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手机摄影的终极防抖方案来了——浅析vivo微云台技术

所属频道:图解数码 发布时间:2021-01-27 17:19 点击:5

我写这篇文章之前两小时,华为终端用户研究部门给我打了一个接近两小时的电话,想听一听我对广义概念移动设备的看法,以及对所有品牌终端趋势的研判。中间我们讨论过趋势这个概念。趋势是和用户感知紧密结合的,就像我之前说的,能大卖的厂商,从来都是把成本堆到用户最能感知的部位,然后集中火力进行宣讲,让用户接受,让用户掏钱。少数KOL和顾问的颅内高潮很容易让产品的市场表现翻车。

所以,今天vivo开了这个小规模的微云台方案沟通会之后,我用很冷静的态度,探讨三个问题:

1. 微云台是什么?技术构成是什么?

2. 微云台在用户侧的门槛,到底有什么用?

3. 有没有可能成为趋势?

现在吹华为带趋势是一种XX正确,但是往前看,手机终端的应用趋势,同样也有vivo的功劳,就最近两三年,vivo至少在行业带起了屏幕指纹、机械结构全面屏、超级快充这三项大的技术浪潮。其中屏幕指纹成就了汇顶千亿市值和至少4倍的投资收益;机械结构尽管有诸多瑕疵,但是引领行业整整两年做产品这是不可争辩的事实;超级快充多家在做,但只有iQOO Monster让用户第二次感知充电速度是个巨大的刚需(第一次应该是OPPO的Vooc 充电五分钟通话两小时)。

那么,今天的微云台,到底能不能成为趋势呢?先了解一下微云台是什么。

可能彻底解决计算摄影后顾之忧的微云台方案

华为最近推出的一个概念我很喜欢:XDFusion计算摄影。确实,作为手机来说,首先你得是一台正常的通讯器材和个人事务伴侣,影像模组限于这个前提,不可能做的和完整的相机系统一样。虽然大家都在吹底大一级压死人,即便大到IMX700和GN1这种尺寸,但是和全画幅比还是小的可怜。所以SoC厂商、CMOS厂商和终端厂商最近一年都在潜心研究Ai技术对影像系统的实质性作用。这个方向是对的,但是有风险,最大的风险就是过度依赖计算导致的影像失真和数码痕迹过重。我甚至有时候觉得,只要SoC够强,完全依赖计算摄影的时代里,什么OIS都没必要,反正手机自己能算。

但是算出来的照片是你真的喜欢的吗?这恐怕是摄影伦理问题。就像我和华为用户研究人员交流的那样:我希望华为的影像能本真一些,XD Fusion是个伟大的发明,但要有边界。摄影是光影的艺术,未来可能也是计算的艺术,但终究,摄影不可能成为纯粹计算的艺术。

手机摄影的终极防抖方案来了——浅析vivo微云台技术


那么,维持快门稳定的OIS技术和更激进的云台稳定技术,就是为计算摄影提供更加优质的原始采集信息的重要支撑。如果你认可计算摄影是未来,那么优秀的OIS和微云台方案,就是成就更加真实的计算摄影的基石之一。

这是目前我见过最复杂的主摄结构。手机云台大家都用过,大多数都很大。想把原理相同的机构放进手机且厚度小于9mm,这似乎是异想天开。更何况为了放置这个云台,还得兼顾模组的整体质量。不能为了实现云台而把一堆很差的小规格感光器和镜头组塞进去糊弄玩家。毕竟最终成像,靠的是原始图像信息采集,稳定装置是确保采集质量的重要手段,并不能是唯一能决定采集质量的因素。

摆在vivo面前的挑战就是:在微云台里塞入一种或者几种顶尖规格的CMOS,且成像质量在慢速快门和高速快门下都能获得顶尖的水准。用人话来说,就是vivo有没有本事塞进去一颗主流规格的大底CMOS,或者对现有某种CMOS做魔改,成像质量有质的提升。

做得到,这才叫有门槛的微云台稳定技术;做不到,那叫噱头和炒作。

那么vivo有没有做到呢?我后面再说,先了解一下微云台的工作原理:

微云台机构由限位机构、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构成,既要达到量产,也要足够薄,否则搞成个板砖没人愿意用。vivo使用了磁动力框架来解决云台机构的小型化问题:


手机摄影的终极防抖方案来了——浅析vivo微云台技术

结合上面两张图,可以看到云台和镜头组(含CMOS)的关系大致为:CMOS与镜头组封装在双滚珠悬架里,然后安装在磁动力框架上,两对滚珠配合十字支架,分别让微云台在X轴、Y轴完成灵活的“双轴转动”,从而实现“立体防抖”。

手机摄影的终极防抖方案来了——浅析vivo微云台技术

弹片的设计也并不是简单的平面,而是多角度立体设计,这也加大了弹片制造的工艺难度与加工精度。采用这样的设计,使得微云台的防抖角度达到了正负3°以上,是传统OIS光学防抖的300%。

平时的四轴OIS防抖是通过镜片的运动来降低最终的画面抖动,但镜片相对传感器的运动幅度,会造成画面边缘画质损失。而微云台在防抖运动中自身不存在相对位移,真正做到了100%模组整体防抖,可以保证画面成像不受损失;在微云台防抖的加持下,主镜头有着更大的转动角度,可防抖范围面积也达到了OIS光学防抖手机的3.2倍,防抖稳定性更强。

说完了微云台机构的作用和性能,我们可能更关心vivo会在微云台里塞进去怎样的模组来完成优质成像。限于信息披露,这篇文章里,我只能说,这次X50微云台内,塞进去了一颗为4800万像素,来自索尼定制的新传感器;全系模组采用F1.6的超大光圈,加上一枚索尼定制的滤光片,进一步提升通光率和感光性能。

过去几个月,我也在怀疑vivo是不是一直打算拿GW1划水下去,但现在看,憋大招憋了好久了,除了新的传感器和F1.6的光圈,比较诡异的就是这枚用于增加感光性能的索尼定制滤光片。其R/G/B通道QE峰值分别提升12%、10%、12%左右,相比普通的滤色片,整体感光性能提升10%左右。根据这次发布会官方的宣称:“微云台防抖可以在1/4秒快门时长的情况下,达到与普通OIS光学防抖相同的成片,防抖暗光成片能力是无光学防抖的12.5倍、普通光学防抖的2倍。在相同的暗光条件下,将模拟手持曝光时长继续延长到1/2s,X50Pro的暗光成片能力仍然保持在64%。微云台防抖让X50Pro在弱光环境下的拍摄表现更加稳定。”

实际表现如何,6月份等实测吧。

微云台稳定技术能成为趋势吗?

首先我们要承认OIS四轴稳定技术已经是事实上的影像标准了,在暗光拍摄和长焦拍摄下,OIS能带来画质的稳定。但OIS也有一些问题,比如并不是万能,安全快门有限度,边缘画质有损失。那么微云台能取代OIS成为下一代旗舰机的标配吗?

这需要几个刚性条件:

1. 微云台必须要兼容主流大尺寸的CMOS,安装难度没有那么高,且容易量产,随着产业链的成熟,成本可控。之前成功的范例是屏下指纹、机械摄像头和潜望镜模组。从X50系列的实践看,vivo已经做到了大规模量产4800万像素的主流模组,所以整个产业链努把力,达到这个目标不难。

2. 微云台的尺寸可控,有利于设计薄尺寸手机。目前看vivo也基本做到了这一点,采用微云台方案的X5厚度都在9mm以内。

3. 产品调试难度可控,稳定性高。这个暂时没有询证,需要实际测试之后才能知道是不是达到了设计需求。不过有几张样片可以看一下效果:


手机摄影的终极防抖方案来了——浅析vivo微云台技术

总之,微云台是2020年手机行业一个比较有意思的解决方案,它的实际性能配合新的感光器、大光圈和滤光片,进一步优化了计算摄影所需要的信息采集质量问题,是比OIS更好的解决方案。但是否能成为趋势,还得看成本、安装难度、质量稳定性和成像水平来决定。反正X50系列很快就要发布了,到时候看看呗。