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手机影像的防抖技术自OIS光学防抖之后便再没有更大的实质性突破
发布时间:2021-09-06 08:11:38来源:
vivo APEX系列之所以如此受人关注,是因为每年它的发布不仅仅只是对概念的空谈,其展示的一些全新的技术与设计,一定会在当年的vivo新产品上出现。例如第一代APEX上的升降式摄像头、去年的APEX 2019上所展示的侧边屏幕压感按键,都应用在了同年的NEX系列产品上。今年的APEX 2020则将概念重心放在了手机的影像系统方面,基于“摄像头”发散出了一系列vivo对于手机架构的重新认知。纵观目前vivo旗下的产品线,以影像见长的“X”系列似乎是最符合将今年APEX 2020上的“概念”付诸于实现的产品,那么究竟是“屏下摄像头”还是“微云台防抖”,近日官宣的vivo X50系列给出了答案。
其实细细想来,手机影像的防抖技术自OIS光学防抖之后便再没有更大的实质性突破,而此次vivo X50 Pro所搭载的“微云台防抖”技术,通过加入了“物理结构”的干预,能否为整个手机行业提供一种全新的防抖思路呢?如此大费周章的将“机械云台”嵌入手机的相机部分,难道仅仅只是为了维持画面的稳定吗?除了“稳”,vivo X50 Pro选择搭载“微云台”的背后,是否还有更深一层的想要实现的内容呢?
众所周知,EIS电子防抖和OIS光学防抖是目前手机上比较主流的两种防抖技术。前者是利用智能手机上的“加速度传感器”(G-sensor)和“陀螺仪”来侦测手机抖动的幅度,以此动态调整ISO、快门和成像算法来做模糊修正,由于是纯粹通过软件算法进行的画面裁切,所以EIS电子防抖并没有任何的物理方式对其产生影响,所以不可避免的会造成一定画幅和画质的损失。
后者则是在“算法”的基础上适量加入了“微型马达”辅以物理干预,你可以将它理解为是一种“软硬结合”的防抖形式。首先我们要清楚的一点是,智能手机的每一颗镜头都是由电路板、CMOS传感器、固定支架、镜片、光圈等诸多部件构成。OIS光学防抖是通过在镜头内部加装可以向多个方向移动的微型马达,联合上面我们提到的“陀螺仪”以及“加速感应器”,在手机进行拍摄任务时,将监测出的实时抖动信息转化为电信号,之后OIS控制驱动器会根据这些数据预测出倾斜导致的图像偏移量,再将结果反馈给马达,让马达以预测图像偏移量大小相同,但方向相反的位移量推动传感器移动,从而将手抖造成的图像偏移抵消掉。
通俗点来说,OIS光学防抖就是通过马达让你的手机镜头和抖动方向“对着干”,彼此之间相互抵消来达到稳定画面的效果。但是目前OIS光学防抖也有着自身的局限性,那就是它仅能做到“镜头平移”和“镜头倾斜”这两种横向和纵向的动态补偿,用大家比较好理解的坐标系解释,就是它仅能进行X轴、Y轴的平推移动,所以它的防抖角度和防抖范围都比较局促,用于拍摄静态的照片时,尚可做到绰绰有余,可一旦应用于大幅度晃动的视频拍摄场景时,其效果就有些捉襟见肘了。
所以我们经常可以看到那些用手机进行视频创作的人,多半都会加装手持云台之类的外部防抖部件,以此来达到理想的画面稳定状态。只是和相机的长焦镜头一样,手持云台属于体型较大的外设,无论是日常携带还是安装固定手机的过程都很麻烦,既然目前的“潜望式镜头结构”能够有效解决了手机实现“光学变焦”的问题,那么能否通过相同的思路,将“云台”也内置于手机的相机结构之中,以此来达到更加稳定的画面效果呢?如今vivo X50 Pro所搭载的“微云台”技术,正式将这一想法变成了可能。
按照目前“限位机构+双滚珠悬架+镜头+音圈马达+双S型FPC排线+T-FPC+磁动力框架+模组载架以及保护盖”的微云台结构来看,它的整体面积约为普通主摄平均占版面积的5倍,和移植“长焦镜头”一样,想要将“微云台”内嵌于手机之中,如何在压缩其体积的同时还能保证效果,成为了这一技术能否成功的关键,而vivo X50 Pro最终采用了创新的堆叠方案——异形结构磁动框架来解决这一难题。
以磁动框架为例,在保证微云台正常使用的前提下,vivo将占板面积节省约了40%,厚度减少1mm,“极限”压缩微云台与屏幕的距离至0.13mm,达成了外观设计与主板布局之间平衡的堆叠方案。
当“体积”问题被解决之后,镜头模组之间如何建立稳定的电路连接成为了随之而来的问题。关于这一点,vivo通过“双滚珠悬架”和独家的“双S型FPC排线”解决了这一问题。我们可以发现“微云台”结构不同于普通的手机相机模组,上面我也提到过了,由于其模组所采用的的堆叠方案的关系,“微云台”其实是悬浮在机身与屏幕之间的,所以传统相机模组刚性较强的B2B连接方式放在它身上不合适,会干扰整个模组的运动,所以以“双S型FPC排线”来让模组和主板进行连接,其弹性更大,既可以保证数据传输,也不会干扰模组的灵活机动性。
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