在说位移式传感器的技术原理之前,我们得先了解一张照片,是由哪些主要参数组成的。当然,如果你已经对摄影有一定了解,那么可以略过这一部分。
对于消费级或专业级相机来说,调到手动挡后,你一般需要手动调整 ISO(感光度)、光圈,和快门速度。这三大参数综合决定了照片的明、暗,清晰还是模糊。
在手持拍摄,且光线不那么充足时,快门速度会直接影响着照片的清晰度。如果你的快门速度比较低,同时拍摄的时候手抖了,那么就可能会得到一张这样的照片↓
这就是因为你的抖动,在快门时间内造成了进入传感器中的光线源不同,因此照片会模糊或者重影。
解决这一问题最直接的办法,就是提高快门速度,让你「抖动的速度」,追不上快门的速度。具体到哪个数值比较安全?其实没有标准答案,这需要根据相机的画幅,以及镜头的焦距等因素来综合判断,一般来说最好不要低于 1/60 秒。
不过快门速度越高,意味着光线进入传感器的时间越短。暗光环境下,你不得不提高 ISO(感光度),并增大光圈,来平衡照片的明暗。
其他参数不变,ISO 越高,照片越明亮. 图片来自:photographylife
但ISO 越高,画面的纯净度就会越差,画面上的噪点就会越明显,这对摄影师来说是难以忍受的。
图片来自:photographylife
那么有没有办法能改善这些问题呢?如何在较低的快门速度下,依然可以手持拍摄出清晰、清澈的夜晚呢?
当然有,为了解决上述烦恼,相机厂商们研发出了防抖技术。
相机上常见的防抖技术主要分为两种,一是镜头防抖,二是机身防抖,也就是苹果口中的「位移式传感器」防抖。
图片来自:xitek.com
世界上首款用于民用相机的镜头防抖系统是由佳能开发的,1993 年首次用于佳能 EF 75-300mm F4-5.6 IS USM 镜头上,这是光学防抖系统在民用相机上的首次应用。
镜头防抖示意
而机身防抖的发展史则相对短一些,且目前仍未普及到中低端相机上。
机身防抖就是通过感光元件的移动,抵消手抖或者机器带来的震动,从而实现光学防抖。像索尼、佳能、奥林巴斯等高端机型的相机,已经可以实现「五轴防抖」。这也是 iPhone 12 Pro Max 新传感器的防抖原理。
通过镜头防抖或者机身防抖技术,我们就可以轻松地手持拍摄出清晰照片。甚至快门速度降到 1/30、1/15 或更慢时,也能拍出没有重影的照片。

传感器位移技术在手机上首次应用

既然机身防抖并不是一个新技术,那么 iPhone 12 Pro Max 独享的这颗传感器,有什么值得关注的呢?
需要注意的是,这项技术虽已颇为成熟,但此前它是被运用在相机上的。相机的内部空间与手机相比,要宽阔很多。要在手机狭小的空间里实现传感器的光学防抖,并不是一件容易的事情。
所以从这个角度来看,iPhone 12 Pro Max 是第一台传感器位移式防抖的手机。
可能看到这,有人会怀疑:vivo X50 系列手机的「微云台」技术,不是比 iPhone 12 Pro Max 更早吗?
其实两者的技术原理是两个方向。vivo 是将镜组与传感器连成一个整体,将其放在双滚珠的悬架里面,这样一来,镜组和传感器便可以一起运动,实现光学防抖。
vivo 微云台技术
而iPhone 12 Pro Max 的镜组与传感器依然是分开的。和其他机型不同的是,主摄的镜片防抖方案改成了传感器防抖方案。就像上述单反用到的技术一样,通过传感器位移,达到光学防抖的效果。
相比镜片防抖,苹果表示传感器位移式防抖更先进,可以带来更出色的防抖体验。
据苹果介绍,这颗传感器可以精确控制 X 轴和 Y 轴的动态,消除低频和高频的干扰,例如手的抖动或者汽车的震动。通过整套光学防抖系统,iPhone 12 Pro Max 在手持低光条件下,可以获得长达 2 秒的稳定曝光时间,相当于加大一级光圈曝光。
实际上,防抖升级带来的利好更能直观的体现在视频拍摄上。配合杜比视界以及 10 位HDR 视频拍摄的功能,iPhone 12 Pro Max 将成为短视频时代的最强摄像手机之一。

iPhone 史上最大的传感器

这颗传感器值得关注的点,不光是位移式防抖技术,还有其更大的尺寸。
上文已经提到,iPhone 12 Pro Max 主摄像头的传感器尺寸,比iPhone 12 Pro 的大了 47%,几乎是增大了一半,成为苹果迄今为止最大的影像传感器。
在摄影圈里,我们经常听到一句话就是「底大一级压死人」。意思就是传感器尺寸越大,感光面积越大,捕捉的光线越多,感光性能越好,信噪比越高。简单来说,就是成像效果越好。
在不少朋友的印象里,像素越高,照片画质越好,其实这是一个片面的认知。事实上,增大传感器尺寸和提升像素相比,前者对于画质提升更重要。1/1.8 英寸的 800 万像素相机效果通常好于 1/2.7 英寸的 1200 万像素相机(后者的感光面积只有前者的 55%)。