隨著相機(jī)與手機(jī)愈來(lái)愈普及，用在穩(wěn)定影像的「防手震」技術(shù)也愈加為人所熟知，不過(guò)，幾軸防手震代表著什么意思呢？為什么主流的光學(xué)防手震技術(shù)是「五軸」防震呢？有沒(méi)有可能達(dá)到「六軸光學(xué)防手震」呢？請(qǐng)看本文解答。

先說(shuō)結(jié)論：

「六軸光學(xué)防手震」現(xiàn)階段幾乎不可能做到。

那么，為什么有些手機(jī)或相機(jī)廠商依舊會(huì)主打他們的六軸防手震規(guī)格呢？要先弄清楚這個(gè)問(wèn)題，我們得先從五軸防震說(shuō)起。

五軸防手震

「五軸光學(xué)防手震」應(yīng)該是目前手機(jī)與相機(jī)光學(xué)防震規(guī)格中，較普及且較成熟的一種技術(shù)了，它是藉由感光元件的位移，來(lái)達(dá)到影像穩(wěn)定的效果，而「五軸」防震，則意味著感光元件具備五個(gè)向量的位移穩(wěn)定技術(shù)。

五軸是哪五軸呢？答案是：「X、Y、Pitch、Yaw、Roll」

如果要用中文來(lái)解釋，應(yīng)該可以這么說(shuō)：左右水平移動(dòng)（X）、上下水平移動(dòng)（Y）、左右搖（Yaw）、上下?lián)u（Pitch）、滾轉(zhuǎn)（Roll）。

我們看圖會(huì)更好理解：

為什么沒(méi)有六軸光學(xué)防震

截至目前為止，在「光學(xué)防手震」的領(lǐng)域上，五軸已經(jīng)是目前技術(shù)上所能達(dá)到的極限了，那么為什么沒(méi)有六軸光學(xué)防震呢？又因?yàn)槭裁丛蚨鴽](méi)有普及呢？

答案是技術(shù)上不可能做到。

我們不妨從另一個(gè)角度來(lái)想這個(gè)問(wèn)題，在原有的五軸之上要再加上一軸，會(huì)是哪一軸呢？如果要做到六軸，第六軸是什么？

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想到了嗎？

沒(méi)關(guān)系，再給一個(gè)提示：

「在三度空間的物體，一共擁有幾個(gè)自由度（Degrees of freedom）？」

答案是六個(gè)，即X、Y、Z、θx、θy、θz。

▲在三度空間的物體，一共具有六個(gè)自由度。

還記得我們之前所說(shuō)的，「左＋右」是一個(gè)自由度，相當(dāng)于X軸，「上＋下」是另一個(gè)自由度，相當(dāng)于Y軸，「前＋后」也是一個(gè)自由度，相當(dāng)于Z軸，以上是三個(gè)軸向的自由度。

剩下的三個(gè)自由度是旋轉(zhuǎn)的自由度，分別是以上X、Y、Z三個(gè)軸向的角速度，也就是五軸防震中的「Pitch、Yaw以及Roll」。「Pitch」是X軸的角速度，「Yaw」是Y軸的角速度，而「Roll」則是Z軸的角速度。

換言之，在三度空間運(yùn)動(dòng)的物體共有六個(gè)自由度，分別是三個(gè)軸上的加速度以及角速度。

多出的第六軸...

那么，我們?cè)倩貋?lái)看五軸和六軸有什么差異：五軸是：「X、Y、Pitch、Yaw、Roll」，六軸則是「X、Y、Z、Pitch、Yaw、Roll」，而從前面的分析中，我們可以知道Z 軸代表的是「前后」。

所以，為什么不可能做到第六軸光學(xué)防震？

因?yàn)閆軸是你拍攝物體的指向。那就是...

攝物距離

想像你的相機(jī)（或是手機(jī)）是一個(gè)點(diǎn)，被攝物體也是一個(gè)點(diǎn)，連接這兩點(diǎn)的向量就是Z軸，因此Z軸的偏差，代表著「攝物距離的改變」。

以目前光學(xué)成像的技術(shù)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是相機(jī)或是手機(jī)，拍照前總需要「對(duì)焦」，因?yàn)榕臄z前必須先得知拍攝物體的距離才能夠成像，即便是使用超短焦距鏡頭達(dá)到所謂泛焦拍攝（不需要對(duì)焦），仍然需要先定義攝物距才能夠成像。

因此Z軸防震的意義，代表的意義是「在按下快門曝光的同時(shí)，拉近或遠(yuǎn)離被攝物體，感光元件及鏡頭的補(bǔ)償，有辦法做到讓成像依然清楚」。聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)繞口，但如果我們反向思考，問(wèn)題可以換成：「如果Z軸真的可以防震，那么相機(jī)還需要對(duì)焦嗎？」

這就是為什么不可能真正做到六軸光學(xué)防震的原因，因?yàn)榈诹S的意義是相機(jī)（或手機(jī)）距離拍攝目標(biāo)的遠(yuǎn)近，我們要怎么用可動(dòng)的機(jī)械式元件來(lái)補(bǔ)償這個(gè)向量呢？除非你有一個(gè)可以隨時(shí)追著物體跑、無(wú)論人手怎么動(dòng)，都可以完美維持拍攝距離的相機(jī)。或許技術(shù)上是可以做到的，但很顯然的，這很可能會(huì)使得相機(jī)模組體積、成本大增，也不適用于消費(fèi)型產(chǎn)品上。

▲一個(gè)普通的三軸加速度＋三軸陀螺儀感測(cè)器。

廠商宣稱的第六軸其實(shí)是...

既然六軸光學(xué)防手震實(shí)務(wù)上幾乎不可能做到，那么我們就想知道，那些號(hào)稱擁有六軸防震的文宣，究竟指的是什么？

其實(shí)，它的意義通常指的是「具備六軸感測(cè)器」，一般來(lái)說(shuō)，用在手機(jī)和運(yùn)動(dòng)攝影機(jī)上的六軸感應(yīng)器大致會(huì)是「3-axis accelerometer + 3-axis gyroscope combos」，即三軸加速度與三軸陀螺儀感測(cè)器。

但問(wèn)題是幾軸感應(yīng)并不是重點(diǎn)，重點(diǎn)是：能否做出相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償？就算感測(cè)到了第六軸，感光元件、鏡片組、甚或演算法是否能夠?qū)?yīng)補(bǔ)正？在前面的篇幅中，我們已經(jīng)證實(shí)了要補(bǔ)償Z軸是相當(dāng)困難的一件事情，這并不會(huì)因?yàn)槠鞑谋旧砭邆鋷纵S感應(yīng)器就能改善。

要幾軸，有幾軸？

如果用「具備幾軸感應(yīng)器」的邏輯來(lái)幫器材標(biāo)示「幾軸防震」，這其實(shí)是很不合理的，如果要這樣搞，我們最多甚至可以標(biāo)示到「九軸防震」，例如目前的九軸感測(cè)器就有這兩種：

3-axis gyroscope＋3-axis accelerometer＋3-axis compass

3-axis gyroscope＋3-axis accelerometer＋3-axis magnetometer

但問(wèn)題是，這樣有意義嗎？別忘了在三度空間的物體也僅只有六個(gè)自由度，多幾軸「感測(cè)器」并無(wú)法讓防手震的效果更加優(yōu)秀，重點(diǎn)還是在于補(bǔ)正機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及演算法的優(yōu)劣，更何況在三度空間中，是無(wú)論如何都無(wú)法做到超過(guò)六個(gè)軸的手震補(bǔ)正的。

因此，聰明如你，下次看到「六軸光學(xué)防手震」這類文宣時(shí)，應(yīng)該就心里有底了吧？

或許我們也可以這么想

從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，「電子防手震」可能也是一個(gè)新出路，有一種可能性是利用詳盡的演算法來(lái)補(bǔ)足物理上難以補(bǔ)正的Z 軸，例如藉由多張疊圖的方式，來(lái)減少拍攝時(shí)前后晃動(dòng)所造成的影像模糊。

狹義來(lái)說(shuō)，用純演算法所達(dá)成的補(bǔ)正效果，僅能算是「電子防震」，而非物理上的「光學(xué)防震」，但這是否也能算得上是多出一軸的防震效果呢？

現(xiàn)實(shí)面來(lái)說(shuō)，即使是具權(quán)威性、制定相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的CIPA（日本相機(jī)暨影像產(chǎn)品協(xié)會(huì)）對(duì)于光學(xué)防手震、補(bǔ)正級(jí)數(shù)的定義也是洋洋灑灑、莫衷一是，我們又該如何定義電子防震是幾軸才合理呢？

沒(méi)有硬性規(guī)定，就看你怎么想了。