淺談運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的特點(diǎn)及原理

徐小虎

摘 要：近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，迷你運(yùn)動(dòng)佩戴式攝像機(jī)開始流行，它既可以固定在自行車上、頭盔上，又可以在水中、在各種惡劣環(huán)境中拍攝照片和視頻，甚至還被應(yīng)用到了專業(yè)的電視節(jié)目制作中，受到了年輕人和戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的廣泛好評(píng)。為什么運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)現(xiàn)在會(huì)這么火呢？本文將對(duì)運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)和普通DV的特點(diǎn)進(jìn)行比較，來(lái)分析運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)；高清；拍攝

運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的產(chǎn)生，是隨著極限運(yùn)動(dòng)的興起，一種專門為運(yùn)動(dòng)玩家而設(shè)計(jì)產(chǎn)生的。運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)擁有一組高速的鏡頭，能夠在快門時(shí)間里進(jìn)行追焦，清楚捕捉到運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)影像。運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)攜帶方便，可加裝防水殼，在減震方面，有搭配數(shù)位變焦或光學(xué)變焦，減少畫面晃動(dòng)。

然而運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展之后，現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是為了專業(yè)運(yùn)動(dòng)員而設(shè)的記錄器材，越來(lái)越多的功能讓運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的使用門檻降低，比如說(shuō)超廣角的鏡頭，wifi遠(yuǎn)程控制，重力感應(yīng)鏡頭等等，讓普通人都能夠輕松掌握使用方法。

一、運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的特點(diǎn)

（一）外形小巧便攜。目前市場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)型攝像機(jī)通常只有一個(gè)火柴盒的大小，機(jī)身重量不到200g，相較于傳統(tǒng)攝像機(jī)的體積和重量明顯減小，更方便攜帶，但是小巧便攜并不意味著畫質(zhì)的下降，大多數(shù)設(shè)備都可以拍攝1080P高清視頻，有的機(jī)型甚至可以拍攝4K的視頻，新一代產(chǎn)品都配備了WIFI功能，便于與智能手機(jī)、平板電腦傳輸，可以及時(shí)分享。

（二）多采用“第一視角影像”拍攝。所謂“第一視角影像”是指從與用戶視線相同的角度拍攝的視頻和照片。在運(yùn)動(dòng)中，就是能追隨運(yùn)動(dòng)者，體驗(yàn)到正在運(yùn)動(dòng)的用戶所看到的影像。這種視角隨著機(jī)器固定的位置不同，可以隨意的改變，實(shí)現(xiàn)了“裝在人身上或物體上拍攝”的全新體驗(yàn)。目前幾乎所有的運(yùn)動(dòng)型攝像機(jī)都推出了專業(yè)的配件，并且可以防水、防塵，在很多普通攝像機(jī)無(wú)法承受的極端環(huán)境中工作，這也使機(jī)器的實(shí)用性大大提升。

（三）可以解放雙手。常規(guī)視頻的拍攝，不論是用手機(jī)或是用專門的攝像機(jī)，一定要用手來(lái)握住設(shè)備拍攝，即使使用支架固定，視角也很難隨意轉(zhuǎn)換，而運(yùn)動(dòng)型攝像機(jī)則很好地解決了這一問(wèn)題，目前很多運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)都附帶很多佩戴配件，例如自拍桿、安裝在不同設(shè)備上的卡槽、固定裝置，水下拍攝套裝等。采用更靈活的佩戴方式，可以懸掛在身上，頭盔，車前蓋，甚至是沖浪板上。即使在高速運(yùn)動(dòng)下，也能實(shí)現(xiàn)成像質(zhì)量高、連拍和定時(shí)自拍等功能，極大地迎合了自拍愛(ài)好者的心理，增添了很多樂(lè)趣。

（四）多采用無(wú)線技術(shù)。運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)多采用wifi遠(yuǎn)程控制，重力感應(yīng)鏡頭等先進(jìn)無(wú)線控制技術(shù)，可以使用手機(jī)或者平板電腦等設(shè)備進(jìn)行無(wú)線遙控操作拍攝。內(nèi)置wifi技術(shù)也可以讓攝像機(jī)和手機(jī)、筆記本電腦等無(wú)線傳輸，甚至可以上傳云端。可以與朋友更加快捷、方便的分享高品質(zhì)攝影畫面。

二、運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的防抖、高清原理

無(wú)論是什么類型的攝像機(jī)，最基本的要求就是能拍攝出來(lái)好的畫質(zhì)，運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)也不例外。好的畫質(zhì)除了硬件上的要求之外，還有軟件上成像的算法，以及鏡頭的防抖都非常重要。

防抖有很多種，比較常見(jiàn)的是光學(xué)防抖和電子防抖。光學(xué)防抖原理并不難，是依靠在鏡頭內(nèi)的陀螺儀來(lái)感知抖動(dòng)，當(dāng)儀器感知到微小的抖動(dòng)時(shí)，就會(huì)立即將這個(gè)信號(hào)以極快的速度傳輸至相關(guān)的微處理器，之后通過(guò)計(jì)算來(lái)的數(shù)據(jù)，來(lái)調(diào)整鏡頭需要補(bǔ)償?shù)奈灰屏浚@時(shí)候機(jī)器就會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)用補(bǔ)償鏡頭組或者移動(dòng)圖像傳感器，以達(dá)到消除抖動(dòng)帶來(lái)的影響。

電子防抖則是利用數(shù)字電路對(duì)畫面進(jìn)行處理，從而防抖，也就是說(shuō)，并沒(méi)有在物理層次進(jìn)行調(diào)整、干預(yù)。當(dāng)攝像機(jī)相關(guān)的微傳感器偵測(cè)到抖動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)的防抖電路開始工作，這時(shí)候?qū)嶋H上已經(jīng)產(chǎn)生了圖像畫面，但并不完整，此后數(shù)字電路再對(duì)抖動(dòng)方向進(jìn)行預(yù)判，最后利用剩下的資源計(jì)算、補(bǔ)充畫面，如此就會(huì)最終得到一張不是那么模糊的照片了。電子防抖相對(duì)光學(xué)防抖而言成本低廉，不用在鏡頭上再加調(diào)整鏡頭組，但實(shí)際上是降低了圖像傳感器的利用率，對(duì)畫面清晰度、分辨率都會(huì)造成影響和損失。

對(duì)于照片質(zhì)量來(lái)說(shuō)，防抖是一方面，另一方面是畫質(zhì)。無(wú)論是相機(jī)還是攝像機(jī)，決定拍攝效果的大致是鏡頭組、圖像傳感器、相關(guān)微處理器三個(gè)方面。其中比較重要的是圖像傳感器，也是決定拍攝質(zhì)量的關(guān)鍵因素。一般來(lái)說(shuō)圖像傳感器的種類、尺寸和像素決定著照片的質(zhì)量。圖像傳感器有價(jià)格高低之分，只要廠家舍得下成本，就可以配置得很不錯(cuò)。影響成像效果的另一個(gè)關(guān)鍵因素是成像算法，通俗一點(diǎn)說(shuō)就是圖像通過(guò)圖像傳感器之后，再經(jīng)過(guò)一系列的處理器處理得到最后影像的過(guò)程。這與硬件無(wú)關(guān)，是程序的事情。舉一個(gè)例子，某款iPhone手機(jī)的攝像頭只有800萬(wàn)的像素，而國(guó)產(chǎn)很多手機(jī)像素都超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，鏡頭和傳感器上的選用也不差，拍攝出來(lái)的照片卻不如iPhone的效果好，這是為什么呢？這是因?yàn)樘O果公司針對(duì)iPhone的成像根據(jù)自身的情況，采用了設(shè)計(jì)和優(yōu)化特殊的算法，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使得拍出來(lái)的影像變得相當(dāng)不錯(cuò)。

三、運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

然而隨著科技的發(fā)展，未來(lái)的運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)將會(huì)更加便攜、畫面質(zhì)量更加清晰、所包含的科技元素也將越來(lái)越多。例如曾經(jīng)在前些日子比較火爆的谷歌眼鏡可以拍攝720P的視頻，也算一款便攜、“簡(jiǎn)易”運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)了。另外，在國(guó)外某部科幻電影中，主人公攜帶了一種類似眼角膜一樣的運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)，貼在自己眼睛上，向全世界直播自己的生活。電影中的攝像機(jī)大概就是未來(lái)運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，更好的拍攝性能，更大的存儲(chǔ)空間，更久的電池續(xù)航，也許有一天運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)真的能夠模擬人眼來(lái)記錄人類豐富多彩的生活。

參考文獻(xiàn)：

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