳感器将這些數據傳送至處理器進行篩選、放大,計算出可以抵消抖動的CCD移動量。

鏡頭防抖

通過鏡頭組實現防抖主要是以佳能和尼康為代表,它們依靠磁力包裹懸浮鏡頭,從而有效克服因相機振動産生的圖像模糊,這對于大變焦鏡頭的數碼相機所能起到的效果更加明顯。通常,鏡頭内的陀螺儀偵測到微小的移動,并且會将信号傳至微處理器立即計算需要補償的位移量,然後通過補償鏡片組,根據鏡頭的抖動方向及位移量加以補償,補償鏡組相應調整位置和角度,使光路保持穩定,從而有效的克服因相機的振動産生的影像模糊。

 

雙重防抖

所謂“雙重防抖”,就是由“光學防抖”和“高感光度”兩種技術共同組成的數碼相機防抖系統。其中,“光學防抖”是一種比較複雜的技術,它依靠相機内置的精密陀螺儀和一組可移動鏡片,來計算并修正手抖造成的光線偏移,避免模糊;而高感光度防抖的原理比較簡單,就是通過增加感光度ISO值來提高快門速度,同樣能達到防抖效果。

電子防抖

所謂電子防抖,就是說防抖的全過程都沒有任何元部件的輔助和參與,依靠數字處理的技術去實現的防抖,當前電子防抖主要有通過提高相機感光度(ISO)而實現的“自然防抖”和通過像素補償或其他運算方式而實現的“數碼防抖”兩大種類。 

 

原理

感光元件移動式光學防抖

由于鏡片移動式光學防抖在生産技術和成本方面較高,所以部分在光學技術積累方面并不充足的廠商,開發出了感光元件移動式光學防抖(CCD防抖)系統。這種技術是随着數碼相機的出現而出現的,因為其原理決定膠片機不可能以這種方式做到防抖。這也是為什麼最早的防抖大家佳能尼康都選擇鏡頭防抖的原因。

CCD防抖的原理比鏡頭防抖要簡單的多,實現起來也容易得多。就是将數碼相機的感光元件(CCD/CMOS)固定在一個可以通過電磁效應平行滑動的平台上,拍攝的時候,平台會利用電磁的遲滞性造成CCD短時間内固定不動,于是一定程度上達到防抖的目的。

CCD防抖技術首先是柯尼卡美能達所開發的,稱為AS(Anti Shake)防抖系統,并首先應用在其高端消費數碼相機A1上,收到了極佳的市場效果。其後,柯尼卡美能達更将這項技術移植到數碼單反α7 Digital和α5 Digital上,收到市場的熱烈歡迎。在柯尼卡美能達影像事業被索尼并購後,這項技術也由索尼掌握在手中。這種技術由于發展時間晚,技術并不如鏡頭防抖成熟,但是随着各品牌新機型的不斷推出,其防抖性能也穩步提升,大有趕超鏡頭防抖的勢頭。如賓得新發布的單反數碼相機K10D就号稱可以達到3級防抖,比其前一代單反K100D的2級防抖整整高出一個級别。

鏡片移動式光學防抖

世界上首款用于民用相機的光學防抖系統是由佳能開發的,首次用于佳能EF 75-300mm F4-5.6 IS USM鏡頭上,這是光學防抖系統在民用相機上的首次應用,在推出的當時的确震驚整個業界,也同時使佳能EF自動對焦鏡頭的知名度逐漸提高,這套系統被稱為佳能的IS(Imagine Stabilizer)光學防抖系統。它主要是通過鏡片的運動來補償相機的晃動。在佳能的防抖鏡頭中,都裝有陀螺傳感器,它可以準确的檢測到手的振動,并把它轉化為電信号,經過鏡頭内置的計算機處理之後,控制一組修正光學部件作與膠片或CCD平面平行的移動,抵消由于手震引起的成像光線偏移。這個系統能夠有效地改善手持拍攝的效果。

佳能IS鏡頭能夠通過一對内置陀螺儀傳感器探測相機的抖動,并将鏡頭組件向抖動的方向調整,以抵消這種抖動,防止畫面模糊。如果在啟用圖像穩定功能的情況下半按快門,鏡頭會在0.5秒後啟動相機抖動補償。帶IS的鏡頭在理論上可以降低二至三級快門速度。由于鏡頭的潛在光學性能得到了優化,您可以捕捉到美麗的圖像。

在過去,IS鏡頭允許您使用比理論上低2級的快門速度,而随着這種技術不斷的發展,已經可以使用比理論快門低3級的快門速度。在最新發布的佳能EF 70-200mm F/4L USM上,裝備了佳能的最新一代IS光學防抖系統,理論上可以降低4檔的快門速度,是防抖鏡頭之王者。

 

拍照效果

采用了光學防抖技術的手機樣張在畫面亮度,純淨度以及畫面銳度方面是要明顯好過與沒有采用光學防抖技術的手機。對于沒有采用光學防抖技術的手機來說,畫面中亮度出現明顯不足,同時畫面中出現的大量噪點還是影響了畫面的純淨度。

不過事物當然都是有兩面性的,光學防抖能夠帶來更加明亮與純淨的照片畫面,但它也會帶來邊緣解析力下降、體積增加以及功耗增加等問題。光學防抖技術已經被運用在手機上,我們當然不會因為一點弊端就放棄了。它定然會在不斷的普及中,更加地完善和進化,更好地為咱們服務。

 

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