什么是防抖？

在膠片相機(jī)全盛的時(shí)代，普通人很難拍出好看的照片。因?yàn)樵谂臄z時(shí)需要根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置適當(dāng)?shù)目扉T速度、光圈值、曝光參數(shù)等，或者為了能夠準(zhǔn)確對(duì)焦，還需要通過觀察進(jìn)行手動(dòng)對(duì)焦調(diào)整。如果使用單反相機(jī)拍攝，則更加復(fù)雜，

但如今，由于相機(jī)/手機(jī)上搭載了很多自動(dòng)拍攝模式，所以出現(xiàn)過曝或欠曝的照片減少了。在數(shù)碼單反相機(jī)中，自動(dòng)設(shè)置和調(diào)整的功能越來越多，出現(xiàn)拍攝失敗的情況越來越少。

在這種背景下，拍攝失敗的最大原因是“抖動(dòng)”。抖動(dòng)并不意味著沒有合焦。如今，自動(dòng)對(duì)焦的相關(guān)功能已經(jīng)比較成熟了，所以只要在確認(rèn)焦點(diǎn)已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)之后按下快門，圖像一般不會(huì)模糊，但在環(huán)境較暗的場(chǎng)景下拍攝或拍攝移動(dòng)對(duì)象時(shí)會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。

抖動(dòng)分為被攝體抖動(dòng)和手抖動(dòng)兩種。被攝體抖動(dòng)指的是當(dāng)拍攝對(duì)象為運(yùn)動(dòng)員、寵物、行駛中的電車或汽車等正在移動(dòng)的被攝體時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)。而手抖動(dòng)是由按下快門按鈕時(shí)的手抖動(dòng)導(dǎo)致的相機(jī)/手機(jī)振動(dòng)。即使在拍攝靜止的風(fēng)景照片時(shí)，手抖動(dòng)也會(huì)發(fā)生。

與膠片相機(jī)時(shí)代相比，使用數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片的抖動(dòng)現(xiàn)象更加嚴(yán)重。這是因?yàn)椋褂脭?shù)碼相機(jī)拍攝的照片的應(yīng)用環(huán)境往往更容易讓人們注意到抖動(dòng)。在膠片相機(jī)時(shí)代，人們很少會(huì)把照片放大顯示。但對(duì)于使用數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片，人們則經(jīng)常使用顯示屏進(jìn)行全屏顯示。隨著顯示分辨率的增大，哪怕是細(xì)微的抖動(dòng)，也容易讓人注意到。

防止抖動(dòng)的最有效方法就是在拍攝時(shí)提高快門速度。當(dāng)快門速度足夠快時(shí)，就可以抑制被攝體抖動(dòng)和手抖動(dòng)。不產(chǎn)生抖動(dòng)的安全快門速度一般是焦距的倒數(shù)。當(dāng)使用500 mm的超長(zhǎng)焦鏡頭時(shí)，快門速度要保持在1/500秒以上；當(dāng)使用100 mm的長(zhǎng)焦鏡頭時(shí)，快門速度要保持在1/100秒以上；當(dāng)焦距為50 mm時(shí)，快門速度就要保持在1/50秒以上，這樣就不容易發(fā)生抖動(dòng)了。如果使用24 mm的廣角鏡頭，快門速度要設(shè)定為1/24秒，其實(shí)廣角鏡頭通常是大光圈鏡頭，所以原本就很少出現(xiàn)抖動(dòng)的情況。但是，我們不可能總是在能夠以較高的快門速度拍攝的明亮環(huán)境下拍攝，而且使用適當(dāng)?shù)墓馊涂扉T速度組合進(jìn)行拍攝才是對(duì)普通用戶來說的理想狀態(tài)。

解決由手抖動(dòng)導(dǎo)致的拍攝失敗的最有效方法是使用三腳架保持相機(jī)機(jī)身固定不動(dòng)。但在很多情況下我們無法隨身攜帶三腳架，而且也不能奢望在所有的拍攝中都使用三腳架。

所以，人們研發(fā)出了僅憑相機(jī)本身就可以直接消除因手抖動(dòng)導(dǎo)致拍攝失敗的功能。這就是防抖功能。

防抖作為能夠提高拍攝出片率的技術(shù)，在數(shù)碼相機(jī)的眾多功能中受到了特別關(guān)注。而且，這個(gè)功能如今也在日新月異地持續(xù)發(fā)展。以下是數(shù)碼相機(jī)中搭載的具有代表性的4種防抖技術(shù)：

● 高感光度防抖

● 電子防抖

● 鏡片位移式光學(xué)防抖

● 圖像傳感器位移式光學(xué)防抖

高感光度防抖

被攝體之所以產(chǎn)生抖動(dòng)，是因?yàn)樵趫D像傳感器產(chǎn)生電荷的期間被攝體發(fā)生了移動(dòng)。如果能夠縮短電荷產(chǎn)生時(shí)間，被攝體移動(dòng)的幅度就會(huì)變小，被攝體產(chǎn)生的抖動(dòng)也會(huì)隨之變少。

設(shè)定較高的快門速度就可以縮短電荷的產(chǎn)生時(shí)間。換句話說，只需提高快門速度即可。但是，我們不能因此就胡亂設(shè)定快門速度。如果快門速度過快，在拍攝時(shí)正常曝光所需的光量就會(huì)不足，照片看上去會(huì)變得昏暗，嚴(yán)重時(shí)照片會(huì)一片漆黑。尤其是在夜景拍攝等必須在光較暗的場(chǎng)景下拍攝的場(chǎng)景中，需要特別注意。

要想在保證足夠快的快門速度的同時(shí)保持足夠的亮度，只要設(shè)置足夠大的ISO感光度就可以了。這種方法稱為高感光度防抖。高感光度防抖是最基本最有效的防抖方式。

高感光度防抖的優(yōu)點(diǎn)在于無須添加任何特殊的結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)防抖，而且可以同時(shí)減輕被攝體抖動(dòng)帶來的影響。

被攝體抖動(dòng)和手抖動(dòng)的差異在于在人像拍攝中，手抖動(dòng)不光會(huì)導(dǎo)致人物模糊，也會(huì)導(dǎo)致背景模糊，而被攝體抖動(dòng)則是只有人物模糊，背景是清晰的。換句話說，高感光度防抖也可以有效抑制這種被攝體抖動(dòng)。所以，高感光度防抖經(jīng)常與其他的防抖方式結(jié)合起來使用。

高感光度防抖的缺點(diǎn)是噪點(diǎn)將變多。

電子防抖

電子防抖是利用圖像傳感器和影像處理器的運(yùn)算處理來避免被攝體抖動(dòng)的方法（圖1）。在按下快門時(shí)相機(jī)會(huì)自動(dòng)拍攝多張照片，然后對(duì)這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算，判斷其中是否存在手抖動(dòng)，并自動(dòng)校正手抖動(dòng)。

此時(shí)，由于手抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致原本的構(gòu)圖出現(xiàn)偏差，所以實(shí)際用于生成照片數(shù)據(jù)的有效像素區(qū)域小于可拍攝的最大像素區(qū)域。這是因?yàn)椋绻徊扇∵@種做法，當(dāng)試圖比較多個(gè)圖像時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一些無法進(jìn)行比較的區(qū)域。而且，為了便于影像處理器進(jìn)行運(yùn)算，此時(shí)的圖像數(shù)據(jù)不會(huì)被記錄到存儲(chǔ)卡中，而會(huì)被記錄到緩沖存儲(chǔ)器中。對(duì)比最初的圖像數(shù)據(jù)和后來拍攝的數(shù)據(jù)，將“為了讓被攝體以相同方式出現(xiàn)在畫面中而移動(dòng)的區(qū)域”作為后來拍攝的圖像數(shù)據(jù)的有效像素區(qū)域。然后，進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，生成沒有抖動(dòng)的圖像。

圖1：電子防抖

電子防抖的優(yōu)點(diǎn)和高感光度防抖一樣，都是無須添加任何特殊的結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)防抖，缺點(diǎn)是不能有效地使用圖像傳感器的受光面積。常見的數(shù)碼相機(jī)中可以使用的有效像素區(qū)域是圖像傳感器的90%左右，而如果使用電子防抖功能，則為60%~50%。另外，電子快門還有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是在拍攝多張照片的過程中，如果被攝體運(yùn)動(dòng)過快，則無法完全校正抖動(dòng)。

鏡片位移式光學(xué)防抖

手抖動(dòng)指的是從被攝體射入相機(jī)內(nèi)部的光的光軸偏離鏡片中心的現(xiàn)象。因此，為了讓光軸在這種情況下也可以到達(dá)鏡片中心位置，就需要通過修正光的前進(jìn)路徑校正手抖動(dòng)。因?yàn)閷?duì)光的前進(jìn)路徑的修正需要通過移動(dòng)相機(jī)鏡頭內(nèi)的特定鏡片實(shí)現(xiàn)，所以這種方法稱為鏡片位移式光學(xué)防抖或者鏡頭防抖（圖2）。

圖2：鏡片位移式光學(xué)防抖

通過移動(dòng)相機(jī)鏡頭中特定的鏡片修正光的折射方向，以校正圖像因抖動(dòng)產(chǎn)生的模糊。有些超長(zhǎng)焦鏡頭在采用鏡片位移式光學(xué)防抖時(shí)，最大移動(dòng)距離可以達(dá)到5 mm。相機(jī)機(jī)身的振動(dòng)由陀螺儀傳感器檢測(cè)。陀螺儀是可以檢測(cè)出物體在振動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)在垂直方向上產(chǎn)生的力，并可以測(cè)量其三維運(yùn)動(dòng)的裝置。然后，以傳感器測(cè)到的三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)振動(dòng)量大小使用驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)部分組件（校正光學(xué)組件），修正光的折射方向，使光照射到正確的位置上。這里的驅(qū)動(dòng)器也可以稱為驅(qū)動(dòng)裝置。除了使用驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)鏡片以外，還有通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)可變棱鏡或激活棱鏡，以修正光的折射方向的方式（圖3）。

圖3：移動(dòng)可變棱鏡實(shí)現(xiàn)鏡片位移式光學(xué)防抖

圖像傳感器位移式光學(xué)防抖

鏡片位移式光學(xué)防抖通過移動(dòng)鏡片使光軸恢復(fù)到了原本預(yù)計(jì)的照射位置，其實(shí)移動(dòng)圖像傳感器也可以得到同樣的效果。通過移動(dòng)圖像傳感器防抖的方法稱為圖像傳感器位移式光學(xué)防抖或機(jī)身防抖（圖4）。

圖4：圖像傳感器位移式光學(xué)防抖

圖像傳感器位移式光學(xué)防抖的原理與鏡片位移式光學(xué)防抖大體相同，即通過陀螺儀檢測(cè)機(jī)身振動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)量調(diào)整圖像傳感器使之上下左右移動(dòng)，進(jìn)行防抖操作。

鏡片位移式光學(xué)防抖VS圖像傳感器位移式光學(xué)防抖

如今，數(shù)碼相機(jī)/手機(jī)采用的防抖方式主要是鏡片位移式光學(xué)防抖和圖像傳感器位移式光學(xué)防抖。目前來說，相機(jī)/手機(jī)采用哪種方式并沒有很明顯的傾向性，兩種方式各有優(yōu)劣，我們很難下結(jié)論說哪種更好。

接下來，就來看一下它們各自的特點(diǎn)。

首先，鏡片位移式光學(xué)防抖的優(yōu)點(diǎn)在于使用光學(xué)取景器確認(rèn)構(gòu)圖時(shí)，防抖功能也可以發(fā)揮作用（圖5）。

圖5：鏡片位移式光學(xué)防抖的優(yōu)點(diǎn)

特別是在使用500 mm或800 mm等超長(zhǎng)焦鏡頭拍攝時(shí)，如果不使用三腳架，那么即使在通過光學(xué)取景器構(gòu)圖確認(rèn)時(shí)也會(huì)感到有相當(dāng)強(qiáng)的抖動(dòng)，甚至難以鎖定被攝體，但如果鏡頭上搭載了鏡片位移式光學(xué)防抖功能，那么在這種狀態(tài)下也可以自動(dòng)校正抖動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)一邊觀察光學(xué)取景器確認(rèn)被攝體和構(gòu)圖一邊拍攝。

圖像傳感器位移式光學(xué)防抖是在按下快門時(shí)才移動(dòng)圖像傳感器對(duì)抖動(dòng)進(jìn)行校正，因此在通過光學(xué)取景器進(jìn)行構(gòu)圖確認(rèn)時(shí)，防抖功能是不運(yùn)行的。雖然最終可以拍出無抖動(dòng)的照片，但照片的構(gòu)圖很可能與自己預(yù)想的有些不同。不過，在使用實(shí)時(shí)取景功能或微單相機(jī)的EVF取景器等時(shí)，因?yàn)槎际峭ㄟ^圖像傳感器成像的，所以圖像傳感器位移式光學(xué)防抖在這種拍攝模式下也會(huì)發(fā)揮作用。

圖像傳感器位移式光學(xué)防抖的優(yōu)點(diǎn)在于相機(jī)機(jī)身內(nèi)有防抖結(jié)構(gòu)，所以安裝在相機(jī)上的鏡頭全都可以使用機(jī)身中的防抖功能（也有部分鏡頭由于結(jié)構(gòu)原因無法使用機(jī)身中的防抖功能）。譬如，在購(gòu)買了帶有圖像傳感器位移式光學(xué)防抖功能的相機(jī)機(jī)身之后，以前在膠片相機(jī)上使用的所有鏡頭就都可以使用防抖功能（圖6）。

圖6：圖像傳感器位移式光學(xué)防抖的優(yōu)點(diǎn)

鏡片位移式光學(xué)防抖只能搭載在帶防抖結(jié)構(gòu)的鏡頭上，如果想讓自己使用的多個(gè)相機(jī)鏡頭都可以使用防抖功能，就必須購(gòu)買帶防抖功能的鏡頭才可以。而且，這些鏡頭必須搭載可以移動(dòng)特定鏡片的特殊防抖結(jié)構(gòu)，但這不僅會(huì)使鏡頭本身的體積變大，也會(huì)使相機(jī)鏡頭的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，所以鏡頭售價(jià)也會(huì)更高。

鏡片位移式防抖可以有效校正的主要是仰俯搖擺抖動(dòng)和左右搖擺抖動(dòng)。這兩種抖動(dòng)也稱為搖擺抖動(dòng)，我們可以將其想象為鏡頭前端的左右或上下抖動(dòng)。因此，鏡片位移式防抖在手持體積較大的長(zhǎng)焦鏡頭拍攝時(shí)特別有效。但對(duì)于相機(jī)機(jī)身在垂直、水平和旋轉(zhuǎn)方向的抖動(dòng)，鏡片位移式防抖不太有效。而且對(duì)于微距拍攝或夜景拍攝時(shí)的抖動(dòng)也沒什么效果。在這些情況下，圖像傳感器位移式防抖的效果更加明顯

審核編輯：黃飛