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说说云台这回事儿2.0 之 云台的分类

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上次分享了云台的基本原理和信息,这次想着介绍下云台的分类。
首先我们需要来了解一下三轴云台是如何进行增稳的。其实,在我们所处的空间的任何运动都必须要进行三个轴的运动,即可定义为X、Y、Z轴。而云台也会有俯仰、横滚、偏航这三个方向运动,通过相应地抵消这三个方向的运动,云台得以实现增稳。云台的这三个轴可以看下面的动图:


在对增稳的原理有了一个大体上的理解后,接下来从增稳的结构原理以及形式上进行分类讲解:机械增稳云台和机械电子增稳云台,EIS电子防抖和OIS光学防抖。

机械增稳云台
机械云台,顾名思义,就是通过机械结构以及弹簧等配合,消除在运动中拍摄的震动,从而让拍摄的画面稳定。以下简单介绍下单轴、双轴、三轴,以及球形云台。
1、        单轴云台
单轴云台只能实现一个轴的转动,如只能绕 yaw 轴水平转动的全景拍摄云台,它就只能做“摇头”的动作。

单轴云台示意图



2、        双轴云台
双轴云台一般是指能实现水平(左右)和俯仰(上下)动作的云台,可以理解为只能摇头和点头。在机器人比赛中,一般带有射击功能的机器人都搭载两轴云台以实现多角度射击。

双轴云台示意图



智云新推出的Smooth X两轴云台

3、        三轴云台
三轴云台是我们最为熟知的云台形式了,可以通过对X、Y、Z三个轴进行控制来达到空间上的增稳。它适用于需要实现空间运动的物体,如在空中飞行的无人机。想象一下,如果在移动飞行的无人机身上固定一个无法调节角度的手机,拍出来的画质一定糊成渣了,而三轴云台就可以将画面稳定下来,完成“航拍大片”。
  
          三轴云台示意图                                                                    无人机增稳示意图                           


4、        球形云台
传统机械云台一般是用阻尼球调节角度,又可以称为球形云台,相机的三脚架云台普遍会采用这种。它可以像人的脖子一样灵活转动,但是需要使用者亲自接触才能控制,无法远程遥控和精准移动。

球形云台示意图


机械电子增稳云台
实际应用:手机云台、相机云台等
电子增稳,即通过电机对拍摄者的抖动进行反向的修正从而达到稳定的效果,绝大多数手持云台都内置多轴(普遍为三轴)陀螺仪和多轴加速度传感器,同时还配有 X、Y、Z 三个轴向的电机。在内置算法的控制下,手持云台可以根据手机重量驱动手机转动所需要输出的电机力度,并利用传感器不断检测手柄部分出现的抖动或转动,再通过电机反向旋转补偿抵消手柄部分抖动对录制画面造成的影响。这类电子增稳云台在当下也是比较成熟的解决方案。

采用机械电子增稳的 大疆的Osmo Mobile 3
EIS电子防抖
实际应用:主流手机,运动相机等
EIS电子防抖其实是利用侦测到机身抖动的程度来对拍摄的画面进行震动反方向的位移,从而达到防抖的效果。简单来说,就是通过裁剪画面来进行稳定画面。一般位于取景框中心的画面才是有效内容,而边缘部分的画面则被自动“剪裁”。但裁切的画面内容并没有被“丢掉”,因为相机APP会根据陀螺仪记录的手机姿态数据对摄像头的抖动进行反向补偿,达到画面的稳定。此类防抖的其效果取决于演算法的设计与效率。
EIS的优点是不需额外增加硬体,成本较低且适合微型化设计,但通常必须牺牲影像的解析度与大小,相对效果较不优。


OIS光学防抖
实际应用:主要是主流旗舰的一些手机
OIS光学防抖又称为镜头防抖,其原理是通过在镜片组中增加一个使用磁力悬浮的镜片,配合陀螺仪工作。当机身发生震动时,能检测到轻微的抖动从而控制镜片浮动,以此对抖动进行一定的位移补偿,从而避免了光路发生抖动,实现光学防抖。目前一些手机的旗舰机型都采用OIS光学防抖。

采用OIS光学防抖的Oppo手机
通过近期分析的这两篇关于云台的基本介绍,希望大家在能对于云台相机有了一定的了解之外,也能看到我们国家的摄影发展以及在拍摄科技上的进步。目前中国企业在云台、飞行器及相关衍生器材方面第一次引流了国际潮流,并且持续保持了对欧美科技企业的技术领先。这着实是一件激动人心的事儿,也希望后续中国可以在科技方面有更大的发展和进步~
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兰心  超级版主 2020-5-23 3#
感谢無敵小哆娜的分享
楼主  DJI Mini 2认证用户 2020-5-25 4#
兰心超级版主5-23 11:32
感谢無敵小哆娜的分享
Money-Hunter103  Osmo Pocket 2认证用户 2020-5-27 5#
还是不错的,分类蛮清晰
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