数码相机入门 数码相机细分类·五[详解“防抖”]
刘恩惠 于 2012.01.30 05:42:18 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.36/131
按照原本的计划,本篇应该继续和大家一起“镜头大阅兵”,但在撰写到“按镜头是否支持防抖分”这部分内容时,我们发现“防抖”是一个可以单独列出来细讲的章节,因此决定临时调整一下。数码相机为什么要有防抖功能?防抖又是通过何种途径实现的?目前主要有哪些防抖技术?防抖功能在选购、使用中需要注意哪些要领?让我们逐一解开这些问题的答案。

●抖动的产生与安全快门速度

无论新手还是老鸟,在光线条件欠佳且使用手持方式拍摄照片时,即便对焦准确也难免会把照片“拍糊”——在这类不太理想的作品中,图像或多或少带有一些影响清晰度的叠影、拖影,程度轻微时则表现为图像锐度下降。之所以产生上述这类情况,一方面可能是因为被摄物体状态不稳定,另一方面也可能源自拍摄者自身的问题——通俗而简单地讲,就是因为摄影师在拍摄的瞬间“手抖”、“手震”或“手颤”。事实上,对于大多数普通人来说,再怎么屏气凝神、苦练气功,抖动或晃动都是难以避免的;因此问题的关键在于:何种条件下,这种抖动会造成照片的模糊?对此我们给出一个相对比较严谨的解释:拍摄时相机的快门参数未能达到足够的手持安全速度,相机的晃动导致光路出现偏差,最终成像效果就会发生虚糊或锐度下降。而如何最大限度地避免这种情况的发生,或者说降低其发生概率,正是本篇所述内容的重点。

  • 什么是“安全快门速度”呢?首先必须明确,“安全快门速度”这个概念是基于手持拍摄而言的,简单地解释是:在手持照相机进行拍摄时,可以基本保证照片清晰、锐利的最低快门速度;当相机被安置在三脚架上时,是无所谓“安全快门”的。其次,安全快门速度并不是一个固定值,而是一个变量——它随拍摄焦距的改变而改变,常见的计算公式是:安全快门速度=等效焦距的倒数;按照这一公式,在全画幅相机上使用50mm镜头进行拍摄时,安全快门速度就是1/50秒;也就是说,只有在快门速度高于1/50秒时,才能基本确保拍摄结果不容易因手、手臂的抖动而发生虚糊。最后一点,安全快门速度作为一种约定俗成的经验法则,虽然具有一定参考价值,但用户也不必完全拘泥于上述公式,因为并不是使用低于安全快门速度进行拍摄的照片就一定会糊掉(有时候即便发生轻微晃动,也不会很明显地影响到照片的观赏效果),而在颠簸摇晃比较剧烈的环境下,即便使用安全快门速度拍摄也未必能确保每一张照片都完全清晰。

    其实,每位摄影师的手持稳定性往往存在差异,与握持方式、身体姿势甚至是按下快门瞬间的情绪是否平稳也有关;还可能和所持相机的大小、重量、握持手感有一定联系。因此,与其纠结于理论上的安全快门速度,不如掌握正确的相机握持方式、使用合理的拍摄姿势并灵活应用曝光技巧

    ●防抖技术的分类及功效

    虽然“安全快门速度”的计算公式并不需要绝对遵循,但在光线条件不足、相机快门速度低于一定参数时,手持拍摄难度会有所增加,这是毋庸质疑的;而且镜头焦距越长,对拍摄者握持稳定性的要求越高,这也是客观规律。克服这一潜在风险最直接的方法,不外乎通过调高感光度、调大光圈的方法来实现快门加速;但调高感光度往往会导致图像噪点增多、画面品质下降,而光圈缩放则会影响景深(而且某些时候即便光圈已经被调到最大,用户依然还是会受到抖动的困扰),两种途径都有局限。由此,为加强相机手持拍摄的成功率,各大影像厂商纷纷为自己的相机或镜头产品研发、搭载了各类“防抖”、“防震”、“减震”装置(也常被称之为“图像稳定”或“影像稳定”功能),借此提高产品竞争力。

    从实现方式上看,此类功能分为“数码防抖(有些也被称为“电子防抖”)”和“光学防抖”两大类。数码(电子)防抖的实现方式各不相同:有些是通过相机内部芯片的运算对拍摄结果进行后期处理从而使照片看上去更“清晰”(但实际上对画质也起到了一定的破坏作用),有些则干脆直接通过拔高感光度的方式来实现快门加速(这类功能也被称为“高感防抖”)。上述两种数码(电子)防抖对图像品质无疑都会造成明显的劣化,效果可谓“有得有失”,而目前还有一种较为先进的数码(电子)防抖,即“多帧合成”——相机在指定模式下会以相对安全的快门速度及较高感光度同时拍摄多张照片,然后利用图像处理器对照片数据进行合成、降噪,从而获得画面清晰度与纯净度之间的平衡;索尼部分相机中的“动作防抖模式”便是此类技术的代表,下面这张照片就是成功应用该项功能的拍摄实例:

  • 制造商=SONY;型号=NEX-5N;焦距=16毫米;日期=2011.09.27 07:29:07;光圈=F4.0;测光模式=模式;感光度=ISO6400;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/250秒;曝光程序=程序模式
  • 相比数码(电子)防抖,光学防抖技术的历史要更长一些。全球第一台带有防抖功能的照相机是尼康公司1994年发布的“NIKON Zoom 700 VR QD(北美地区型号为:Zoom-Touch 105 VR QD)”,这款镜身一体化微型傻瓜式胶片相机的镜头内部首次搭载了Vibration Reduction(减震)组件;到了1995年,另一家影像巨头佳能,发布了全球第一支带有防抖图像稳定器的可交换式镜头“EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM”,在业界广受赞誉;2003年,美能达公司推出DiMAGE A1,这是世界上第一台支持光学防抖功能的数码相机;2004年,柯尼卡美能达又发布了带有AS(Anti-Shake)功能的MAXXUM 7D,开创了防抖数码单反机身的先河。

  • 尼康公司出品的全球第一台带有防抖功能的照相机(1994年),图片取自dcview网站
  • 佳能公司研发的全球第一支带有防抖图像稳定器的可交换式镜头(1995年)
  • 在照相机进入数码时代后,光学图像稳定技术开始分“机身防抖”和“镜头防抖”两大阵营并延续至今(也有一些观点认为,机身防抖不属于光学防抖行列,而应单独归为一类),区分它们的标志很简单,就看图像稳定装置位于相机机身内还是位于镜头内。“机身防抖”的核心是带有图像稳定功能的传感器组件,因此也被称为“传感器防抖”或“感光器防抖”,譬如上面提到的DiMAGE A1和MAXXUM 7D便属于这一类型;“镜头防抖”则通过镜头中的专用浮动镜片来实现,尼康ZOOM 700 VR QD和佳能EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM均属此类。其实两者的基本工作原理相类似——它们都是以陀螺仪传感器或加速度传感器来感应相机抖动,再通过微处理器快速运算并驱动相关组件做反向位移来抵消抖动影响,从而达到矫正偏移光路、使图像保持清晰的目的。

  • 虽然光学防抖功能可有效提升手持拍摄的成功率,但图像稳定技术并不能完全杜绝“手抖”所导致的照片虚糊,它只能在一定范围内起到作用,因为光学防抖系统有其自身能效的极限。我们会看到一些相机或镜头在宣传资料中标称:防抖模式下“相当于提高4级快门”,这句话如何理解呢?事实上,进行拍摄时相机的快门速度并不会因为防抖功能的开启而发生改变,其实际含义是——相机的安全快门速度能因此降低4级。譬如在某一焦距下,拍摄者原本需要1/125秒的快门速度才能保证画面不受抖动等因素的影响,但在防抖开启后可能只需要1/8秒便能获得相对清晰的图像,在光线条件欠佳的拍摄环境下无疑是非常实用的功能。当然,这仅仅是理论上的数据,代表防抖功能开启或关闭状态下,使用1/125秒或1/8秒快门速度时拍摄效果受抖动影响的概率基本一致,并不是说开启防抖功能就一定能保证照片效果的完美。

    ●“机身防抖”、“镜头防抖”和“双重防抖”

    “机身防抖”和“镜头防抖”究竟孰优孰劣呢?对于可换镜头数码相机而言,机身防抖的优势在于“一劳永逸”——只要购买的相机其感光器组件支持图像稳定功能,无论采用何种镜头,都可以实现光学防抖;反之,如果相机机身不支持防抖,那么只能通过使用带图像稳定功的镜头才能有效提高手持拍摄的成功率。镜头防抖的成本虽然更高,但也有自己的优势——摄影师可以直接从相机的光学取景器内即时察觉到防抖的效果,从而有效提高取景的舒适度与精确性(尤其在使用长焦镜头时),这是机身防抖无法实现的。当然,这一差异只在数码单反类产品上采用光学取景器时才会有所体现,使用电子取景时机身防抖的效果也能同步呈现在屏幕上。

    那么在实际防抖效果上,谁更胜一筹呢?有人认为镜头防抖的效果更好,因为厂家可以按照每支镜头的特点有针对性地采取经过优化的防抖设计;当然,也有观点支持两者差距并不明显。问题的关键是,对于类似的争论,并没有比较客观而理想的测试对比方法可以加以检验,而且我们认为即便进行对比,也应该具体到产品进行分析,单纯讨论两种技术的优劣没有太大意义,这里便不多展开。

    至于“双重防抖”的概念,早前不同的品牌对此会有不同的解释。譬如佳能的双重防抖是指可以同时补偿相机的“倾斜抖动(角抖动)”和“平移抖动(水平抖动)”,以此改善微距镜头或微距拍摄模式下的防抖效果;而另有一些品牌将双重防抖定义为“光学防抖”+“数码(电子)防抖”,即相机本身支持光学防抖,同时在必要时还会启动数码(电子)防抖机制,通常就是自动提高感光度。而技术发展到今天,所谓“双重防抖”的概念已经变成了相机和镜头同时支持防抖,且能协同工作,从而进一步增加清晰拍摄的成功率。譬如在奥林巴斯、索尼部分机型上使用的五轴防抖,松下部分机型上使用的“DUAL I.S.[双IS]”系统,都属于此类技术。以索尼使用的五轴防抖技术为例,如果交换式镜头本身不搭载任何防抖组件,那么机身上的五轴防抖系统将“火力全开”,从五个维度实施防抖;如果使用的镜头上已经搭载了光学防抖组件,那么机身只负责旋转位移和旋转,而由镜头负责摇摆防抖。

    ●关于防抖镜头

    鉴于光学防抖具有较强的实用性,因此目前新推出的数码相机大都支持这一功能;而在实现方式上,“机身防抖”和“镜头防抖”各占一定份额。随着技术的发展,某些原本只支持“镜头防抖”的品牌,在部分机型上已经可以实现镜头+机身双重防抖。对于镜身一体化相机而言,搭载哪种防抖模式可以是个无关紧要的问题,但对于可换镜头相机而言,消费者却有必要了解一下不同品牌的不同产品具体采用的类型,以便在选购和使用时做到心中有数。

    目前几大主流数码相机品牌里,佳能、尼康、三星、富士的可换镜头相机采用镜头防抖;奥林巴斯、宾得采用机身防抖;而索尼的a系列数码单反、单电相机采用机身防抖(Steady Shot),其无反相机一度只支持镜头防抖,但随着五轴防抖技术在部分机身上的运用,这些机型可以实现“双重防抖”。松下无反相机的情况也类似,部分支持“DUAL I.S.[双IS]”的机型也支持“双重防抖”。

  • 如果选择那些仅支持镜头防抖的相机品牌,产品是否支持防抖完全要看安装在机身上的镜头本身有没有带图像稳定器;并不是每一支镜头都会搭载防抖组件,厂家通常会根据产品的焦段、用途、定位来决定是否为其设计防抖功能;譬如使用超广角和广角镜头时,安全快门速度相对比较低,通常不会加上此类功能(但也有例外,如尼康的AF-S NIKKOR 16-35mm f/4G ED VR镜头)。当然,如今防抖镜头的普及度已经很高,虽然图像稳定技术一度是高端镜头的专利,但随着市场的发展、竞争的加剧,各大厂家都逐步将这一功能下放到自己的入门级产品线上。

  • 防抖镜头的图像稳定器组件通常由抖动感应检测系统、驱动控制系统和补偿振动镜片组成,结构上各家都差不多。而一支镜头是否带有防抖功能其实也不难识别——生产厂家会在其型号中加入指定的字母缩写:佳能是“IS”,尼康是“VR”,松下是“MEGA O.I.S”和“POWER O.I.S”,富士和三星是“OIS”,索尼E卡口是“OSS”,适马是“OS”,腾龙是“VC”。

    ●防抖功能选购、使用要领

    本篇的最后,让我们一起来总结一下有关防抖功能的几项选购、使用要领:

    • 1、某些低端产品虽然号称自己支持防抖功能,但很有可能采用的是数码防抖,初学者应尽可能选择带有光学防抖功能的相机;当然,拥有光学防抖+数码(电子)防抖更好。
      2、使用三脚架时,应尽可能关闭相机或镜头的光学防抖功能,否则图像清晰度可能反而会受到影响;当然,如果在极端天气环境下,相机处于三脚架上时仍有轻微摇晃,那么无须关闭防抖;另有一些产品带自动感应功能,当相机置于脚架上时会自动关闭防抖。
      3、大多数光学防抖镜头的图像稳定组件在启动后会持续发出类似“吱吱”的轻微工作噪音,这是正常现象,不要因此怀疑镜头出了质量问题。
      4、大光圈或更高感光度,无论如何这两个指标都是最直接有效的“防抖”。
      5、除依托拍摄器材自身的防抖功能外,切勿忽视正确拍摄技巧的演练,内外结合才能所向披靡!

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    直接从《数码相机入门 数码相机细分类·六[镜头大阅兵-中篇] 》跳到了《数码相机入门 数码相机细分类·七[详解“防抖”]》。
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