如果您曾经尝试在走路时用手机拍摄视频，您就会知道保持图像静止是很棘手的。 有一些巧妙的技术旨在减少抖动效果，并且有两种不同的方法来实现它。
光学图像稳定来自静态摄影领域，它使用镜头内部的复杂硬件机制来保持图像静止并实现清晰的捕捉。 它已经存在了很长时间，但已经适应了视频，并且最近针对智能手机进行了小型化。 数字图像稳定更像是一种软件技巧，就像“数字变焦”一样，但反过来，它会在传感器上主动选择图像的正确部分，使主体和相机的移动看起来更少。 让我们看看它们是如何工作的，以及它们是如何应用于最新的摄影小工具的。
光学图像稳定：镜头的稳定器
How-To Geek 已经有一篇文章解释了光学图像稳定的工作原理。 但为了完整起见，我们将总结一下：光学防抖，简称OIS，也称为“IS”或“减震”（VR，与虚拟现实无关），取决于相机的品牌，是所有关于硬件。
具有光学图像稳定功能的相机镜头有一个内部马达，当相机对焦并记录镜头时，该马达会物理移动镜头内的一个或多个玻璃元件。 这会产生稳定效果，抵消镜头和相机的运动（由于操作员的手抖动，例如 example) 并允许记录更清晰、更少模糊的图像。 这反过来又允许在光线较暗或 F-stop 值较低的情况下拍摄照片，同时仍然清晰。
进入这些东西的工程是惊人的。 它是外部硬件的超小型版本，例如使用的多轴云台 斯坦尼康等系统——那些你可能在体育赛事或电影布景中见过的大型肩扛式摄像机支架。 镜头内或相机内稳定系统的结果并不像外部陀螺稳定器那样引人注目，但它们仍然令人印象深刻。 带有光学图像稳定功能镜头的相机比没有镜头的相机可以在较低的光照水平下拍摄更清晰的静止图像，并且可以使用相同的技术来稍微改善在手持相机上录制视频的模糊、摇晃效果。 最大的缺点是光学图像稳定需要镜头中的大量额外组件，并且配备 OIS 的相机和镜头比不太复杂的设计要贵得多。
光学图像稳定过去仅限于高端相机和摄像机。 但是这项技术已经迭代得足够多，现在您可以在消费级数码单反相机和无反光镜相机中使用它。 它甚至被缩小了，因此 OIS 镜头可以安装到智能手机的相机模块中。 是的，这意味着在一些厚度不到半英寸的智能手机中有一个微小的移动玻璃元件。 如果您的手机有 OIS 镜头，您可以将顶端靠近耳朵，稍微摇晃一下，甚至可以听到后置摄像头模块中的稳定元件发出嘎嘎声。 （嗯，不过不要太用力。）
这是一个 example 手机摄像头模块的微型 OIS 元件。 请注意镜头组件的顶部如何独立于下方的图像传感器移动。
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使用更小的镜头和传感器，手机上的 OIS 功能不如大型相机上的功能强大。 但它仍然可以帮助您拍摄更清晰的照片和更少抖动的视频。 一些具有光学图像稳定功能的著名手机设计包括 iPhone 6+ 及更高版本、三星 Galaxy S7 及更高版本、LG G 系列和谷歌的 Pixel 2。
手动图像稳定：裁剪视频以使其稳定
数字图像稳定都是在软件中完成的。 如果您熟悉光学变焦和数码变焦之间的区别（即放大图像上的像素而不改进它们），它是相似的。 但数字稳定对视频有更直接、更可衡量的影响。
为了稳定抖动的预先录制的视频，您可以裁剪出每帧边框上“移动”的部分，从而使视频看起来更稳定。 这是一种视错觉：当视频四处晃动时，图像的每一帧的裁剪都会调整以补偿晃动，您会“看到”视频的流畅轨迹。 这需要放大图像帧（并牺牲图像质量）或缩小帧本身（导致带有移动的黑色边框的较小图像）。
患者视频编辑器可以逐帧手动完成录制。 这里有戏剧 example 在星球大战第七集的一个短镜头上。
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这是一个夸张的 example 裁剪以获得稳定效果，但它显示了如何相对于主体（船）或背景在视频帧周围移动图像可以产生更流畅的视频。 以下是真实世界主题的更典型示例的集合。
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数字图像稳定：为您剪裁视频的软件
通过添加高级软件，计算机可以自动将这种裁剪和移动技术应用于视频。 视频编辑软件，如 Adobe 首映、Final Cut Pro 和 Sony Vegas 可以做到这一点，通常通过对全尺寸视频进行少量裁剪或缩放并逐帧动态稳定来实现效果。 这是一个 example 在 Final Cut Pro 中执行的视频自动稳定效果（如果尚未设置，请跳至 3:34）。
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就像光学图像稳定一样，这种后处理软件变得越来越便宜，分布也越来越广泛。 甚至可以使用一些免费视频服务中内置的基本缩放和裁剪稳定功能，例如 YouTube 和 Instagram. 这种效果的应用范围是有限的，因为它需要放大以补偿相机的抖动，而不会在视频帧的边缘显示黑色区域。 放大得越多，最终视频的质量就会越低。 请注意，由于稳定效果所需的裁剪，以下视频的稳定镜头（顶部）的帧小于原始非稳定视频的全帧（底部）。
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这就是图像稳定可以应用于现有视频的方式。 现在，结合移动和裁剪稳定技术，在拍摄视频时在静态相机传感器的像素网格上留出一点额外空间，以及检测部分图像及其运动的超级先进软件，您可以自动进行稳定，就在录制视频的时候！ 该软件在相机传感器上记录每一帧的整个图像，自动感知相机相对于主要拍摄对象和背景的抖动情况，并将视频裁剪为 4K 或 1080p 尺寸，同时四处移动图像以补偿图像的移动。相机本身。
这就是“数字图像稳定”的含义：将裁剪工具应用于视频，自动且立即在相机中，视频录制后无需额外的软件。
这项技术在镜头机构中不需要任何额外的移动部件，因此制造成本更低。 它的技术效率不如光学稳定镜头，因为您需要更先进的计算机处理来实时应用裁剪工具。 但通过硬件和软件的正确组合，效果可能非常显着。 这是最新数字图像稳定技术的视频 在新的 GoPro 7 系列中.
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请注意，GoPro 7 与其前身一样，相机本身没有任何移动稳定部件，上面的视频也没有使用 Premiere 或 Final Cut 等额外软件进行稳定。 所有视频都是直接从相机拍摄的，并自动应用裁剪以补偿抖动和振动。 这并不完美——它还不足以完全消除自行车下楼梯时的震动，因为 example，它会在视频帧上进行大约 10% 的裁剪。 但与非稳定相机相比，这是一个令人印象深刻的改进，无需 OIS 或纯软件稳定所需的费用或时间。 自 Hero 5 系列以来，GoPro 就具有相机内数字图像稳定功能，并且它也可用于其他运动相机。
数字图像稳定也可以应用于手机上的视频。 谷歌在最初的 Pixel 上使用了纯软件系统（称为“EIS”，表示“电子图像稳定”），现在大多数高端手机都至少应用了某种程度的数字稳定，无论是否明确。 三星指出，在 Galaxy Note 8、Galaxy S9 和 Galaxy S9+ 上，同时使用了光学和数字图像稳定。 但是数字图像稳定有一个很大的缺点：与光学稳定系统不同，它不能应用于静止图像。 由于数字图像稳定依赖于裁剪一系列静止的视频帧，因此它不能一次只处理一个帧。
