前言

通常你拍视频的时候，是不是因为手的抖动，拍不出一张稳定的照片？尤其是家长想要给活泼的孩子拍一张好照片，简直是难上加难。有些朋友为了拍照片和视频，花了大笔钱买了专业设备，结果很快就发现自己躺在角落里吃灰尘。随着科技的发展，手机对日常生活的记录做了很多优化。我们也可以看到，一些厂商为用户拿起手机，安心记录生活做出了努力，其中手机的防抖能力就是关键成果之一。

(本文第三部分：微头的防抖效果能和运动相机相比吗？)

一、手机两大主流防抖技术

在与朋友微云台聊天之前，笔者先谈谈光学防抖和电子防抖。目前，手机的防抖技术不仅是为了保证图像变得更清晰，也是为了为计算摄影提供更好的原始信息获取。

光学防抖

常见的光学防抖(OIS)是在手机的镜头模块上增加可移动的防抖镜头组，并根据手机震动的方向施加防抖作用，以抵消部分震动。优点是当快门速度降低时，照片仍然清晰。缺点是镜组的移动会导致边缘画质的恶化，需要预留镜头内部额外的移动空间来增加模组的体积。

(光学anti-shake)

电动防抖

电子防抖(electronic anti-shake, EIS)的本质是通过缩窄视野后的算法提取图像上的特征点，计算特征点之间的相对位移差，从而计算出图像的整体位移，并对图像的不同区域进行裁剪。其优点是减少了光学元件的添加，节省了成本。缺点是画面不稳定导致拍摄角度的损失。在光线不足的情况下录制视频，会出现更严重的运动模糊。

(电子anti-shaking)

(当EIS开启时，在弱光下可能会出现更严重的运动模糊)

二是行业对防震技术的大胆探索

面对光学防抖的边缘画质恶化、电子防抖的视角丧失、弱光下的运动模糊等问题，2020年出现了两种新的手机防抖解决方案：苹果iPhone 12 Pro Max的传感器位移防抖技术和vivo X50系列的微头。这两种防抖方案都是以光学元件可以移动为前提的，但它们并不完全相同。

(微平衡)

传感器移位光学防抖

苹果iPhone 12 Pro Max的主摄像头具有传感器位移防抖功能，每秒可以进行5000次计算，官方手持快门速度最高可达2秒。

(iPhone 13全系列主摄像头标配传感器位移防抖)

位移式防抖传感器最早应用于数码相机，通过电磁效应将传感器固定在平行滑动的平台上，利用电磁磁滞使传感器在短时间内固定，达到防抖的目的。但是苹果iPhone的传感器位移防抖是双轴的，只能抵消X和Y两轴的反向抖动，相比目前配备五轴防抖的高端无反射摄像头，有一定的局限性。

平衡稳定

微头由限位机构、双球悬架、镜头、音圈电机、双s型FPC排、t型FPC、磁动力架、防护罩等组成。精致的双球悬架结构使微头实现立体防抖，防抖角度达到3，是传统OIS光学防抖的300%，提供更好的防抖性能。双s形FPC线结合独特的异源磁框堆叠方案，最终实现了将比普通主摄像头大5倍、比潜摄像头平均板面积大3.2倍的微头塞进厚度仅为8.04mm、重181.5g的vivo X50 Pro中。

(微平衡)

微头防抖是镜头、传感器等部件的整体运动，模块内不存在相对位移。由于微头减少了防抖镜头组的添加，避免了OIS边缘画质的恶化，结合日益成熟的EIS，是新一代镜头的防抖处方。同时，微头的运动是立体的，这与稳定器的原理是一致的。它属于多轴稳定性，具有较强的适应性。

三、微头的应用

目前搭载微云台的手机品牌有vivo和iQOO。经过多代微云台的发展，新一代微云台的性能如何？下面笔者就以vivo影像旗舰X70 Pro+为大家开始谈一谈。

(vivo X70 Pro+)

非常强大的照片稳定器

目前vivo X70 Pro+使用超广角拍照模式时，微头会强制工作，摇晃手机。你可以看到后置图像模块中的超广角镜头试图抵消手机的抖动。

(微头工作状态)

vivo X70 Pro+有一个叫“防抖助手”的功能，在0.6x~1.9x拍摄时，会在某些模式下显示防抖助手。打开后，在拍摄界面中央会出现同心圆的辅助显示。手机抖动时，只要小点不超过内圈，就能获得相对稳定的画面。

实际测量采用超广角拍摄。手机在辅助工具建议的范围内倾斜摇晃，画面基本没有明显晃动。

微云台防抖与电子防抖相结合带来的最大提升就是极弱的射光能力。笔者使用vivo X70 Pro+携带微云台超广角夜景模式，在清晨昏暗的小区拍摄一些素材。仅供参考，首先是保持10秒的弱光环境：

件：

强光环境比弱光环境保持5秒：

件：

可以看出，在双防抖配合下，带有微头的vivo X70 Pro+夜景膜符合人眼的高动态范围，纯度和细节也超过了人眼的真实视角观察，非常震撼。只要控制好手的抖动幅度，暴露超过10秒也不成问题。即使你没有三脚架，你也可以用一个装有微头的装置自由地拍摄。

微头的防抖效果能和运动相机相比吗？

微云台照片防抖这么强，那么在视频防抖方面与主流运动相机有何抗衡呢？笔者准备了vivo X70 Pro+、GoPro HERO9 Black和一部普通手机作为对照，固定三台设备，拍摄三组不同场景的视频制作gif，让大家参考一下防抖效果。

场景一：正常活动

以下是普通手机(EIS)的拍摄效果：

以下是GoPro HERO9 Black(增强EIS Hyper Smooth 3.0)的外观：

以下是vivo X70 Pro+(超级防抖)的拍摄效果：

以下是GoPro HERO9 Black(地平线防抖)的照片：

正常行走时，三种设备的防抖效果相似。开启地平线防抖功能后，运动摄像机和微头的稳定效果明显提高。

第二幕：走下楼梯

以下是普通手机(EIS)的拍摄效果：

以下是GoPro HERO9 Black(增强EIS Hyper Smooth 3.0)的外观：

以下是vivo X70 Pro+(超级防抖)的拍摄效果：

以下是GoPro HERO9 Black(地平线防抖)的照片：

以下是vivo X70 Pro+(地平线防抖)的拍摄效果：

在上下楼梯的场景中，设备的稳定性开始受到一定程度的挑战，主要是上下运动幅度较大。可以看出，瞬时过大的运动幅度使电子防抖的弊端显现出来，画面出现运动模糊的叠加。运动摄像机的播放比较稳定。由于微头的移动角度有限，安装微头的X70 Pro+的画面角度会突然出现轻微偏移。

场景3:运行

以下是普通手机(EIS)的拍摄效果：

以下是GoPro HERO9 Black(增强EIS Hyper Smooth 3.0)的外观：

以下是vivo X70 Pro+(超级防抖)的拍摄效果：

以下是GoPro HERO9 Black(地平线防抖)的照片：

以下是vivo X70 Pro+(地平线防抖)的拍摄效果：

跑步是我们日常场景拍摄的终极测试，基本上我们所有的设备都有一个电子防抖运动模糊覆盖在帧的中心。不过有趣的是，无论是运动摄像头还是带微头的X70 Pro+，都比走路更稳定，所以厂商对设备稳定性的调整似乎主要是在激烈的运动场景下。

总的来说，搭载微头的X70 Pro+的综合稳定性已经达到保守的一级运动相机的80%以上，但微头的协调性仍有一定的提升空间。作者建议vivo未来可以增强其对运动场景的检测能力，更灵活地调用微头的运动。毕竟，机械部件的防震效果肯定比单纯的防震算法与防震算法协同的效果要好。

在视频模式下，vivo X70 Pro+有四种防抖模式可供选择，分别是：关闭防抖、标准防抖、超级防抖和地平线防抖。地平线防抖是微云台与EIS的新组合。启用此功能后，无论手机如何向前旋转，手机都会完全锁定地平线的位置，并且通过微型万向台可以很好地缓解画面抖动。

我用GoPro HERO9 Black和vivo X70 Pro+进行了同样的抖动测试。vivo X70 Pro+地平线的防抖性能非常出色，结合这款视频的防抖体验，可以说购买配备微头的设备相当于给了运动相机的大部分功能。

可以看到，vivo X70 Pro+地平线功能接近第一层运动相机的水平，加上玻璃镜头和蔡司T*镀膜，画面锐利清晰，没有闪烁和明显眩光。

以下是GoPro HERO9 Black (Horizon)的外观：

这是vivo X70 Pro+(地平线)的一个镜头：

四是微头的新应用与展望

看完微云台在vivo X70 Pro+上的表现，我很有感触。手机影像是在传统光学和数码相机的发展成果基础上，针对微锥的特点，一些丰富的玩法也浮现在笔者的脑海中。也欢迎读者在评论区分享他们对未云台未来的看法，越多越好。

更强大的超像素技术

目前，影响手机画质的只有两个方面：像素合并和多帧叠加。像素合并是指将原来的高分辨率传感器像素转换为大像素，增加光输入以改善弱光图像质量，同时减小文件大小以方便传输，类似于后期的收缩操作。

多帧栈一般用于手机的HDR模式。在很短的时间内，手机拍摄了多张不同亮度的照片，并将它们组合成一张高动态范围的照片，其中暗部保留黑色，亮部保留白色。在夜间模式下，手机还会拍摄多张照片，并将它们堆叠起来，以降低噪音，提高照片的纯度。

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手机的传感器大部分是RGGB或RGBW，少数是RYYB。通过微头的防抖和精确位移，完整记录每个彩色像素上的信息，并对原始图像数据进行丰富采样，辅以超像素算法。该手机不仅可以通过像素合并实现图像收缩和多帧叠加，提高图像质量，还可以通过微头扩展图像尺寸。结合非常成熟的运动补偿算法，可以实现大型作品的输出。

移动延迟和拼接

风景摄影爱好者经常涉及拍摄延时和拼接照片材料。机器位置固定的延时作品往往没有动态的眼球吸引，微头的特点就像人的眼睛在四处移动一样。当将来微头的运动是可控的，我们可以在一定的时间内设置微头的运动轨迹、起点和终点，然后拍摄延时。这样充满活力的作品将会非常精彩。

除了控制头部的主动运动来达到延时拍摄的效果外，如果将头部锁定在一个物体上并在物体周围移动，则可以实现大范围的延时效果。当然，这是适合很有耐心的朋友的，笔者尝试过几次但都没有坚持下去。

如果微头的移动中心靠近手机镜头的光节点，手机也会有一定的全景拍摄能力。在理想的情况下，手机可以通过微头的运动向不同方向拍摄照片材料，并在电脑中完成全景拼接。导出的最大全景照片角度取决于微头的活动范围，这不仅增加了图像尺寸，也相应地增加了视角。

天上的跟踪

自从OIS让手机夜景更受欢迎以来，越来越多的人开始使用手机夜景。一些手机爱好者不满足于星星和月亮，他们把目光转向了头顶上的星空。微型头部的特性使得用手机拍摄天体成为可能。除了月亮和太阳，太空中的天体往往非常黑暗，所以深空摄影需要赤道、长焦和坚固的三脚架。

(图片来源Ping Vision授权)

相机、赤道仪、长焦镜头和三脚架的组合是深空拍摄的必备条件，而沉重的设备往往会减少外出拍摄的动力，那么微型头到底能做什么呢？别忘了，智能手机集成了很多传感器，包括GPS、陀螺仪和重力传感器等，在传感器和镜头数据已经确定的情况下，GPS提供手机的位置数据，陀螺仪确定手机的拍摄方向，机身收集重力传感器数据，大致确定手机的方向和拍摄角度。

(图片来源Ping Vision授权)

现在位置数据已经确定，该区域天体的运行轨迹也有了，只需要很好地支持手机，微头就会自动跟踪曝光。带一部手机比带一堆设备要好。也许当手机微云台流行起来的时候，越来越多的准专业人士会选择一部手机在世界各地拍照。

(图片来源Ping Vision授权)

结论

笔者认为，首先，当微头的平板面积足够小的时候，手机的超广角、主摄和长焦会同时配备，这样每个摄像头都有很强的防抖能力，辅助计算摄影更好的发展。其次，赋予用户控制微头运动的权利，开发视频操作镜、受试者跟随等有价值的图像功能。最后是增加微头的防抖角度，不仅可以实现更强的防抖效果，还可以让手机拥有更广阔的全景连接、更大范围的移动延时摄影和全焦天体跟踪能力。

微云台的诞生，除了为高级用户提供更有创意的玩法，更多的是为普通用户提供可靠的拍摄稳定性，让每个人都愿意拿起手机记录生活，轻松拍摄，留下最好的回忆